Obično se legirani čelik s udjelom kroma većim od 12% ili udjelom nikla većim od 8% naziva nehrđajućim čelikom. Čelik s udjelom kroma od 16% do 18% također je poznat kao čelik otporan na kiseline ili nehrđajući čelik otporan na kiseline, koji je općenito poznat kao nehrđajući čelik.
Kako biste poboljšali otpornost čelika na koroziju, obično povećajte udio kroma ili dodajte legirajuće elemente koji se mogu pasivizirati, plus Ni, Mo, Mn, Cu, Nb, Ti, W, Co, itd., ti elementi ne samo da poboljšavaju otpornost čelika na koroziju, ali i promijeniti unutarnju strukturu i fizikalna i mehanička svojstva čelika. Sadržaj ovih legirajućih elemenata u čeliku je različit, što ima različite učinke na performanse nehrđajućeg čelika, neki su magnetski, neki su nemagnetski, neki se mogu toplinski obrađivati, a neki se ne mogu toplinski obrađivati.
Zbog navedenih karakteristika nehrđajućeg čelika, on se sve više i više koristi u zrakoplovstvu, zrakoplovstvu, kemiji, nafti, građevinarstvu i hrani te drugim industrijskim sektorima i svakodnevnom životu. Sadržani elementi legure imaju veliki utjecaj na obradivost, a neki su čak i teški za rezanje.
2. U koje se kategorije nehrđajući čelik iz metalografske organizacije može podijeliti?
Nehrđajući čelik prema svom sastavu može se podijeliti u dvije kategorije nehrđajućeg čelika na bazi kroma i nehrđajućeg čelika na bazi kroma, nikla i krom nikla. Nehrđajući čelik koji se obično koristi u industriji općenito se klasificira prema metalografskoj organizaciji i može se podijeliti u sljedećih pet kategorija:
1) Martenzitni nehrđajući čelik
2) Feritni nehrđajući čelik
3) Austenitni nehrđajući čelik
4) Duplex nehrđajući čelik
5) Nehrđajući čelik koji otvrdnjava taloženjem
Prve dvije kategorije su krom nehrđajući čelik, a zadnje tri kategorije su krom nikal nehrđajući čelik.
3. Organizacija svakog odjela nehrđajućeg čelika:
Nehrđajući čelik serije 200: nehrđajući čelik serije nikal-krom-mangan, austenitni nehrđajući čelik (kao što je 201),
Nehrđajući čelik serije 300: nehrđajući čelik serije nikal-krom, austenitni nehrđajući čelik (npr. 304) i dupleks nehrđajući čelik (npr. 329)
Nehrđajući čelik serije 400: feritni nehrđajući čelik (430) i martenzitni nehrđajući čelik (440)
Nehrđajući čelik serije 500: feritni nehrđajući čelik
Nehrđajući čelik serije 600: nehrđajući čelik očvrsnut taloženjem (630,631)
4. Fizička i mehanička svojstva:
1) Martenzitni nehrđajući čelik: može se kaliti, kaljen s visokom tvrdoćom, čvrstoćom i otpornošću na habanje, malo magnetski, ali unutarnje naprezanje je veliko i krto. Nakon kaljenja na niskim temperaturama može se ukloniti stres, poboljšati plastičnost, obrada rezanjem je teža, postoji jasan trend abrazije strugotine ili lijepljenja, alat se lako nosi.
Kada je sadržaj ugljika u čeliku manji od {{0}},3%, organizacija je neravnomjerna, prianjanje je jako, akumulacija strugotine je lako proizvesti tijekom rezanja, a lomljenje strugotine je teško, a obradak ima nisku kvalitetu obrađene površine. Kada sadržaj ugljika dosegne 0,4% ~ 0,5%, obradivost je bolja.
Martenzitni nehrđajući čelik nakon tretmana kaljenja može dobiti izvrsna sveobuhvatna mehanička svojstva, njegova obradivost nego stanje žarenja znatno je poboljšana.
2) Feritni nehrđajući čelik: organizacija je stabilna kada se zagrijava i hladi, a promjena faze se ne događa, tako da se toplinska obrada ne može ojačati, samo deformacijskim jačanjem, izvedba je krta, a obradivost je općenito dobra. Strugotina je zavijena, a strugotinu je lako ogrebati ili zalijepiti za oštricu, što povećava silu rezanja, povećava temperaturu rezanja i može potrgati površinu obratka.
