Аустенитни од нехрђајућег челика | Својства, Оцене & Апликације

Табела садржаја Схов

Among all stainless steel families, Аустенитни од нехрђајућег челика is the most extensively used and commercially significant category, accounting for more than half of global stainless steel production.

It is recognized for its exceptional corrosion resistance, Одлична заваривост, изузетна дуктилност, superior toughness, and remarkable performance in both high-temperature and cryogenic environments.

Јединствена својства аустенитног нерђајућег челика потичу од његове посебне металуршке структуре.

За разлику од феритних или мартензитних нерђајућих челика, аустенитног нерђајућег челика одржава а кубичан (ФЦЦ) кристална структура На собној температури.

Ова структура пружа одличну способност пластичне деформације и спречава крхко оштећење, што га чини погодним за апликације које захтевају сложено обликовање, заваривање, и поуздан рад у тешким условима.

Уобичајене оцене као нпр 304, 316, 321, и 347 нерђајући челик постали индустријски стандарди, док напредне оцене укључујући 904Л, 254 Ми, и других супер аустенитних нерђајућих челика су пројектовани за високо корозивна окружења.

1. Шта је аустенитни нерђајући челик?

Аустенитски нерђајући челик је највећа и најчешће коришћена породица нерђајућих челика, карактерише стабилна кубичан (ФЦЦ) кристална структура, металуршки познат као Аустенит (γ-фаза).

Ова јединствена микроструктура се одржава на собној температури додавањем легирајућих елемената који стабилизују аустенит, првенствено никл (У), заједно са елементима као што су манган (Мн), азот (Н), и угљеник (Ц).

За разлику од чистог гвожђа, где аустенит постоји само на повишеним температурама, аустенитни нерђајући челици су пројектовани легирањем да задрже аустенитну фазу у широком температурном опсегу, укључујући амбијенталне и криогене услове.

Ова стабилна аустенитна структура је основни разлог зашто ови материјали показују своју изванредну комбинацију отпорности на корозију, дуктилност, жилавост, завабилност, и могућност израде.

Термин "аустенит" не односи се на одређени хемијски састав, већ на доминантна металуршка фаза и кристална структура легуре.

У чистом гвожђу, трансформација из ферита (α-фаза, кубична структура усредсређена на тело) до аустенита (γ-фаза, ФЦЦ структура) јавља се приближно 912° Ц.

Међутим, додавање никла и других елемената који формирају аустенит проширује опсег стабилности ФЦЦ фазе, омогућавајући аустениту да остане стабилан на собној температури, па чак и под условима екстремно ниских температура.

Делови за ливење од нерђајућег челика ЦФ 8М

Кључне карактеристике аустенитног нерђајућег челика:

Кубни центар са лицем (ФЦЦ) кристална структура—обезбеђује одличну дуктилност, жилавост, и формалност.
Висок садржај хрома (16-26%)—обезбеђује отпорност на корозију кроз самозалеђујући слој пасивног оксида.
Висок садржај никла (6-22%)—стабилизује аустенитну структуру, Побољшава отпорност на корозију, и побољшава жилавост на ниским температурама.
Немагнетно (У жаруљеном стању)—за разлику од феритних и мартензитних нерђајућих челика, аустенитне класе су у суштини немагнетне.
Не очвршћава се топлотном обрадом— чврстоћа се може повећати само хладном обрадом (отврдњавање).
Одлична заваривост— већина врста је лако заварљива, са ниским нивоом угљеника (Л оцене) посебно дизајниран да се одупре сензибилизацији.

2. Хемијски састав аустенитног нерђајућег челика

Перформансе аустенитних нерђајућих челика су одређене њиховим прецизним хемијским саставом.

Следећа табела резимира типичне опсеге састава за најчешће елементе и њихове функције.

