Nerez - normy a akosti

Nerezová oceľ, inak známa pod slangovým pojmom nerez, je vysokolegovaná oceľ, ktorá je špecifická zvýšenou odolnosťou proti korózii. Svoje vlastnosti získava pridávaním vhodných legujúcich prvkov, medzi ktoré patrí chróm alebo nikel. Využitie nájde v stavebníctve a architektúre, obľúbená je pre svoje nesporné výhody v potravinárskom, chemickom aj automobilovom priemysle. Koróziivzdorné ocele je možné rozdeliť podľa štruktúry a chemického zloženia do 3 základných skupín a špeciálne tzv. prechodové skupiny feriticko-austenitické, martenziticko-austenitické a poloferitické ocele.

Prehľad jednotlivých tried

Základné druhy nehrdzavejúcej ocele

Austetinická nehrdzavejúca oceľ

Austetinická oceľ je druh nerezovej ocele, ktorá patrí medzi najpoužívanejšie a všeobecne najznámejšie. Čo sa týka obsahu chrómu, je tvorená 18%, vďaka ktorému sa zvyšuje odolnosť voči korózii. Ďalej obsahuje minimum hliníka a niklu.

Austetinické ocele majú nízku hranicu klzu 230–300 MPa, ale vysokú húževnatosť až 240 J·cm2 pri -196 °C a ťažnosť 45–65 %, vďaka ktorej sú vhodné na tvarovanie za studena, po ktorom je možné dosiahnuť medzu klzu 510–960 MPa avšak pri zodpovedajúcom znížení ťažnosti na 25–8 %

Tento typ ocele nemožno vytvrdiť teplom a je obvykle nemagnetický. 

Okrajové magnetické vlastnosti je možné docieliť schladením (ktoré tiež zvyšuje pevnosť). Austenitická oceľ je extrémne odolná proti korózii a jej ľahké čistenie predurčuje širokú škálu využitia v domácnostiach a v miestach, kde treba dôsledne dbať na hygienu.

Príklady označenia austenitických ocelí: • AISI 304 (W.Nr. 1.4301) • AISI 304L (W.Nr. 1.4307) • AISI 303 (W.Nr. 1.4305) • AISI 321 (W.Nr. 1.454 .Nr. 1.4404) • AISI 316Ti (WNr. 1.4571) • AISI 310S (W.Nr. 1.4845)

Feritická nehrdzavejúca oceľ

Tento druh nerezovej ocele obsahuje minimálne 12% chrómu, takmer žiadny uhlík a zásadne žiadny nikel. Čím viac chrómu feritická oceľ obsahuje, tým viac klesá jej pevnosť pri žíhaní. Dôležitú úlohu zohráva aj veľkosť prímesí molybdénu a uhlíka. Pričom väčšie množstvo molybdénu znamená vyššiu kujnosť, naopak viac uhlíka znamená kujnosť nižšiu.

Jednou z hlavných predností feritických ocelí je ich dlhodobé odolávanie koróznemu prostrediu morskej vody. Oproti austenitickej oceli si tiež oveľa lepšie poradia s koróziou za napätie. Je tiež veľmi dekoratívna a dobre kujná. V potravinárskom priemysle sa používajú do slabých korozívnych prostredí s požiadavkou na zváranie, napr. dosky pracovných stolov. Feritická oceľ býva často považovaná za lacnejšiu náhradu za austenitickú oceľ. Vyznačuje sa magnetickými vlastnosťami, dobrou tepelnou vodivosťou a tiež nižšou náchylnosťou na ohybové deformácie.

Rovnako ako pri austenitickej nie je možné zvyšovať jej pevnosť ani tvrdosť pomocou tepla. Kvôli štruktúre feritickej ocele tiež vznikajú isté hrúbkové limitácie pri tepelnom opracovávaní. Tento problém však vyriešila špeciálna akosť feritickej ocele 3CR12 vyvinutá v Juhoafrickej republike.