3) Austenitni nehrđajući čelik: Budući da sadrži više nikla (ili mangana), struktura je nepromijenjena kada se zagrije, tako da ga kaljenje ne može ojačati, a njegova se obradivost može malo optimizirati. Čvrstoća se može uvelike poboljšati hladnim otvrdnjavanjem, a ako se ponovno stari, vlačna čvrstoća može doseći 2550 ~ 2740 MPa. Austenitni nehrđajući čelik za rezanje strugotine kontinuirano, lomljenje strugotine je teško, lako se proizvodi otvrdnjavanje, otvrdnjavanje sloja do sljedećeg rezanja donosi velike poteškoće, tako da se trošenje alata, otpornost na habanje alata značajno povećava.
Austenitni nehrđajući čelik ima izvrsna mehanička svojstva, dobru otpornost na koroziju, najistaknutija je sposobnost hladne deformacije, nemagnetska.
4) Austenitni + feritni nehrđajući čelik: intermetalni spojevi s vrlo visokim izdvajanjem tvrdoće, čvrstoća je veća od austenitnog nehrđajućeg čelika, a obradivost mu je lošija.
5) Nehrđajući čelik s taložnim otvrdnjavanjem: sadrži talij, aluminij, molibden, titan i druge legirajuće elemente koji mogu ubrzati stvrdnjavanje, oni se talože tijekom kaljenja, što rezultira taložnim otvrdnjavanjem, čineći čelik visoke čvrstoće i tvrdoće. Zbog niskog sadržaja ugljika, zajamčen je dovoljan sadržaj kroma, tako da ima dobru otpornost na koroziju.
5. Koje su karakteristike rezanja nehrđajućeg čelika
Obradivost nehrđajućeg čelika mnogo je lošija od srednje ugljičnog čelika. Uz obradivost običnog čelika 45 od 100%, relativna obradivost austenitnog nehrđajućeg čelika 1Cr18Ni9Ti je 40%; Feritni nehrđajući čelik 1Cr28 je 48%; Martenzitni nehrđajući čelik 2Cr13 je 55%. Među njima najlošiju obradivost imaju austenitni i austenitni + feritni nehrđajući čelici. Nehrđajući čelik ima sljedeće karakteristike u procesu rezanja:
1) Ozbiljno otvrdnjavanje: Kod nehrđajućeg čelika, fenomen otvrdnjavanja austenitnog i austenitnog + feritnog nehrđajućeg čelika je istaknut. Na primjer, vlačna čvrstoća austenitnog nehrđajućeg čelika nakon kaljenja doseže 1470 ~ 1960 MPa, a s povećanjem vlačne čvrstoće raste i granica razvlačenja; Granica razvlačenja žarenog austenitnog nehrđajućeg čelika ne prelazi vlačnu čvrstoću od 30% do 45%, a nakon radnog otvrdnjavanja do 85% do 95%. Dubina otvrdnutog sloja može doseći 1/3 ili više dubine rezanja; Tvrdoća očvrsnutog sloja je 1,4 ~ 2,2 puta veća od tvrdoće originala. Budući da je plastičnost nehrđajućeg čelika velika, karakter je izobličen prilikom plastične deformacije, a koeficijent ojačanja je velik; A austenit nije dovoljno stabilan, pod djelovanjem reznog naprezanja, dio austenita će se transformirati u martenzit. Osim toga, složene nečistoće lako se razgrađuju i raspršuju pod djelovanjem topline rezanja, tako da se otvrdnuti sloj proizvodi tijekom rezanja. Fenomen otvrdnjavanja izazvan prethodnim punjenjem ili prethodnim procesom ozbiljno utječe na nesmetan napredak sljedećeg procesa.
2) Velika sila rezanja: velika plastična deformacija nehrđajućeg čelika u procesu rezanja, posebno austenitnog nehrđajućeg čelika (njegovo istezanje je više od 1,5 puta veće od čelika 45), tako da se sila rezanja povećava. Istodobno, otvrdnjavanje nehrđajućeg čelika je ozbiljno, toplinska čvrstoća je visoka, a otpornost na rezanje je dodatno povećana, a savijanje i lomljenje strugotine također je teže. Stoga je sila rezanja obrade nehrđajućeg čelika velika, kao što je jedinična sila rezanja tokarenja 1Cr18Ni9Ti 2450MPa, što je 25% više od čelika 45.
