U modernom društvu nehrđajući čelik je gotovo svugdje u našem svakodnevnom životu. Izraz "nehrđajući čelik" ne odnosi se na određenu vrstu nehrđajućeg čelika, već na grupu legura na bazi željeza koje sadrže najmanje približno 11% kroma, tvari koja sprječava hrđanje željeza i također pruža svojstva otporna na toplinu .
Prekretnice u povijesti nehrđajućeg čelika
· Oko 4000. pne
Drevni Egipćani i Sumerani bili su prvi koji su od željeznog metala izradili alate uključujući noževe, svrdla, kao i različito oružje poput mačeva, bodeža, koplja i buzdovana. Međutim, većina sirovina koje su koristili dobiveni su iz meteorita, a ne iz žile gvožđa.
· Sredinom 1. milenijuma pr
Wootz čelik, porijeklom iz Južne Indije, a zatim izvozi globalno, je čelik za lonče koji se odlikuje visokim sadržajem ugljika (oko 1,5-2%). Vjeruje se da je čelik korišten za kovanje mačeva orijentalnog Damaska za koje se slovi da režu čak i marame od gaze. Sada se Wootz čelik naziva indijskim legendarnim, jer stoji kao spomenik slavnoj indijskoj tradiciji.
· Oko 300. pne (dinastija Qin)
Vojsku terakote prvi su put otkrili 1974. godine lokalni farmeri u okrugu Lintong, izvan Xi'ana, Shanxi, Kina. Sada je više od 2000 figura otkriveno dobro očuvanim oružjem. Neke studije pokazuju da je razlog zašto je utvrđeno da je ovo oružje dobro očuvano taj što je dodatni hrom dodan tokom procesa obrade kako bi se stvorili proizvodi otporni na koroziju.
· U prvom desetljeću 20. vijeka
Francuski inženjer Leon Alexandre Guillet objavio je od 1904. godine izvještaje o metalnim legurama izrađenim od nikla, mangana, kroma i volframa, kao i broncama i mesingima, koji svi danas spadaju u kategoriju nehrđajućeg čelika.
1907. godine u Sjedinjenim Državama izgrađena je prva komercijalna električna peć. A sada se u električnim pećima proizvode veliki dijelovi od nehrđajućeg čelika.
Francuski metalurg Albert Marcel Portevin dao je 1909. godine precizne podatke o hemijskoj otpornosti kaljenog kromiranog čelika na takve oksidacione reagense kao što su azotna kiselina i pikrična kiselina.
· Harry Brearley - otac nehrđajućeg čelika
Izum i primjena nehrđajućeg čelika mogu se pratiti do Prvog svjetskog rata. U to vrijeme unutarnje površine cijevi pištolja lako su se trošile, što je dovelo do mnogih drugih praktičnih problema. Harry Brearley, engleski metalurg, zamoljen je da istraži novi čelik koji bi se mogao bolje oduprijeti eroziji izazvanoj visokim temperaturama. Nakon proučavanja različitih vrsta čelika, Brearley je otkrio martenzitnu leguru od nehrđajućeg čelika, a također je otkrio da ćemo dodavanjem hroma u rastopljeno željezo dobiti metal koji nije zahrđao.
Članovi porodice od nehrđajućeg čelika
Austenitni nehrđajući čelik
Austenitni nehrđajući čelik je najčešće korištena vrsta, što čini oko dvije trećine ukupne proizvodnje nehrđajućeg čelika. Sastoji se od gvožđa, ugljenika (0,1%), hroma (18%), nikla (8-25%) i drugih manjih legura, sa austenitom (kubno centrirana u lice) kao primarnom kristalnom strukturom. Austenitni nehrđajući čelik koristi se za industrijske, transportne i arhitektonske proizvode koji se prvenstveno temelje na njihovoj otpornosti na koroziju, ali i na njihovoj oblikovanosti, čvrstoći i svojstvima na ekstremnim temperaturama. Možda ste čuli nehrđajući čelik 316 i 304, a oba su austenitna.
Feritni nehrđajući čelik
Feritni nehrđajući čelik ima feritnu mikrostrukturu poput ugljičnog čelika, koja je kubna kristalna struktura usredotočena na tijelo i sadrži 10,5-27% kroma s vrlo malo ili nimalo nikla. Glavna razlika između austenitnog i feritnog nehrđajućeg čelika je ta što prvi ima kristalnu strukturu, dok drugi sadrži veću koncentraciju hroma. Zbog dodavanja hroma, ovaj čelik nije očvrsljiv toplotnom obradom, a samo je malo kaljen hladnim valjanjem.
Martenzitni nehrđajući čelik
Sadrži 11,5-18% hroma, zajedno s 1,2% ugljenika i nikla, martenzitni nehrđajući čelik karakterizira njegova čvrstoća, otpornost na koroziju i trajnost u uvjetima tretiranim toplotom. Kristalna struktura martenzitnog nehrđajućeg čelika je martenzit, koji nastaje u ugljeničnim čelikima brzim hlađenjem austenitnog oblika gvožđa tako velikom brzinom da atomi ugljenika nemaju vremena da se difuziraju iz kristalne strukture u dovoljno velikim količinama da formiraju cementit. Martenzitni nehrđajući čelik često se koristi kada je tvrdoća kritična, poput pribora za jelo, hirurških instrumenata i ležajeva.
Duplex nehrđajući čelik
Riječ „dupleks“ znači imati dva glavna elementa ili dijelove zajedno, pa je razlog zašto ga nazivamo dupleksnim nehrđajućim čelikom taj što ovaj čelik ima mješovitu mikrostrukturu austenita i ferita, pružajući poboljšanu otpornost na posebno kloridirajuću koroziju i hloridnu koroziju i veća čvrstoća od standardnog austenitnog nehrđajućeg čelika. Danas se ovaj čelik obično primjenjuje u industriji nafte i plina, izmjenjivačima toplote, opremi za kemijsku obradu, kotlovima i posudama pod pritiskom.
