ברזל אל חלד הוא סוג של נירוסטה. החומרים שלו הם בעיקר 409, 410, 430, 444 וכו' השייכים לפלדות אל-חלד מרטנסיטיות ופריטיות, והם ימשכו על ידי מגנטים. אחיד הנירוסטה מתייחס לפלדה שיכולה לעמוד בפני קורוזיה של מדיה כימית כמו אטמוספרה או חומצה. אבל נירוסטה אינה נטולת חלודה, יש לה רק התנהגות קורוזיה שונה במדיות שונות. ניתן לחלק את חומרי הנירוסטה הנפוצים לשלושה סוגים: נירוסטה מרטנסיטית, נירוסטה פריטית ופלדת אל חלד אוסטנית לפי מבנה מטאלוגרפי.
נירוסטה מרטנסיטית
לפלדות אל-חלד נפוצות יש תכולת פחמן של 0.1-0.45 אחוז ותכולת כרום של 12-14 אחוז. הן פלדות אל חלד כרום, הנקראות בדרך כלל פלדות אל חלד Cr13. דגמי חומרים אופייניים הם 1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13 וכו'. סוג זה של נירוסטה משמש בדרך כלל לייצור שסתומים שונים, משאבות וחלקים אחרים וכמה כלי נירוסטה שיכולים לשאת גם עומס וגם עמידות בפני קורוזיה.
על מנת לשפר את עמידות בפני קורוזיה, תכולת הפחמן של נירוסטה מרטנסיטית נשלטת בטווח תכולה נמוך מאוד, בדרך כלל לא יותר מ-0.4 אחוזים. ככל שתכולת הפחמן נמוכה יותר, כך עמידות הנירוסטה גבוהה יותר בפני קורוזיה, וככל שתכולת הפחמן גבוהה יותר, תכולת הפחמן במטריצה גבוהה יותר, כך חוזקה וקשיותה של הנירוסטה גבוהים יותר, אך זו תיווצר כמות של כרום קרבידים. ככל שהעמידות בפני קורוזיה של פלדת אל-חלד כזו גרועה יותר. לכן, ניתן לראות שהחוזק והקשיות של 4Cr13 גבוהים מזה של 1Cr13, אך עמידות הקורוזיה שלו גרועה מזו של 1Cr13.
גם 1Cr13 וגם 2Cr13 עמידים בפני קורוזיה אטמוספרית, קיטור ואמצעי תקשורת אחרים, והם משמשים בדרך כלל כפלדה מבנית עמידה בפני קורוזיה. על מנת להשיג ביצועים מקיפים טובים, מרווה וטמפרטורת טמפרטורה גבוהה (600~700 מעלות) משמשים לעתים קרובות להשגת סורביט מחוסמ לייצור להבי טורבינת קיטור, אביזרי צינורות דוד וכו'. עם זאת, לפלדות 3Cr13 ו-4Cr13 יש עמידות נמוכה יחסית בפני קורוזיה. לתכולת פחמן גבוהה יותר. באמצעות כיבוי וטמפרטורת טמפרטורה נמוכה (200 ~ 300 מעלות), מתקבל מרטנזיט מחוסמ, בעל חוזק וקשיות גבוהים יותר (HRC עד 50), ולכן הוא משמש לעתים קרובות כפלדת כלי לייצור ציוד רפואי, כלי חיתוך, משאבת שמן חם פירים וכו'.
נירוסטה פריטית
תכולת הפחמן של נירוסטה פריטית נפוצה היא פחות מ-0.15 אחוזים, ותכולת הכרום היא 12~30 אחוזים. זה גם סוג של נירוסטה כרום. מכיוון שתכולת הפחמן יורדת בהתאם, תכולת הכרום עולה במידה מסוימת. מבנה המיקרו של נירוסטה הוא תמיד פריט חד פאזי כאשר הוא מחומם מטמפרטורת החדר לטמפרטורה גבוהה (960 ~ 1100 מעלות). העמידות בפני קורוזיה, הפלסטיות והריתוך שלו טובים יותר מפלדת אל חלד מרטנסיטית. עבור נירוסטה פריטית עתירת כרום, יכולתה לעמוד בפני קורוזיה בינונית חמצונית חזקה, ועם העלייה בתכולת הכרום, עמידות בפני קורוזיה משתפרת עוד יותר.
נירוסטה פריטית לא ניתנת לחיזוק על ידי טיפול בחום מכיוון שהיא אינה עוברת טרנספורמציה של פאזה במהלך החימום והקירור. במידה והגרגרים מתגסים בתהליך החימום, ניתן להשתמש רק בעיוות פלסטי קר ובהתגבשות מחדש כדי לשפר את המבנה ולשפר את התכונות.
אם סוג זה של נירוסטה נשאר ב-450~550 מעלות, זה יגרום להתפרקות של נירוסטה, מה שנקרא "שבריריות של 475 מעלות". ניתן לבטל את השבירות על ידי חימום לכ-600 מעלות ולאחר מכן קירור מהיר.
נירוסטה אוסטינית
הוסף 8-11 אחוז ניקל לפלדת אל חלד המכילה 18 אחוז כרום, והיא הופכת לנירוסטה אוסטניטית. כגון 1Cr18Ni9 הוא דגם טיפוסי. סוג זה של נירוסטה מרחיב את אזור האוסטניט עקב תוספת ניקל, כך שניתן לקבל מבנה אוסטניט חד פאזי מט-יציב בטמפרטורת החדר. מכיוון שהוא מכיל כרום וניקל גבוהים, ובעל מבנה אוסטניט חד פאזי, יש לו יציבות כימית גבוהה יותר ועמידות בפני קורוזיה טובה יותר מפלדת אל חלד כרום. זהו סוג של נירוסטה שנמצאת בשימוש נרחב כיום.
פלדת אל חלד מסוג 18-8 מציגה את המבנה של אוסטניט וקרבידים במצב חישול. קיומם של קרבידים גורם נזק רב לעמידות בפני קורוזיה של נירוסטה. לכן, בדרך כלל נעשה שימוש בשיטת הטיפול בתמיסה, שהיא לחמם את הנירוסטה ל-1100 מעלות. לאחר קירור מים, הקרבידים מומסים באוסטניט המתקבל בטמפרטורה גבוהה, ולאחר מכן באמצעות קירור מהיר מתקבל מבנה אוסטניט חד פאזי בטמפרטורת החדר.
www.jstisco.com