3) Visoka temperatura rezanja: plastična deformacija i trenje između reznih alata su veliki, što rezultira većom toplinom rezanja; Zajedno s toplinskom vodljivošću nehrđajućeg čelika je oko 50% od čelika br. 45, velika količina topline rezanja koncentrirana je u zoni rezanja i sučelju kontakta noža i strugotine, a uvjeti rasipanja topline su loši. Pod istim uvjetima, temperatura rezanja 1Cr18Ni9Ti je oko 200 stupnjeva viša od temperature čelika br. 45.
4) Strugotine nije lako slomiti, lako ih je spojiti: plastičnost i žilavost nehrđajućeg čelika su vrlo velike, a strugotine su kontinuirane tijekom strojne obrade, što ne samo da utječe na nesmetan rad, već i gnječi obrađenu površinu. Pri visokoj temperaturi i visokom tlaku, afinitet nehrđajućeg čelika i drugih metala je jak, lako se proizvodi fenomen prianjanja i stvaranje kvržica od strugotine, koje ne samo da pogoršavaju trošenje alata, već i pojavu trganja i pogoršavaju obrađenu površinu. Ova značajka je očitija za martenzitni nehrđajući čelik s nižim udjelom ugljika.
5) Alat se lako nosi: učinak afiniteta u procesu rezanja nehrđajućeg čelika, tako da je alat spojen i raspršen između strugotine, tako da je alat spojen i raspršen, što rezultira polumjesečastom rupom na prednjem nožu površina alata, a oštrica će stvoriti mali pukotin i zarez; Uz karbid u nehrđajućem čeliku (kao što je TiC) tvrdoća čestica je vrlo visoka, rezanje izravno s alatom u kontaktu, trenje, abrazija alata i pojava otvrdnjavanja će pogoršati trošenje alata.
6) Koeficijent linearnog širenja je velik: koeficijent linearnog širenja nehrđajućeg čelika je oko 1,5 puta veći od ugljičnog čelika, pod djelovanjem temperature rezanja, radni komad je lako proizvesti toplinsku deformaciju, a točnost dimenzija je teško kontrolirati.
6. Kako odabrati list pile za rezanje nehrđajućeg čelika?
Trenutno, najčešće korišteni listovi tračne pile za rezanje nehrđajućeg čelika su bimetalni listovi tračne pile i listovi tračne pile od cementnog karbida. Među njima su prikladniji visoki i niski zubi lista tračne pile od brzoreznog čelika i lista tračne pile za brušenje bimetala. Za obični stroj za piljenje, ako je piljenjem teško rezati nehrđajući čelik, upotreba segmentiranog lista tračne pile od karbida, učinak uklanjanja strugotine ovog lista pile bolji je od segmentiranog lista tračne pile od karbida.
1) Izbor bimetalnog lista tračne pile: na tržištu postoji mnogo bimetalnih listova tračne pile, a brzorezni čelik u prahu s vrhovima zuba ima bolju otpornost na trošenje od običnog M42 s vrhovima zuba. List tračne pile s visokim i niskim zubima ima manju silu rezanja od uobičajenih oštrih zuba. Budući da strugotine od nehrđajućeg čelika nije lako odvojiti, treba prikladno odabrati oštricu pile s relativno velikim prednjim kutom. Osim toga, tu je i stabilnost kvalitete obrade samog lista tračne pile, budući da se list tračne pile razlikuje od ostalih alata, status toplinske obrade stražnje strane i status strojne obrade stražnje strane vrha zuba imat će veliki utjecaj na performanse rezanja.
2) Izbor lista tračne pile od karbida: vrh zuba lista tračne pile od karbida nakon preciznog brušenja, njegova izvedba uklanjanja strugotine mnogo je bolja od bimetalne oštrice tračne pile, nije lako zalijepiti zube. Međutim, površinska hrapavost rezne oštrice karbidne tračne pile s lošom kvalitetom brušenja nije dobra, a zubi će se zalijepiti tijekom rezanja, što dovodi do problema kao što su gruba rezna površina i slaba otpornost alata na trošenje. Jednostavan način da procijenite kvalitetu brušenja zuba je kupiti 60-sklopivi prijenosni mikroskop, promatrati i usporediti kvalitetu brušenja vrha zuba različitih listova pile, odabrati kvalitetu površine reznog ruba je glatkiju i vrh zuba ne lomi zube.
