Artiklid

Mis on erinevus klassi 304 ja 316 roostevaba terase vahel?

Mis on erinevus klassi 304 ja 316 roostevaba terase vahel?

Roostevabasid teraseid kasutatakse, kui korrosioonikindlus on eriti oluline. Kuigi nimetus ütleb, et need on roostevabad, siis pole see tegelikult päris tõsi. Esimesed väsimusilmingud tekivad lihtsalt hiljem ning metalli eluiga on pikem.

Kasutusalad

Roostevabad terased on tuntud oma vastupanu poolest korrosioonile. Selle omaduse kombineerimine tugevuse ja vähese hooldamise vajadusega teeb neist sobiva lahenduse paljudele probleemidele.

Neid kasutatakse kõikjal – alates konstruktsioonidest ja hoonetest kuni meditsiini- ning toidutarveteni välja. Korrosioon sööb metalli ning seeläbi kannatab konstruktsiooni kandevõime. Tihtipeale võib rooste vältimine seetõttu oluliselt konstruktsiooni eluiga pikendada.

Roostevaba teras
Roostevabast terasest meditsiinitarvikud

Roostevabad terased on eriti sobivad puhtust nõudvates keskkondades. Sealhulgas ka eelmainitud meditsiini- ja toiduvaldkonnas. Esiteks ei reageeri nad hapetega, milleks on näiteks apelsinimahl. Teiseks on sellisest materjalist valmistatud kirurgilisi vahendeid ja tööpindu hea puhastada, kasutades sobivaid kemikaale.

Viimasena toome välja esteetilise poole. Roostevabad terased ei vaja värvikihti, et neid kaitsta. Seega on ilus metalne välimus võimalik ilma kiire roostetäpikeste tekketa.

Kaitsekiht

Kontruktsiooniteraste puhul lisatakse kaitsekiht näiteks pulbervärviga. Vastasel juhul teeb loodus oma töö ning raud korrodeerub, moodustades raudoksiid ühendeid. Tekkinud rooste hakkab kooruma ning paljastab järgemööda metalli, mis omakorda reageerib. Nõnda jätkates ei lähe kaua aega, kui alles jääb metallihunnik, mis kõlbab vaid prügilasse.

Roostevaba terase puhul moodustab kaitsekiht end aga ise. Keemilised reaktsioonid leiavad jätkuvalt aset, aga ei hõlma rauda. Oksüdeerub hoopis kroom, mis iga roostevaba terase sulamisse kuulub (vähemalt 11%).

Oksüdeerunud kroom moodustabki kaitsva kihi, mille paksuseks vaid mõni molekul. Kuigi pealtnäha tühine, on see vägagi vastupidav ning ei reageeri edasi pärast ühendite tekkimist. Kui kiht kahjustada saab, parandab see end ise. Selle protsessi kiirus sõltub kroomisisaldusest.

Mehaanilised omadused

Roostevabad terased jagunevad 5 rühma: austeniitsed, ferriitsed, martensiitsed, duplex (segu ferriitsest ja austensiitsest) ning sadestuskõvendatud terased (martensiitsed, semi-austeniitsed ja austeniitsed). AISI 304 ja AISI 316 on tänu lisatud niklike austeniitse struktuuriga nagu 90% kasutatavatest roostevabadest terastest. Mida see aga kasutaja jaoks sisuliselt tähendab?

Jätame struktuuride võrdluse lihtsuse mõttes vahele ning keskendume, mida struktuur ise endaga kaasa toob. Austeniitsete roostevabade teraste omadused on:

  • Korrosioonikindlus normaalsetes ja kergelt agressiivsetes oludes
  • Väga head omadused madalatel temperatuuridel
  • Head omadused kõrgetel temperatuuridel
  • Lihtne kalestatavus
  • Hea sitkus ja töödeldavus
  • Väga hea keevitatavus
  • Sobivus puhtust nõudvatele keskkondadele
  • Mittemagnetiline
 Tõmbetugevus, Rm, MPa0,2% Voolepiir, Rp0, MPaBrinelli kõvadus, HB max

AISI 304

540 – 750230130 – 180

AISI 316

530 – 680240120 – 180

Kui AISI 304 ja AISI 316 voolepiir võib olla konstruktsiooniteraste omadega võrreldav, siis tõmbetugevus on neil kõrgem. Siiski ei ole kumbki eriti sobilik abrasiivses keskkonnas kasutamiseks. Sellisel juhul peaks pöörduma eriteraste poole.

