Stal nierdzewna: rodzaje, gatunki i zastosowanie

Stal nierdzewna, nazywana też kwasoodporną albo potocznie inoksem, to stal stopowa zawierająca co najmniej 10,5% chromu i najwyżej 1,2% węgla. Chrom reaguje z tlenem i tworzy na powierzchni cienką, niewidoczną warstwę pasywną, która chroni metal przed korozją. Po zarysowaniu warstwa odtwarza się sama, o ile jest dostęp tlenu. To odróżnia ją od powłok, które po uszkodzeniu przestają chronić.

Skąd bierze się odporność na korozję

Zwykła stal węglowa rdzewieje, bo tlenek żelaza nie przylega do powierzchni i się łuszczy. Chrom daje tlenek bardzo cienki, szczelny i mocno związany z podłożem. Im więcej chromu, tym trwalsza warstwa. Dodatki takie jak nikiel, molibden czy azot poprawiają odporność na określone środowiska, na przykład chlorki, kwasy czy podwyższoną temperaturę.

Nazwa „nierdzewna" jest więc skrótem. Stal nierdzewna może korodować, gdy warstwa pasywna jest stale niszczona. Dzieje się tak w obecności chlorków, w szczelinach bez dostępu tlenu albo gdy powierzchnię zanieczyszczono opiłkami zwykłej stali. Stąd w praktyce pytanie „stal nierdzewna czy kwasówka" dotyczy tylko nazwy: kwasówka to potoczne określenie wybranych gatunków o podwyższonej odporności chemicznej, zwykle z molibdenem.

Cztery główne grupy stali nierdzewnych

Najpopularniejsze są stale austenityczne i to o nich zwykle mowa, gdy ktoś pisze „stal inox". Zwykle spotykane gatunki to 304 (symbol europejski 1.4301) oraz 316 (1.4401) i ich odmiany niskowęglowe. Szczegóły pierwszego z nich opisuje artykuł o stali 1.4301, czyli 304, a wybór między nim a gatunkiem z molibdenem omawia tekst stal 304 czy 316L.

Oznaczenia: AISI, numery EN i nazwy skrótowe

Ten sam gatunek występuje pod wieloma nazwami. Numer materiałowy z normy europejskiej ma postać 1.4301. Skrótowa nazwa chemiczna to X5CrNi18-10, co czytamy jako stal wysokostopową z 0,05% węgla, około 18% chromu i 10% niklu. W Stanach Zjednoczonych używa się liczb AISI, w tym przypadku 304. W polskich zakładach nadal spotyka się dawne oznaczenia z PN, jak 0H18N9. Przed zamówieniem materiału upewnij się, że wszyscy mówią o tym samym gatunku, a w razie wątpliwości sprawdź atest z dostawy.

Właściwości, które mają znaczenie w produkcji

• Odporność na korozję zależy od gatunku i środowiska, a nie od samego faktu, że stal jest nierdzewna.
• Przewodność cieplna jest wyraźnie niższa niż stali węglowej, a rozszerzalność cieplna większa, co wpływa na odkształcenia przy spawaniu.
• Stale austenityczne umacniają się przy odkształcaniu, więc trudniej je obrabiać skrawaniem, a narzędzie szybciej się zużywa.
• Magnetyzm różni się między grupami: ferrytyczne i martenzytyczne przyciągają magnes, austenityczne zwykle nie, choć po obróbce na zimno mogą słabo reagować.
• Powierzchnia może mieć różne wykończenia: szlifowaną, szczotkowaną, polerowaną, wytrawioną.

Spawanie stali nierdzewnych wymaga czystości, osłony gazowej i dobranego materiału dodatkowego. Metody omawia tekst o spawaniu TIG.

Gdzie stosuje się stal nierdzewną

Zastosowania wynikają z kombinacji odporności i higieny. W przemyśle spożywczym i farmaceutycznym stal nierdzewna tworzy zbiorniki, rurociągi i stoły robocze, bo łatwo ją myć i dezynfekować. W budownictwie służy do balustrad, elewacji i elementów konstrukcyjnych. W przemyśle chemicznym i energetycznym spotyka się wymienniki, zbiorniki ciśnieniowe i armaturę. Stal martenzytyczna trafia na noże, sprężyny i łopatki, a dupleks na elementy pracujące w środowisku chlorków. Szersze zestawienie materiałów znajdziesz w artykule o rodzajach stali.

Najczęstsze pytania