Елемент	Типичан распон (вт%)	Функција
Хром (ЦР)	16‑26	Формира пасивни хром оксид (Црдо₃) филм који обезбеђује отпорност на корозију. Повећани Цр побољшава отпорност на оксидирајуће киселине и оксидацију при високим температурама.
Никл (У)	6‑22	Стабилизује аустенитну структуру На собној температури; Побољшава отпорност на корозију (посебно у редукцији киселина); повећава жилавост на ниским температурама; смањује стопу очвршћавања.
Молибден (Мо)	0‑7	Побољшава отпорност на корозију за копирање и пукотине, посебно у срединама које садрже хлорид; повећава чврстоћу на високим температурама.
Манган (Мн)	≤2.0	Деокидисер; стабилизује аустенит у неким разредима (Нпр., 200 серија); Побољшава врућу обрадивост.
Силицијум (И)	≤1.0	Деокидисер; Побољшава отпорност на оксидацију.
Угљеник (Ц)	≤0.08 (стандардне) <0.03 (Л оцене)	Јача легуру, али може смањити отпорност на корозију формирањем хром карбида (сензибилизација). Оцене са ниским угљеником (304Л, 316Л) минимизирати сензибилизацију.
Азот (Н)	0-0,25	Ојачава аустенит; Побољшава отпорност на питтинг; стабилизује аустенитну структуру.
Бакар (Цу)	0‑3	Побољшава отпорност на редукујуће киселине (посебно сумпорна киселина); побољшава формабилност.
Титанијум (Од) / Ниобијум (Наклопити)	≤1.0	Стабилизатори— спречити сензибилизацију формирањем карбида првенствено са угљеником, остављајући хром у раствору.

Кључни композициони односи

Еквивалент хрома вс. Еквивалент никла: Равнотежа између ферит-стабилизујућих елемената (ЦР, Мо, И) и елементи за стабилизацију аустенита (У, Мн, Н, Цу) одређује да ли је микроструктура потпуно аустенитна или садржи нешто ферита.
Дрва (Еквивалентни број отпора за копирање): Емпиријска формула која се користи за упоређивање отпорности нерђајућих челика на питтинг:

Таке =% Цр + 3.3 × %Мо + 16 × %Н

Више вредности ПРЕН указују на бољу отпорност на корозију у облику пукотина у хлоридним срединама.

Разреда	Дрва (цца.)	Отпорност на корозију
304	19	Добри
316	26	Боље
904Л	34‑38	Одличан
Супераустенит (Нпр., 6-Мо легуре)	>40	Изузетан

3. Главни типови и разреди аустенитног нерђајућег челика

Аустенитни нерђајући челици представљају највећу и најраширенију категорију нерђајућег челика, који садржи бројне разреде развијене да испуне различите захтеве за отпорност на корозију, механичка чврстоћа, температурна способност, завабилност, и перформансе израде.

Стандардне класе аустенитног нерђајућег челика (300 Серија)

Тхе 300 серија је најпризнатија породица аустенитних нерђајућих челика.

Ове врсте обично садрже хром и никл као своје примарне легирне елементе, пружа одличну равнотежу отпорности на корозију, механичка својства, завабилност, и економичност.

Уобичајене класе аустенитног нерђајућег челика серије 300

Разреда	Америчка ознака	Приближна композиција	Кључне карактеристике	Типичне апликације
304	С30400	18% ЦР, 8% У	Најраспрострањенији аустенитни нерђајући челик; Одлична отпорност на корозију, Обликавост, завабилност, и баланс трошкова и учинка	Опрема за прераду хране, кухињска опрема, Архитектонске компоненте, Аутомобилски делови, опште индустријске примене
304Л	С30403	18% ЦР, 8% У, ниска Ц ≤0,03%	Верзија са ниским садржајем угљеника 304; минимизира таложење хром карбида и побољшава отпорност на корозију након заваривања	Заварене структуре, опрема за храну, опрема за хемијску обраду, под притиском
316	С31600	16-18% цр, 10-14% је, 2-3% мо	Додатак молибдена значајно побољшава отпорност на корозију изазвану хлоридима и пукотинама	Морска опрема, системи хемијске обраде, фармацеутска опрема, Медицински уређаји
316Л	С31603	16-18% цр, 10-14% је, 2-3% мо, ниско ц	Верзија са ниским садржајем угљеника 316; врхунска заварљивост и отпорност на интергрануларну корозију	Фармацеутски резервоари, морске структуре, заварени системи цевовода, Оффсхоре опрема
321	С32100	17–19% Кр, 9–12% Ин, Стабилизовани	Стабилизација титанијума спречава таложење хром карбида; одржава отпорност на корозију након излагања високим температурама	Измењивачи топлоте, издувни системи авиона, Компоненте пећи, високотемпературни цевовод
347	С34700	17–19% Кр, 9–13% Ин, Нб стабилизован	Стабилизација ниобијума побољшава отпорност на сензибилизацију и повећава снагу пузања при високим температурама	Аероспаце компоненте, опрема за производњу електричне енергије, системи за хемијску обраду на високим температурама
309	С30900	22–24% Кр, 12–15% Ин	Већи садржај хрома и никла обезбеђује побољшану отпорност на оксидацију на повишеним температурама	Делови пећи, опрема за сагоревање, уређаји за термичку обраду, посуде за високе температуре
310	С31000	24–26% Кр, 19–22% Ин	Одлична отпорност на оксидацију и чврстоћа на веома високим температурама	Облоге пећи, зрачеће цеви, Измењивачи топлоте, опрема за термичку обраду
904Л	Н08904	20% ЦР, 25% У, 4–5% Мо, Уз додатак	Супераустенитна класа са изузетном отпорношћу на сумпорну киселину и високо корозивне хемикалије	Хемијски реактори, опрема за прераду сумпорне киселине, фармацеутски системи

