Ile razy pojawiały się problemy produkcyjne, gdy wprowadzano do produkcji nowe kręgi lub wytopy?Problemami tymi mogą być pęknięcia, pęknięcia, zadziory, słaba penetracja spoiny, słaba elektropoleracja powierzchni i wiele innych.Testy twardości, próby rozciągania i przekroje metalograficzne oraz przegląd raportów z testów fabrycznych to typowe procedury ustalania źródła problemu.Czasami udaje się znaleźć źródło problemu, ale zwykle nie udaje się znaleźć nic niezwykłego.W takich przypadkach problem leży w składzie stali, nawet jeśli stop mieści się w określonym zakresie składu stali.

Opis cewki ze stali nierdzewnej z wykończeniem lustrzanym ASTM 316 2205 904l 2B BA HL 6K 8K:

W tym artykule ograniczymy naszą dyskusję do austenitycznych stali nierdzewnych, chociaż wiele komentarzy dotyczy również innych typów.Wiele problematycznych pozycji wymknęło się spod kontroli i należy je określić w specyfikacji klienta lub zamówieniu.Nie zakładaj, że stop, który kupujesz, jest wykonany ze średniego asortymentu każdego artykułu.Od 1988 roku huty realizują program znany jako „odpryskiwanie stopów”, w którym wykorzystuje się minimalną ilość pierwiastków stopowych, aby zapobiec kruchości na gorąco i pękaniu podczas walcowania na zimno.
Projekt gatunku Austenityczne stale nierdzewne zostały zaprojektowane tak, aby zapewnić odporność na korozję w wielu środowiskach, odporność na wodór i kruchość w temperaturze 885°F (475°C), dobrą wytrzymałość, dobrą ciągliwość i niską twardość.Stal nierdzewna w najprostszej postaci to żelazo zawierające co najmniej 12% chromu.To właśnie sprawia, że ​​stal nierdzewna jest odporna na rdzę i pozwala na utworzenie pasywnego filmu.Stal nierdzewna występuje w trzech stanach metalurgicznych w zależności od składu i obróbki cieplnej: ferrytycznym, martenzytycznym i austenitycznym.Nazwy te odnoszą się do struktury kryształu: ferryt jest sześcienny skupiony na ciele, austenit jest sześcienny centrowany na ścianie, a martenzyt jest skręconym układem tetragonalnym, to znaczy skręcona struktura sześcienna skupiona na ścianie staje się centrowana na ciele.
Czyste żelazo ma kształt sześcienny skupiony wokół ciała i istnieje od zera absolutnego do temperatury topnienia.Po dodaniu pewnych pierwiastków powstają „pierścienie gamma” lub austenit.Pierwiastkami tymi są węgiel, chrom, nikiel, mangan, wolfram, molibden, krzem, wanad i krzem.Spośród tych pierwiastków nikiel, mangan, chrom i węgiel są w stanie najdalej rozszerzyć pierścień gamma.To połączenie niklu i chromu sprawia, że ​​austenityczne stale nierdzewne mają kształt sześcienny od zera absolutnego do temperatury topnienia.To właśnie ten pierścień gamma odróżnia stopy ferrytyczne od martenzytycznych.Zawartość chromu w martenzytycznej stali nierdzewnej jest bardzo wąska, 14-18% i musi zawierać węgiel, ponieważ tylko po podgrzaniu w tym zakresie może powstać czysty austenit, tak że martenzyt można otrzymać przez hartowanie.Stopy ferrytyczne mają zawartość poniżej 14% lub powyżej 18%.Zmiana pierwiastków stopowych może zmienić zakres.Najczęstszym sposobem jest utrzymanie niskiej zawartości węglowodanów.
Najpopularniejsze austenityczne stale nierdzewne na bazie składu 18-8, 18% Cr 8% Ni.Jeśli zawartość niklu w stali przekracza 8%, jest to stal austenityczna, jeśli zawartość niklu jest mniejsza, to stal duplex, czyli austenityczna z wyspami ferrytu.Przy zawartości niklu 5% struktura jest w przybliżeniu w 50% austenityczna, w 50% ferrytyczna, poniżej 3% staje się w pełni ferrytyczna.Zatem 8% nikiel jest podstawą najtańszych austenitycznych stali nierdzewnych.
Kiedy do stali dodawane są pierwiastki stopowe, mogą one zająć miejsce w głównym krysztale.Są one znane jako stopy zastępcze, a stop pozostaje jednofazowy.Inne pierwiastki są wystarczająco małe, aby zmieścić się pomiędzy atomami, zwane pierwiastkami śródmiąższowymi, a stop pozostaje jednofazowy.Inne elementy połączą się, tworząc własne, unikalne kryształy i tworząc określone fazy.Jeszcze inne działają jak zanieczyszczenia w stopie, zwane wtrąceniami.