Príklady označenia feritických nerezových ocelí: • AISI 403 (W.Nr. 1.4000) • AISI 430 (W.Nr. 1.4016) • AISI 430Ti (W.Nr. 1.4510) • AISI 439 (W.Nr. 4 4.4 W.Nr. 1.4113)

Martenzitická nehrdzavejúca oceľ

Martenzitická korozivzdorná oceľ sa na rozdiel od iných typov ocele vyznačuje výrazne vyššou pevnosťou, tvrdosťou a odolnosťou proti oderu. Používa sa predovšetkým v menej agresívnom prostredí. Najčastejšie sa používa na výrobu skrutiek, pružín, súčastí čerpadiel alebo ventilov pre hydraulické lisy. Veľmi dobre sa osvedčuje aj pri výrobe meracích prístrojov alebo chirurgických nástrojov

Dve veľké subkategórie martenzitickej ocele sa odvíjajú od obsahu uhlíka – nízkoobsahovej a vysokoobsahovej (rozdiel medzi týmito dvoma kategóriami predstavuje 0,15 % podielu uhlíka). Vysokoobsahové nie je možné vôbec zvárať, nízkoobsahové len za istých podmienok.

Tento druh nerezovej ocele vzniká z rýchleho ochladenia austenitickej ocele. Je magnetická a jej pevnosť je možné zvýšiť teplom, najčastejšie kalením alebo temperovaním. Martenzitická oceľ neobsahuje nikel (okrem špeciálnych akostí pre ešte väčšiu tvrdosť a pevnosť) a používa sa všade tam, kde je kladený dôraz na extrémnu pevnosť.

Príklady označovania martenzitických nerezových ocelí: • AISI 410 (W.Nr. 1.4006) • AISI 420 (W.Nr. 1.4021) • AISI 420 (W.Nr. 1.4028) • AISI 420 (W.Nr. 1 4.00 W.Nr. 1.4034) • AISI 431 (W.Nr. 1.4057)

Rozdelenie nerezovej ocele do tried

Nerezové ocele rozdeľujeme do tried podľa hlavných vlastností (ČSN EN 10088)

  1. Ocele odolné korózii: chróm na povrchu oxiduje a vytvára Cr2O3 tzv. "pasívnu vrstvu" (sama sa obnovuje). Ide o najbežnejšie používané druhy nerezovej ocele.
  2. Ocele žiaruvzdorné: majú dobrú odolnosť proti oxidácii a pri teplotách väčších ako 500 stupňov.

Použitie napr. na výrobu termočlánkov, výrobky v hutníctve a ďalšie.

  1. Ocele žiarupevné: majú dobrú odolnosť proti deformácii pri zaťažení a teplotách väčších ako 500 stupňov. Využitie na výrobu turbín, tlakových kotlov a pod.

Triedy obsiahnuté v STN EN 1993-14:2007

trieda ocele

podľa AISI/ASTM

Chromniklové austenitické

1.4318

301LN

1.4301

304

1.4306, 1.4307

304L

1.4311

304LN

1.4541

321

Chromniklmolybdenové austenitické

1.4401

316

1.4404,1.4432,1.4435

316L

1.4406

316LN

1.4571

316Ti

1.4439

317LN

1.4539

304L

Super austenitické

1.4529

925

(zlepšené protikorózne vlastnosti, cca 25%Cr, 7%Ni, 3,5%Mo, N)

1.4547

"6% molybdenum"

Duplexné

1.4362

2304

1.4462

2205

1.4571

316Ti

Fertické

1.4003

"weldable 409"

1.4016

430

1.4512

409

Systém značenia tried pevnosti 

Najpoužívanejšie akosti nerezovej ocele podľa STN

Akosť ČSN 17040 (Nerez 1.4016, AISI 430, DIN X6Cr 17) - nerezová oceľ vhodná do interiérov a málo agresívnych exteriérov, magnetická, nekaliteľná, vysoko leštiteľná, v oblasti zvaru dochádza k zníženiu ťažnosti.

Akosť ČSN 17022 (Nerez 1.4021, AISI 420, DIN X20Cr) - dodávaná väčšinou v QT 800 (pevnosť v ťahu 800 - 950 N/mm2), príp. QT 700. Kaliteľná resp. zušľachtiteľná až na 1550N/mm2. Ťažko zvariteľná, magnetická, leštiteľná. Využitie na výrobu nožov, chirurgické nástroje, súčiastky namáhané na oter, hriadele, lopatky turbín.