Врсте нерђајућег челика високих перформанси и супераустенитног челика

Стандардни аустенитни нерђајући челици можда неће пружити довољне перформансе у екстремно агресивним окружењима као што су концентроване киселине, морска вода, и услови са високим садржајем хлорида.

За ове апликације, нерђајући челик високих перформанси или супераустенит су развијени.

Репрезентативни супераустенични разреди

Разреда	Америчка ознака	Приближна композиција	Кључне карактеристике	Типичне апликације
254 Ми	С31254	20% ЦР, 18% У, 6% Мо, 0.2% Н	Изузетно висока отпорност на хлорид; ПРЕН вредност изнад 40; Одлична резистенција корозије за корозију и пукотина	Системи морске воде, Оффсхоре платформе, Десалиновање биљака, опрема за хемијску обраду
Ал-6КСН	Н08367	21% ЦР, 24% У, 6.3% Мо, 0.2% Н	Изузетна отпорност на хлоридну корозију и киселу средину; Висока механичка чврстоћа	Марински инжењеринг, индустрија целулозе и папира, хемијска обрада, опрема за контролу загађења
Инколој 825	Н08825	21% ЦР, 42% У, 3% Мо, 2% Цу	Одлична отпорност на редукујуће киселине, пуцање корозије на стрес, и окружења високог температуре	Опрема за нафту и гас, хемијска обрада, Нуклеарне апликације

Цаст аустенитног нерђајућег челика

За разлику од кованог нерђајућег челика, ливени нерђајући челици су посебно дизајнирани за производњу кроз процесе ливења као нпр:

Инвестициони ливење
Ливење песка
Лимена љуске

Уобичајени ливени аустенитни нерђајући челик

АСТМ ливена класа	Америчка ознака	Ковани еквивалент	Кључне карактеристике	Типичне апликације
ЦФ-8	Ј92600	304	Аустенитни нерђајући челик опште намене; одлична отпорност на корозију и способност ливења	Тела вентила, кућишта пумпе, фитинги за цеви, Индустријске компоненте
ЦФ-3	Ј92500	304Л	Нискоугљенична ливена класа; одлична заварљивост и отпорност на преосетљивост	Заварене компоненте вентила, хемијска опрема, под притиском
ЦФ-8М	Ј92900	316	Ливена легура која садржи молибден са побољшаном отпорношћу на хлоридну корозију	Марине вентили, хемијске пумпе, фармацеутска опрема
ЦФ-3М	Ј92800	316Л	Верзија ЦФ-8М са ниским садржајем угљеника; одлична заварљивост и отпорност на корозију	Оффсхоре опрема, Системи за десалинирање, хемијска обрада одливака
ЦН-7М	Ј95150	Легура 20	Висока отпорност на сумпорну киселину и агресивна хемијска окружења	Опрема за обраду киселине, петрохемијске компоненте

4. Кључна својства аустенитног нерђајућег челика

Аустенитни нерђајући челици су широко познати по одличној равнотежи отпорности на корозију, Механичке перформансе, могућност израде, и поузданост услуге.

