נירוסטה: הגדרה, תכונות, סיווגים, יישומים

סוגי נירוסטה

פלדת אל-חלד היא סוג של פלדה שיכולה להיות בעלת מיקרו-מבנים שונים, שהם סידורים של אטומים וגבישים בתוך המתכת.

המיקרו-מבנה של פלדת אל-חלד קובע את תכונותיה המכניות, כגון חוזק, קשיות, גמישות, קשיחות וכו', כמו גם את עמידותה בפני קורוזיה, עמידותה תרמית, תכונותיה המגנטיות וכו'.

בהתבסס על המיקרו-מבנה, ניתן לסווג פלדת אל-חלד לארבע קטגוריות עיקריות: אוסטניטית, פריטית, מרטנזיטית והתקשות משקעים.

1. נירוסטה אוסטניטית

פלדות אל-חלד אוסטניטיות הן הסוג הנפוץ והנפוץ ביותר של פלדת אל-חלד, המהוות כ-70% מהייצור העולמי. הן מכילות רמות גבוהות של כרום וניקל, ולכן בעלות עמידות גבוהה בפני קורוזיה, במיוחד בסביבות חומציות וכלוריות, וכן גמישות גבוהה, מה שאומר שקל לעצב ולרתך אותן.

לפלדות אל-חלד אוסטניטיות יש מבנה גבישי קובי ממורכז פנים (FCC), וכתוצאה מכך חוזק וקשיחות גבוהים בטמפרטורות נמוכות וגבוהות כאחד. פלדת אל-חלד אוסטניטית אינה מגנטית במצב חישול אך הופכת למגנטית במקצת בעיבוד קר.

פלדת אל-חלד אוסטניטית משמשת במגוון מוצרים תעשייתיים וצרכניים כגון כלי מטבח, סכו"ם, כלי בישול, מכשירי חשמל, כיורים, ברזים, כלי מטבח, ציוד רפואי, מכשירים כירורגיים, שתלים וציוד דנטלי.

על פי המכון האמריקאי לברזל ופלדה (AISI) והארגון הבינלאומי לתקינה (ISO), הדרגות והתקנים של פלדת אל-חלד אוסטניטית הם 304, 316, 321, 347, 904L וכן הלאה.

2. נירוסטה מרטנסיטית

פלדת אל-חלד מרטנזיטית היא הסוג השני הנפוץ ביותר של פלדת אל-חלד, המהווה כ-15% מהייצור העולמי. פלדות אל-חלד מרטנזיטיות הן הסוג השני הנפוץ ביותר של פלדת אל-חלד, המהוות כ-15% מהייצור העולמי. בשל מבנה הגביש הטטרגונלי שלה, יש לה חוזק וקשיחות גבוהים, כמו גם עמידות גבוהה בפני בלאי וקריעה.

ניתן להקשיח פלדות אל-חלד מרטנזיטיות באמצעות טיפולי חום כגון מרווה וריסוס, ובכך לשפר את התכונות המכניות שלהן. פלדות אל-חלד מרטנזיטיות הן מגנטיות ובעלות עמידות קורוזיה וגמישות נמוכה יותר בהשוואה לפלדות אל-חלד אוסטניטיות.

פלדות אל-חלד מרטנזיטיות משמשות במגוון מוצרים תעשייתיים וצרכניים כגון טורבינות, כלי חיתוך, כלי עבודה רב-תכליתיים וכו'.

הדרגות והסטנדרטים של פלדת אל-חלד מרטנזיטית הם 410, 420, 440 וכו' לפי תקני AISI ו-ISO.

3. נירוסטה פריטית

פלדת אל-חלד פריטית היא הסוג השלישי הנפוץ ביותר של פלדת אל-חלד, המהווה כ-10% מהייצור העולמי. לפלדת אל-חלד פריטית מבנה גבישי קובי ממורכז-גוף (BCC), המעניק לה עמידות גבוהה בפני סדקים כתוצאה מקורוזיית מאמץ, שהוא סוג של כשל המתרחש כאשר מתכת נתונה למאמץ מתיחה ולסביבה קורוזיבית.

לפלדת אל-חלד פריטית יש גם עמידות גבוהה בפני חמצון ואש, כמו גם התפשטות והתכווצות תרמית נמוכה, מה שאומר שהיא יכולה לשמור על ממדיה ויציבותה תחת שינויי טמפרטורה. פלדת אל-חלד פריטית היא מגנטית ובעלת משיכות ויכולת ריתוך נמוכות יותר מאשר פלדת אל-חלד אוסטניטית.

פלדת אל-חלד פריטית משמשת בתעשיות שונות ובמוצרי צריכה, כגון חלקי רכב, נפט וכימיקלים, מחליפי חום, תנורים וכו'.

כמה דוגמאות לדרגות ותקנים של פלדת אל-חלד פריטית הן 409, 430, 439, 441, 444 וכו', על פי AISI ו-ISO.

4. נירוסטה דופלקס

פלדת אל-חלד דופלקס היא הסוג הרביעי הנפוץ ביותר של פלדת אל-חלד, המהווה כ-5% מהייצור העולמי. לפלדת אל-חלד דופלקס מבנה גבישי מעורב, המורכב מכמויות שוות של אוסטניט ופריט. זה מעניק לה שילוב של התכונות של פלדת אל-חלד אוסטניטית ופריטית כאחד, כגון חוזק גבוה, עמידות גבוהה בפני קורוזיה, גמישות גבוהה ויכולת ריתוך גבוהה.

פלדת אל-חלד דופלקס היא גם מגנטית ובעלת התפשטות והתכווצות תרמית נמוכה, מה שאומר שהיא יכולה לשמור על ממדיה ויציבותה תחת שינויי טמפרטורה.

פלדת אל-חלד דופלקס משמשת בתעשיות שונות ובמוצרי צריכה, כגון צינורות, מיכלי לחץ, מתקני התפלה וכו'.

כמה דוגמאות לדרגות ותקנים של פלדת אל-חלד דופלקס הן 2205, 2507, 2304 וכו', על פי AISI ו-ISO.

5. פלדת אל-חלד התקשת משקעים

פלדת אל-חלד המתקשה באמצעות משקעים היא הסוג הפחות נפוץ של פלדת אל-חלד, המהווה כ-1% מהייצור העולמי. לפלדת אל-חלד המתקשה באמצעות משקעים יש מבנה גבישי מעורב, שיכול להיות אוסטניטי, פריטי או מרטנזיטי, בהתאם לטיפול החום ולהרכב הכימי של המתכת.

ניתן לחזק פלדת אל-חלד המתקשה באמצעות משקעים באמצעות תהליך הנקרא התקשות משקעים, הכולל חימום וקירור של המתכת ליצירת חלקיקים עדינים של פאזה קשה בתוך מטריצת המתכת. לפלדת אל-חלד המתקשה באמצעות משקעים יש חוזק וקשיות גבוהים, כמו גם עמידות גבוהה בפני קורוזיה וגמישות.

פלדת אל-חלד המתקשה באמצעות משקעים משמשת במגוון תעשיות ומוצרי צריכה, כגון תעופה וחלל, גרעין, אנרגיה וכו'.

כמה דוגמאות לדרגות ותקנים של פלדת אל-חלד המתקשות במשקעים הן 17-4 PH, 17-7 PH, 15-5 PH וכו', לפי AISI ו-ISO.