Akosť ČSN 17029 (Nerez 1.4034, AISI 420, DIN X46Cr) - kaliteľná na cca 55 HRC. Magnetická, leštením sa zvyšuje koróziivzdornosť. Používa sa na výrobu nožov, niektorých meradiel, diely namáhané  oterom, chirurgické nástroje, brzdové kotúče.

Nehrdzavejúca, martenzitická chrómová oceľ - akosť ČSN 17145 (Nerez 1.4057, AISI 431, DIN X17CrNi) - martenzitická nerezová oceľ je tepelne liečiteľná trieda s vynikajúcou odolnosťou proti korózii, pevnosťou krútiaceho momentu, vysokou húževnatosťou.

Všeobecne sa tieto ocele nepoužívajú pri teplotách nad štandardné teploty popúšťania v dôsledku straty mechanických vlastností. Zváranie z nerezovej ocele je ťažké vzhľadom na pravdepodobnosť praskania.

Nehrdzavejúca, austenitická chrómniklová oceľ - akosť ČSN 17240, 17241 (Nerez 1.4301/7, AISI 304, DIN X5 CrNi) - austenitická zvariteľná nestabilizovaná nehrdzavejúca oceľ, ktorá je vhodná pre oxidačné prostredie v oblasti okolo normálnych teplôt. Použitie v potravinárskom, farmaceutickom a kozmetickom priemysle, stavebnej architektúre čerpacej stanice pitnej vody a ČOV.

Nehrdzavejúca, austenitická chrómniklová oceľ - akosť ČSN 17243 (Nerez 1.4305, AISI 303, DIN X8CrNiS) - chemické zloženie má obdobné ako 1.4301, navyše je ale legovaná sírou, vďaka ktorej má veľmi dobré vlastnosti pre obrábanie . Vzhľadom na obsah síry má zníženú odolnosť proti plošnej korózii a v oblasti ovplyvnenia teplom je náchylná k medzikryštalickej korózii. Má veľmi ťažkú zvariteľnosť. Obrobiteľnosť

Nehrdzavejúca, austenitická chrómnikel-molybdénová oceľ - akosť ČSN 17349 (Nerez 1.4404, AISI 316L, DIN X2 CrNiMo) - austenitická chrómnikelomolybdénová oceľ, s veľmi nízkym obsahom uhlíka, odolná voči mezikryštalickej korózii s dobrou zvariteľnosťou. Používa sa v priemysle na prístroje a zariadenia s vysokým chemickým namáhaním, chemicky upravované prostredia bazénov a do zariadení odolávajúcich morskej vode.

Nehrdzavejúca, austenitická chrómniklová oceľ s titánom - akosť ČSN 17246 (Nerez 1.4541, AISI 321, DIN X6CrNiTi) - austenitická nerezová oceľ poskytuje vynikajúcu odolnosť proti oxidácii a korózii a má dobrú pevnosť v tečení. Rýchlo tvrdne a po dôkladnom tvarovaní môže vyžadovať žíhanie. Osobitnú pozornosť je potrebné venovať tomu, aby sa zabránilo zváraniu typu "horúce praskanie" zaistením tvorby feritu vo zvare.

Akosť ČSN 17348, 17353 (Nerez 1.4571, AISI 316Ti, DIN X6CrNiMoTi) - vynikajúca odolnosť voči korózii v prírodnom okolitom prostredí aj s miernou koncentráciou chloridov a kyselín. Využíva sa pri výrobe celulózy, napr. pre vyhnívacie nádrže, rozvody potrubia a bieliace prístroje, v chemickom, pivovarskom, mliekarenskom a papierenskom priemysle.

Akosť ČSN 17251 (Nerez 1.4828, AISI 309, DIN 15CrNiSi) - je austenitická nerezová oceľ, ktorá je vysoko legovaná oceľ. Vďaka veľkému množstvu chrómu má vyššiu odolnosť proti korózii a pevnosť ako iné ocele.