Ова својства су првенствено одређена њиховом стабилношћу кубичан (ФЦЦ) кристална структура, Високи садржај хромима, и присуство елемената који стабилизују аустенит као што су никл и азот.

ЦФ 8 Аустенитни делови од нерђајућег челика

Отпорност на корозију

Изузетна отпорност на корозију је најзначајнија карактеристика аустенитног нерђајућег челика.

Заштита долази од формирања танке, стабилан, и самоизлечење хромијски оксид (Црдо₃) пасивни филм на површини материјала.

Када хром реагује са кисеоником у околном окружењу, формира заштитни слој оксида који спречава даљу оксидацију и штити основни метал од корозивног напада.

Чак и када је површина механички оштећена, овај пасивни филм може брзо да се регенерише у срединама које садрже кисеоник.

Корозиона својства аустенитног нерђајућег челика зависе од састава легуре. Хром обезбеђује основну отпорност на корозију, док никл побољшава отпорност на хемијска окружења и стабилизује аустенитну структуру.

Класе које садрже молибден, као што је 316 и 316л, нуде значајно побољшану отпорност на корозију изазвану хлоридима и пукотинама.

За агресивније услове рада, напредне класе као што је 904Л, 254 Ми, и АЛ-6КСН су развијени са вишим нивоима никла, молибден, и азота да издрже тешка окружења, укључујући морску воду, јаке киселине, и хемијске примене за прераду.

Механичке особине и радно очвршћавање

Аустенитни нерђајући челици пружају одличну равнотежу између чврстоће и дуктилности.

У жареном стању, њихова чврстоћа је умерена у поређењу са мартензитним или дуплекс нерђајућим челицима, but their superior plasticity allows them to undergo significant deformation without cracking.

Typical austenitic stainless steels exhibit:

Затезна чврстоћа: approximately 500–750 MPa
Снага приноса: approximately 170–350 MPa
Издужење: commonly above 40%

One of the most important mechanical characteristics of austenitic stainless steel is its strong work hardening capability.

During cold deformation, such as rolling, цртање, или формирање, the density of dislocations within the FCC structure increases, resulting in higher strength and hardness.

This behavior provides several engineering advantages. Cold working can significantly improve the mechanical strength of components without additional heat treatment, making it possible to manufacture high-strength stainless steel wire, опруга, траке, and precision parts.

Међутим, strong work hardening also creates challenges during manufacturing.

The material requires higher forming forces, убрзава хабање алата током обраде, и може захтевати средње жарење током тешких операција формирања да би се повратила дуктилност.

Жилавост при ниским температурама

Аустенитни нерђајући челици имају изузетну жилавост на екстремно ниским температурама због своје стабилне ФЦЦ кристалне структуре.

За разлику од феритних и мартензитних нерђајућих челика, не доживљавају оштру температуру прелаза од дуктилне до крхке, омогућавајући им да одрже одличну отпорност на удар чак и под криогеним условима.

Уобичајене оцене као нпр 304Л и 316Л задржавају одличну жилавост на температурама које се приближавају −196°Ц, што их чини идеалним материјалима за апликације које укључују течне гасове и екстремно хладна окружења.

Ова јединствена комбинација жилавости на ниским температурама и отпорности на корозију чини аустенитне нерђајуће челике широко коришћеним у:

Системи за складиштење и транспорт ЛНГ
Криогене цеви
Опрема за течни кисеоник и азот
Системи за гориво у ваздухопловству
Инфраструктура хладног региона

Неколико инжењерских материјала обезбеђује упоредиву криогену поузданост, истовремено одржавајући добру заварљивост и отпорност на корозију.

Завабилност

Аустенитни нерђајући челици се сматрају међу најзаварљивијим материјалима од нерђајућег челика због своје стабилне микроструктуре, Одлична дуктилност, и релативно низак ризик од пуцања у вези са заваривањем.

Могу се произвести уобичајеним методама заваривања, укључујући ТИГ, MIG, ласерско заваривање, и отпорно заваривање.

Већина стандардних типова може се заварити без претходног загревања, а заварени спојеви углавном задржавају добра механичка својства и отпорност на корозију.

