Stal nierdzewna to jeden z najpopularniejszych rodzajów metali szlachetnych, który wykorzystywany jest na szeroką skalę w budownictwie, przemyśle ciężkim, przemyśle chemiczny, przemyśle samochodowym czy mechanice precyzyjnej i elektronice. Materiał ten spotykany jest więc w wielu przedmiotach codziennego użytku, a niewiele osób wie, jak odróżnić stal nierdzewną od stali zwykłej jakości. Czym jest stal nierdzewna i jakie są jej rodzaje? Jak poznać stal nierdzewną i kiedy przydaje się ta umiejętność? Wszystkiego dowiesz się z tego artykułu!
Czym jest stal nierdzewna?
Stal nierdzewna to stop żelaza z węglem o specjalnych właściwościach fizykochemicznych, które zostały uzyskane poprzez odpowiednie zestawienie ze sobą składników stopowych. Grupa stali, jaką są stale nierdzewne, zawiera ≥ 10,5% chromu i ≤ 1,2% węgla. Do najpopularniejszych typów stali nierdzewnej zalicza się stal nierdzewna 420 i niskiej zawartości węgla (0,4 – 0,5%), a także stal nierdzewna 440 o zwiększonej zawartości węgla i wyższej twardości.
Skład chemiczny stali nierdzewnej przyczynia się do powstawania na powierzchni metalu warstwy pasywnej, czyli cienkiej warstwy tlenków ograniczającej dostęp powietrza oraz uniemożliwiającej utlenianie się metalu. Przekłada się to na zapewnienie stali nierdzewnej odporności korozyjnej podczas oddziaływania czynników atmosferycznych, rozcieńczonych kwasów czy roztworów alkalicznych.
Rodzaje stali nierdzewnej – jakie można wyróżnić?
Stal nierdzewną można podzielić na cztery główne grupy, które usystematyzowane są poprzez skład chemiczny oraz budowę wewnętrzną metalu. Do rodzajów stali nierdzewnej, można więc zaliczyć takie grupy, jak:
- Stal ferrytyczna charakteryzująca się niską zawartością chromu, która przekłada się na ograniczoną odporność stali na niszczenie korozyjne. Stale ferrytyczne gorzej od innych gatunków sprawdzają się w środowisku korozyjnym, jednak wyróżniają się większą odpornością na śródkrystaliczną korozję naprężeniową wywoływaną przez chlorki.
- Stal martenzytyczna, czyli stal austenityczna schłodzona w procesie produkcji ulega zahartowaniu. Tego rodzaju stal charakteryzuje się wyższą twardością i odpornością na ścieranie niż stal ferrytyczna, a także wysoką wytrzymałością.
- Stal austenityczna wyróżnia się wysoką odpornością na korozję, która zwiększa się wraz z udziałem w niej pierwiastków stopowych — chromu i molibdenu. Stal austenityczna nie jest poddawana procesowi hartowania i posiada prawie dwukrotnie większa wartość wydłużenia niż stal martenzytyczna.
- Stal austenityczno-ferrytyczna, nazywana stalą duplex to materiał łączący w sobie zalety stali ferrytycznej i stali austenitycznej.
Jak rozpoznać stal nierdzewną?
Stal nierdzewna to materiał, który w znacznym stopniu różni się od stali zwykłej jakości, co jest szczególnie zauważalne pod kątem jego odporności korozyjnej oraz przeznaczenia. Istnieje kilka prostych sposobów na odróżnienie tych dwóch rodzajów metali, a do najpopularniejszych z nich zalicza się poniższe metody.
Reakcja z kwasem azotowym
Jednym z najbardziej skutecznych sposobów, pozwalających na rozpoznanie stali nierdzewnej jest wykorzystanie odczynników, takich jak kwas azotowy. Do przeprowadzenia próby potrzebne są próbki kwasu azotowego, które nanoszone są na powierzchnię stali — jeśli badany element wykonany jest ze stali nierdzewnej, to nie wystąpi żadna reakcja i próbę można uznać za zakończoną. Ostatnim krokiem jest oczyszczenie powierzchni badanej stali poprzez spłukanie jej obficie wodą.
Reakcja z roztworem siarczanu miedzi
Popularną metodą oceny nierdzewności stali jest wykorzystanie czynnika, jakim jest siarczan miedzi. W celu przeprowadzenia oceny rozpuszcza się 8 gramów siarczanu w około 500 ml wody, a w przygotowanym w ten sposób roztworze, umieszcza element wykonany ze stali. Jeśli badanym materiałem jest stal czarna, to na jej powierzchni będą widoczne przebarwienia w miedzianym kolorze. Z kolei, w przypadku stali nierdzewnej, nie wystąpi żadna reakcja, a drobne przebarwienia mogą być widoczne jedynie w przypadku stali nierdzewnej ferrytycznej.
Test magnesem
Prostym sposobem na rozpoznanie stali nierdzewnej, jest przeprowadzenie testu przy pomocy zwykłego magnesu. Każdy rodzaj stali charakteryzuje się bowiem innym rodzaje interakcji na obecność pola magnetycznego — stal austenityczna przyciągają magnes słabo lub wcale, a stal ferrytyczna szybko reaguje na obecność pola magnetycznego.
Dlaczego warto wiedzieć, jak rozpoznać stal nierdzewną?
Rozpoznanie stali nierdzewnej przy pomocy sprawdzonych metod to doskonały sposób na upewnienie się co do rodzaju stali, z jakiego zostały wykonane określonego elementy. Jest to szczególnie przydatne podczas projektowania i produkcji konstrukcji ze stali nierdzewnych, które w trakcie swojej eksploatacji będą narażone na stały kontakt z czynnikiem korozyjnym lub będą wykorzystywane w warunkach o podwyższonej wilgotności — zastosowanie stali nierdzewnej w takich przypadkach stanowi gwarancję wieloletniej odporności na korozję.