Terase mark

American Iron and Steel Institute moodustab akronüümi AISI. Seega järgivad AISI 304 ja AISI 316 mõlemad USA standardit. Euroopa normi kohaselt on nende margid vastavalt 1.4301 ja 1.4401. On üsna selge, et USA variant on keelepärasem ja mugavam ning seetõttu ka levinum.

Mida tähendavad aga numbrid nimes? Lühidalt öeldes näitavad need terase struktuuri. Margid 3xx tähistavad austeniitse struktuuriga teraseid.

Mõnedel markidel võib leida ka järelliite L. Kui võrrelda näiteks AISI 304 ja AISI 304L, siis näeme, et neil on peaaegu identne keemiline koostis. Siiski on üks väike vahe – L tähisega terasel on maksimaalne süsinikusisaldus kuni 0,03%, samas on tavalise puhul see kuni 0,08%.

Selle tagajärg peegeldub väikeses tõmbetugevuse vahes, mis on AISI 304 kasuks. Miks üldse siis AISI 304L sellisel juhul kasutada? Seda kasutades ei kipu keevisliited nii kergesti korrodeeruma. Kaob vajadus lõõmutamise järele.

Keemiline koostis

 

Massiprotsendid

AISI 304

AISI 316

Kroom (Cr)17,5 – 19,516,5 –  18,5
Nikkel (Ni)8 – 10,510 – 13
Molübdeen (Mo)Minimaalne2-3
Mangaan (Mn) max22
Räni (Si) max11
Lämmastik (N) max0,110,11
Süsinik (C) max0,070,07
Fosfor (P) max0,0450,045
Väävel (S) max0,0150,015
Raud (Fe) maxÜlejäänuÜlejäänu

Eesmapilgul võivad AISI 304 ja AISI 316 koostised tunduda väga sarnased. Vaid mõne protsendiga erinevad kroomi- ja niklisisalduse poolest. Vahe tuleneb aga molübdeenisisaldusest. Kui AISI 304 puhul on seda minimaalselt, siis AISI 316-s on seda juba mõni protsent.

See annabki AISI 316-le parema korrosioonikindluse. See tuleb eriti hästi ilmsiks paikse korrosiooniga (pinnaalune, laiguline, rõugeline jms korrosioon) võideldes.

Kumba valida?

Nagu arvata võib, siis ühene vastus puudub. Vastasel juhul poleks erinevaid marke vajagi. Igaühel on oma eelised ning kasutusvaldkonnad, arvestades projektipõhiseid nõudmisi. Võime aga üheskoos vaadata mõnda küsimust koos vastusega, mis valimisel abistada võiks.

Milline on keskkond? Kui see on soolane või happeline, siis sobib paremini AISI 316. Selles osas eristuvad need kaks kõige selgemalt. Nagu öeldud, siis tuleneb see molübdeenisisaldusest.

Milline on töötemperatuur? Kõrged temperatuurid soodustavad korrosiooni, seega sobib jällegi AISI 316 paremini.

Milline on su eelarve? Kui keskkond ei nõua AISI 316 kasutamist, siis on odavam valida AISI 304, sest esimene on teisest umbes 25% kallim.

Loodetavasti saime selle artikliga sinu materjalivaliku protsessi natuke lihtsamaks muuta. Saame seda teha ka järgmisel sammul – detailide lõikuse tellimisel.

Automaatne veebilahendus laserlõikuse korraldamiseks üle Euroopa Liidu. Hind sekunditega. Kiire tellimuse vormistamine. Kohene ligipääs. Krediitkaarti pole vaja.
Alusta tootmist