Главна пажња приликом заваривања је сензибилизација, који се јавља када се талог хром карбида формира на границама зрна током излагања температурама око 450–850°Ц.

This process reduces chromium availability near the grain boundaries and may lead to intergranular corrosion.

To minimize this risk, нискоугљеничне класе као нпр 304Л и 316Л се широко користе.

Their reduced carbon content limits carbide formation and ensures better corrosion resistance after welding, making them particularly suitable for pressure vessels, Системи цевовода, фармацеутска опрема, и компоненте за хемијску обраду.

Формабилност и перформансе израде

The excellent formability of austenitic stainless steel is a direct result of its FCC crystal structure and high ductility.

Compared with many other engineering alloys, austenitic grades can undergo extensive plastic deformation while maintaining structural integrity.

They are suitable for manufacturing processes such as:

Дубоко цртање
Жигосање
Савијање
Формирање ролне
Хидроформирање

Оцене као што су 304 и 316 are widely used for complex-shaped components, including kitchen equipment, Медицински уређаји, Аутомобилски делови, и индустријска кућишта.

Their high elongation allows manufacturers to produce thin-walled and intricate components with fewer risks of cracking.

Међутим, јер ови материјали током деформације брзо очвршћавају, сложене операције формирања могу захтевати оптимизован алат, више фаза формирања, или интермедијарно жарење.

Карактеристике обраде

Иако су аустенитни нерђајући челици веома погодни за обликовање и заваривање, генерално их је теже машински обрађивати од угљеничних челика.

Главни изазови у машинској обради су повезани са њиховом жилавошћу, дуктилност, и каљење на раду.

Током сечења, површински слој може брзо постати тврђи, повећање сила резања и убрзање хабања алата.

Додатно, њихова релативно ниска топлотна проводљивост узрокује да више топлоте остаје концентрисано у зони сечења, што може смањити век трајања алата.

За постизање ефикасних перформанси обраде, произвођачи обично користе:

Правилни параметри сечења
Оштри карбидни или обложени алати
Ефикасни системи хлађења
Чврсте поставке машина

Слободне машинске оцене као нпр 303 нерђајући челик понекад се бирају када је потребна побољшана обрадивост, иако углавном пружају нешто мању отпорност на корозију од стандардних 304 или 316 оцене.

Немагнетно понашање (Жаросно стање)

Аустенитни нерђајући челици су генерално немагнетна у жареном стању јер њихова ФЦЦ аустенитна структура не показује феромагнетно понашање.

Ова карактеристика их разликује од феритних и мартензитних нерђајућих челика, који су природно магнетни због своје различите кристалне структуре.

Уобичајене оцене као нпр 304, 316, и 316Л имају веома ниску магнетну пермеабилност након жарења раствора, чинећи их погодним за апликације где се магнетне сметње морају минимизирати, укључујући:

Медицинска опрема
Лабораторијски инструменти
Прецизни електронски уређаји
Окружење везано за МРИ

Међутим, хладна обрада може делимично трансформисати аустенит у мартензит изазван деформацијом, изазивајући извесно повећање магнетног одговора. Степен магнетизма зависи од састава легуре, Садржај никла, Садржај азота, и количина механичке деформације.

5. Ограничења аустенитног нерђајућег челика

Иако се аустенитни нерђајући челици широко користе због одличне отпорности на корозију, жилавост, завабилност, и формалност, они такође имају неколико ограничења која се морају узети у обзир приликом избора материјала и дизајна компоненти.

Нижа снага течења у жареном стању

Једно од примарних ограничења конвенционалних аустенитних нерђајућих челика је њихова релативно ниска граница попуштања у жареном стању.

Уобичајене оцене као нпр 304 и 316 нерђајући челик обично имају границу течења нижу од многих феритних, мартензитски, и дуплекс од нерђајућег челика.

То значи да могу захтевати дебље пресеке или додатне методе ојачања када се користе у апликацијама које носе оптерећење.

За разлику од мартензитних нерђајућих челика, аустенитне класе се не могу ојачати конвенционалном топлотном обрадом. Њихова снага се углавном повећава кроз:

Хладан рад
Легирање азота
Јачање чврстог решења

Хладна деформација може значајно побољшати снагу, али може смањити дуктилност и повећати потешкоће у формирању.

