Stal kwasoodporna

Stal kwasoodporna należy do grupy stali austenitycznych. Zasadniczymi składnikami (dodatkami stopowymi) powodującymi iż stal jest odporna na działanie kwasów są chrom i nikiel, kiedy wymagana jest wyższa kwasoodporność do stali chromowo - niklowych dodawany jest molibden.

Stal kwasoodporna chromowo - niklowa odznacza się wszystkimi cechami austenitu, jest miękka, ciągliwa, dobrze nadaje się do tłoczenia. Ponieważ w zakresie temperatur od temperatury otoczenia aż do temperatury topliwości stale te są jednofazowe, nie można zwiększyć ich twardości za pomocą obróbki cieplnej. Osiągnięcie większej twardości w stalach kwasoodpornych możliwe jest jedynie przez zgniot.

Odporność chemiczna stali kwasoodpornej

Odporność chemiczna tej stali jest w dużej mierze taka sama jaką posiada stal nierdzewna chromowa, a poza tym jest odporna na działanie zimnego rozcieńczonego i stężonego kwasu siarkowego, kwasu octowego a także kwasów: cytrynowego, szczawiowego, fosforowego, mrówkowego, karbolowego i innych.

Stale chromowo - niklowe nie są natomiast odporne na działanie kwasu solnego i innych kwasów nieorganicznych o podwyższonej temperaturze poza kwasem azotowym i jego mieszanek z kwasem siarkowym. Poza tym stal kwasoodporna nie jest odporna na działanie chloru, bromu, chlorków metali ciężkich, jodu, roztopionych metali takich jak: cynk, aluminium, cyna oraz roztopiona siarka. Dodatek stopowy molibdenu podnosi znacznie odporność na działanie gorącego kwasu szczawiowego, kwasu siarkowego znajdującego się pod ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze, wybielających roztworów zawierających chlor.

Zjawisko korozji krystalicznej

Jednym z groźnych zjawisk jakie występują w niektórych gatunkach stali kwasoodpornych jest zjawisko korozji krystalicznej, z tego powodu funkcjonuje podział na:

• stale kwasoodporne podatne na działanie korozji międzykrystalicznej.
• stale kwasoodporne nie wrażliwe na korozję międzykrystaliczną.

Korozja międzykrystaliczna występuje na skutek wydzielania się węgla z roztworu stałego ( przy powolnym przejściu stali przez zakres temperatur do 500 do 800 stopni C ), który tworząc węglik chromu obniża zawartość chromu w pobliżu ziaren, przez co obniża się odporność chemiczną stref zubożonych w chrom. Z tego powodu stale kwasoodporne wrażliwe na korozję międzykrystaliczną mogą być używane jedynie w stanie przesyconym, co oznacza że należy je nagrzać do temperatury 1100 stopni Celsjusza, a następnie szybko schłodzić ( zazwyczaj w wodzie), aby uniemożliwić wydzielanie się węglików chromu.

Odporność stali kwasoodpornych na korozję międzykrystaliczną osiąga się dwoma sposobami:

1. przez dodanie do stali chromo-niklowych tytanu, który łącząc się z węglem na bardzo trwałe węgliki uniemożliwia wydzielanie się węglików chromu;
2. przez obniżenie w stali zawartości węgla do ilości przy której praktycznie również nie wydzielają się węgliki chromu.

Obróbka stali kwasoodpornej

Zarówno stale kwasoodporne z zawartością tytanu jak też stale kwasoodporne z niską zawartością węgla (0,07) można po spawaniu stosować bez dodatkowej obróbki cieplnej. Stale kwasoodporne mogą być również dostarczane ze zgniotem na zimno, wówczas jednak obniża się w pewnym stopniu ich odporność na korozję. Górna granica zakresu temperatur przeróbki plastycznej wynosi 1150 stopni C. Kuć je należy w zakresie 900-1150 stopni C. Gdy temperatura w czasie kucia spadnie do 900 stopni C, należy materiał ponownie dogrzać, gdyż wskutek zbytniego utwardzenia spowodowanego wolno postępującą rekrystalizacją mogą powstawać pęknięcia. Stal kwasoodporna po kuciu powinna być studzona na powietrzu.

Jak wiadomo jedną z cech podnoszących kwasoodporność tych stali jest ich jednorodna struktura. Struktury takiej nie uzyskuje się bezpośrednio po obróbce plastycznej. Aby uzyskać jednorodną strukturę należy przedmioty ze stali kwasoodpornych poddać przesycaniu. Przesycanie polega na nagrzaniu przedmiotu do temperatury 1100 stopni C i następnym szybkim ostudzeniu. Nagrzanie do temperatury przesycenia ma na celu przeprowadzenie węgla do roztworu stałego, a szybkie studzenie ma na celu zatrzymanie węgla w roztworze stałym aż do temperatury otoczenia. Studzenie tych stali odbywa się przeważnie w wodzie. Przedmioty cienkościenne (poniżej 1mm) można studzić w strumieniu powietrza. Taka jednorodna struktura wykazuje najwyższą odporność chemiczną. Huta dostarcza blachy ze stali kwasoodpornych wyłącznie na stanie przesyconym. Przedmioty ze stali kwasoodpornych muszą mieć powierzchnię metalicznie czystą, gdyż obecność tlenków stanowi ogniska korozji szybko rozpowszechniające się na duże obszary.

Trawienie odbywa się zwykle w dwóch kąpielach: pierwsza służy do rozluźnienia i usunięcia w dużym stopniu warstwy tlenków, a druga do usunięcia reszty tlenków i nadania blasze srebrzystego wyglądu. Stale kwasoodporne spawać można dobrze zarówno acetylenem jak i elektrycznie. Przy spawaniu acetylenem nie wolno pracować z nadmiarem acetylenu, gdyż w tych temperaturach stal intensywnie się nawęgla, co w gwałtowny sposób obniża odporność na korozję. Płomień przy spawaniu acetylenem musi być obojętny. Do spawania elektrycznego stosuje się drut niepowlekany w tych samych gatunkach. Do spawania elektrycznego stosuje się elektrody, wymienione w szczegółowych opisach poszczególnych gatunków stali kwasoodpornych. Z powodu dużej ciągliwości stale kwasoodporne obrabia się narzędziami tnącymi trudniej niż stale zwykłe.

Do obróbki należy używać noży ze stali szybkotnącej względnie z nakładkami z węglików spiekanych. Narzędzia muszą być ostre, gdyż utwardzenie, jakie jest spowodowane skrawaniem tępym narzędziem, bardzo szybko w ogóle uniemożliwia dalsze skrawanie nawet ostrym narzędziem.