За апликације које захтевају висок однос чврстоће и тежине, као што су оффсхоре структуре или тешке механичке компоненте, дуплекс нерђајући челик или нерђајући челик који се стврдњава при падавинама може пружити боље перформансе.

Ризик од преосетљивости током топлотног излагања

Може доћи до појаве аустенитног нерђајућег челика са већим садржајем угљеника сензибилизација када је изложен температурама обично између 450° Ц и 850 ° Ц, посебно током заваривања или дуготрајног рада на високим температурама.

Током овог процеса:

Угљеник реагује са хромом и формира преципитате хром карбида на границама зрна.
Подручја осиромашена хромом развијају се близу граница зрна.
Локална отпорност на корозију се смањује, потенцијално изазива интергрануларну корозију.

To minimize this risk, инжењери обично бирају:

Оцене са ниским угљеником, као што су 304Л и 316Л
Стабилизоване оцене, као што је 321 и 347

Ови типови су дизајнирани да одрже отпорност на корозију након заваривања или термичког излагања.

Stress Corrosion Cracking in Chloride Environments

Иако аустенитни нерђајући челици пружају одличну општу отпорност на корозију, могу бити рањиви на пуцање корозије на стрес (СЦЦ) под одређеним условима.

СЦЦ се обично јавља када три фактора постоје истовремено:

Затезач
Средина која садржи хлорид
Повишена температура

Уобичајена ризична окружења укључују:

Системи морске воде
Оффсхоре опрема
Хемијски процеси који садрже хлорид
Високотемпературни индустријски системи

Аустенитне класе више легуре са повећаним никлом, молибден, и садржај азота, као што је 904Л, 254 Ми, и АЛ-6КСН, пружају побољшану отпорност на корозију изазвану хлоридима.

Међутим, за екстремно тешке хлоридне средине, дуплекс или супер дуплекс нерђајући челик и даље могу бити пожељнији.

Difficult Machining Performance

Аустенитни нерђајући челици се генерално теже обрађују од угљеничних челика због њиховог јединственог механичког понашања.

Главни изазов је њихов јак тенденција очвршћивања рада. Током обраде, деформисани површински слој постаје тврђи, повећање сила резања и убрзање хабања алата.

Додатне потешкоће у машинској обради укључују:

Ниска топлотна проводљивост, изазивајући концентрацију топлоте у зони сечења
Висока дуктилност, што резултира дугим чиповима које је тешко контролисати
Повећан ризик од лоше завршне обраде површине

Ефикасна обрада захтева:

Правилни параметри сечења
Оштри алати отпорни на хабање
Ефикасно хлађење и подмазивање
Чврсте поставке машина

Слободне машинске оцене као нпр 303 нерђајући челик може побољшати ефикасност обраде, иако генерално жртвују извесну отпорност на корозију у поређењу са стандардним 304.

Већи материјал кошта

Аустенитни нерђајући челици су генерално скупљи од феритних или мартензитних нерђајућих челика због њиховог већег садржаја легуре, посебно никла.

Никл је неопходан за стабилизацију аустенитне структуре и побољшање жилавости, али значајно повећава трошкове материјала.

Додатни легирајући елементи као што је молибден у 316 а супер аустенитни разреди додатно повећавају цену.

Међутим, виши почетни трошак се често уравнотежује:

Дужи радни век
Нижи захтеви за одржавање
Боља отпорност на корозију
Смањена учесталост замене

За апликације у којима би корозијски квар резултирао великим застојима или сигурносним ризицима, аустенитни нерђајући челик често пружа бољу укупну економску вредност.

Форминг Цхалленгес

Аустенитни нерђајући челици имају одличну формабилност, али њихово снажно понашање при раду може створити изазове током сложених операција формирања.

У поређењу са угљеничним челицима, захтевају:

Више формирајуће силе
Моћнија опрема
Пажљивија контрола процеса

Приликом савијања и штанцања, Пролећно може настати због њиховог високог еластичног опоравка. Ово може утицати на тачност димензија и захтевати компензацију током пројектовања алата.

За дубоко извлачење и сложене процесе обликовања, произвођачи ће можда морати да размотре:

Вишестепене операције формирања
Средњи обновљивање
Оптимизована геометрија алата

Упркос овим изазовима, аустенитни нерђајући челици остају међу материјалима од нерђајућег челика који се највише могу обликовати.

6. Applications of Austenitic Stainless Steel

Због одличне комбинације отпорности на корозију, жилавост, завабилност, и могућност израде, аустенитни нерђајући челик се користи у скоро сваком већем индустријском сектору.

Индустрија	Апликације	Типичне оцене	Кључни захтеви
Храна & пијарење	Резервоари, пловила, цевовод, транспортери, Прибор за јело, кухињска опрема.	304, 316Л	У складу са ФДА; хигијенски; отпоран на корозију; Једноставно чишћење.
Медицински & фармацеутски	Хируршки инструменти, имплантати, ВФИ системи, Опрема за чистину.	316Л, 304Л	Биокомпатибилан; стерилизујуће; непорозни; отпоран на корозију.
Хемијска обрада	Реактори, Измењивачи топлоте, цевовод, вентили, пумпе.	316Л, 904Л, Легура 20	Отпорност на корозију на киселине, хемикалије, и високе температуре.
Маринац & на одбору	Цевовод за море, пумпе, Измењивачи топлоте, Оффсхоре платформе.	316Л, 254 Ми, дуплекс	Отпорност на ломљење хлорида; отпорност на корозију морске воде.
Архитектонски & конструкција	Облагање облогом, кров, ручници, зидови за завесе, структурни пресеци.	304, 316	Естетика; отпорност на корозију; издржљивост; Лонг сервисни живот.
Генерација електричне енергије	Измењивачи топлоте, цеви кондензатора, компоненте котла, делови турбине.	304Л, 316Л, 310, 347	Чврстоћа на високим температурама; отпорност на оксидацију; отпорност на пузање.
Аутомотиве	Издувни системи, компоненте турбопуњача, сензори, подрезати.	304, 321, 310	Отпорност на оксидацију при високим температурама; отпорност на корозију; Обликавост.
Ваздухопловство	Компоненте мотора, Издувни системи, Структурни делови, причвршћивачи.	304, 321, 347	Чврстоћа на високим температурама; отпорност на корозију; жилавост.
Криогени	ЛНГ резервоари за складиштење, криогене цеви, транспорт течног гаса.	304, 316	Жилавост при ниским температурама (но ДБТТ).
Електроника	Кућишта, конектори, заштита, компоненте инструмента.	304, 316Л	Немагнетно; отпоран на корозију; Обликавост.
Уље & гас	Цевовод, вентили, фитинги, Подружница, Веллхеад компоненте.	316Л, 904Л, 254 Ми	Отпорност на хлорид СЦЦ; велика снага; отпорност на кисели гас.

7. Austenitic Stainless Steel vs Other Stainless Steel Types

Нерђајући челици су класификовани у неколико великих породица према њиховој микроструктура, састав легура, механичка својства, и одговор топлотне обраде.

Иако се сви нерђајући челици ослањају на хром за постизање отпорности на корозију, разлике у кристалној структури и легирајућим елементима резултирају значајним варијацијама у чврстоћи, жилавост, наступ корозије, завабилност, и примјена пријаве.

Критеријум	Аустенитни од нехрђајућег челика	Феритни од нехрђајућег челика	Мартензитни од нехрђајућег челика	Дуплек нерђајући челик	Отврдњавање падавина (ПХ) нерђајући челик
Кристална структура	ФЦЦ (Аустенит)	БЦЦ (ферит)	Бцт (марсенсит)	Мешовит ФЦЦ + БЦЦ	Мартензитна или аустенитна структура у зависности од класе
Типичан садржај хрома	16-26%	10.5-30%	11-18%	21-26%	14–17%
Типичан садржај никла	6-22%	<1%	<2%	4-7%	3-8%
Садржај молибден-а	0-7%	0-2%	0–1%	0-4%	0-4%
Максимална тврдоћа	≤217 ХБ	≤250 ХБ	До 600 Хб (угашен)	≤300 ХБ	До 500 Хб
Снага приноса (Жарозан)	170–280 МПа	200-300 МПА	250-450 МПА	450-550 МПА	550–1.100 МПа
Затезна чврстоћа	485-650 МПА	400-500 МПА	700-1,000 МПА	650-800 МПА	1,000–1.300 МПа
Издужење	35-60%	20-30%	10-20%	20-30%	8-15%
Општа отпорност на корозију	Одличан	Добри	Умерен	Одличан	Добро до одлично
Отпорност на хлоридну корозију на пуцање	Умерен	Добри	Сиромашан	Одличан	Умерен
Жилавост при ниским температурама	Одличан	Сиромашан (прелаз из дуктилног у крто)	Сиромашан (прелаз из дуктилног у крто)	Умерен до доброг	Умерен
Снага високог температура	Одличан (приближно 800–1100°Ц у зависности од степена)	Добри (до приближно 800°Ц)	Умерен (обично испод 400°Ц)	Ограничено у поређењу са аустенитним класама	Умерен
Завабилност	Одличан	Добри	Сиромашан за умерено	Добри	Добри
Магнетно понашање	Неагнетни у жаруљеном стању	Магнетни	Магнетни	Слабо магнетна	Генерално магнетно
Стврдњавање топлотном обрадом	Не (ојачана углавном хладном обрадом)	Ограничен	Да	Не	Да
Релативне трошкове	Више због садржаја никла	Нижи	Умерен	Виши	Виши
Типичне апликације	Хемијска опрема, прерада хране, МАРИНЕ СИСТЕМИ, Медицински уређаји, архитектура	Аутомобилски испушни системи, Уређаји, архитектонски панели	Прибор за јело, вентили, лежајеви, компоненте отпорне на хабање	Оффсхоре платформе, Системи морске воде, хемијска обрада	Аероспаце компоненте, причвршћивачи високе чврстоће, прецизни механички делови

8. Закључак

Аустенитни нерђајући челици заузимају јединствену и незаменљиву позицију у пејзажу инжењерства материјала.

Њихова потпуно аустенитна ФЦЦ кристална структура пружа комбинацију одличне отпорности на корозију, изузетна формабилност, изванредна криогена жилавост и добре перформансе на високим температурама које ниједна друга породица нерђајућег челика не може у потпуности да парира.

Од свеприсутног 18/8 разреда 304 до супераустенитних легура високих перформанси, ова класа материјала пружа калибрисана решења за сваки степен озбиљности корозивног рада.

Разумевање аустенитних нерђајућих челика значи препознавање и њихове изузетне разноврсности и њихових дефинисаних граница.

Одликују се општом корозијом, криогени, примене на високим температурама и интензивним формирањем, али нису оптималан избор за конструкције високе чврстоће, тешка хлоридна СЦЦ окружења или обрађене компоненте велике запремине где друге породице од нерђајућег челика могу пружити боље перформансе по нижој цени.

Често постављана питања

Why is austenitic stainless steel non‑magnetic?

Кубик са центром лица (ФЦЦ) структура аустенита је неферомагнетна.

Ово је у супротности са феритним и мартензитним нерђајућим челицима, који имају БЦЦ структуре и магнетни су.

Can austenitic stainless steel be hardened by heat treatment?

Не. Аустенитни нерђајући челици се не могу очврснути топлотном обрадом. Ојачавају се само хладном обрадом (отврдњавање).

То је зато што ФЦЦ структура не пролази кроз мартензитну трансформацију при хлађењу.

What is sensitisation, and how is it prevented?

Сензибилизација се јавља када се хром карбиди таложе на границама зрна на 450-850°Ц, локално трошење хрома и изазивање интергрануларне корозије.

Спречава се коришћењем нискоугљеничних класа (304Л, 316Л), стабилизоване оцене (321, 347), или брзо хлађење након заваривања.

Каква је разлика између 304 и 304Л?

304Л има мањи садржај угљеника (≤0,03% вс. ≤0,08% за 304).

Ово смањује ризик од преосетљивости током заваривања, чинећи 304Л погодним за заварене конструкције које захтевају добру отпорност на корозију.

What is the PREN number?

Дрва (Еквивалентни број отпора за копирање) је емпиријска формула која се користи за предвиђање отпорности нерђајућих челика на питтинг: Таке =% Цр + 3.3 × %Мо + 16 × %Н.