MITÄ RUOSTUMATON TERÄS ON JA MITEN SE VALMISTETAAN?

Kaivoksista valmistajaan, tässä on nopea yleiskatsaus ruostumattoman teräksen valmistukseen

Erinomaisen korroosionkestävyyden, lujuuden ja houkuttelevan ulkonäön ansiosta ruostumaton teräs näkee laajan valikoiman käyttötarkoituksia sekä teollisuus- että kuluttajamarkkinoilla.

Mutta miten ruostumaton teräs siirtyy romun tai jalostettujen malmien kasasta lopulliseen muotoonsa ja käyttötarkoitukseensa?

Suurin osa ruostumattomasta teräksestä aloittaa käyttöiän samalla tavalla ennen kuin se siirtyy käsittelyyn. Tämä käsittely – sekä terässeoksen tarkka koostumus – määräävät sen monet ominaisuudet. Joten ymmärtääksemme, miten ruostumatonta terästä valmistetaan, meidän on ensin perehdyttävä sen koostumukseen.

MIKÄ ON RUOSTUMATON TERÄS?

Ruostumaton teräs on raudan ja kromin seos.

Vaikka ruostumattoman teräksen tulee sisältää vähintään 10,5 % kromia, tarkat komponentit ja suhteet vaihtelevat vaaditun teräksen laadun ja käyttötarkoituksen mukaan.

Muita yleisiä lisäaineita ovat:

Nikkeli

Hiili

Mangaani

Molybdeeni

Typpi

Rikki

Kupari

Pii

Seoksen tarkka koostumus mitataan ja arvioidaan tarkasti koko seostusprosessin ajan, jotta varmistetaan, että teräksellä on vaaditut ominaisuudet.

Yleisiä syitä lisätä muita metalleja ja kaasuja ruostumattomaan terässeokseen ovat:

Lisääntynyt korroosionkestävyys

Korkean lämpötilan kestävyys

Alhaisen lämpötilan kestävyys

Parempi voima

Parannettu hitsattavuus

Paranneltu muovattavuus

Magnetismin hallinta

Se, mitä ruostumattomassa teräksessäsi on, ei kuitenkaan ole ainoa tekijä määrittäessäsi sen ainutlaatuisia ominaisuuksia…

Sen valmistustapa muuttaa teräksen ominaisuuksia entisestään.

 

MITEN RUOSTUMATON TERÄS VALMISTETAAN

Ruostumattoman teräslaadun tarkka prosessi vaihtelee myöhemmissä vaiheissa. Se, miten teräslaji muotoillaan, työstetään ja viimeistellään, vaikuttaa merkittävästi sen ulkonäköön ja suorituskykyyn.

Ennen kuin voit luoda toimitettavan terästuotteen, sinun on ensin luotava sula seos.

Tämän vuoksi useimmilla teräslaaduilla on yhteiset aloitusvaiheet.

Vaihe 1: Sulaminen

Ruostumattoman teräksen valmistus alkaa romumetallien ja lisäaineiden sulattamisesta valokaariuunissa (EAF). Suuritehoisten elektrodien avulla EAF lämmittää metalleja useiden tuntien aikana muodostaen sulan, nestemäisen seoksen.

Koska ruostumaton teräs on 100 % kierrätettävää, monet ruostumattoman teräksen tilaukset sisältävät jopa 60 % kierrätettyä terästä. Tämä auttaa paitsi hallitsemaan kustannuksia myös vähentämään ympäristövaikutuksia.

Tarkat lämpötilat vaihtelevat luodun teräslaadun mukaan.

Vaihe 2: Hiilipitoisuuden poistaminen

Hiili auttaa lisäämään raudan kovuutta ja lujuutta. Liiallinen hiilen määrä voi kuitenkin aiheuttaa ongelmia, kuten kovametallin saostumista hitsauksen aikana.

Ennen sulan ruostumattoman teräksen valua on tärkeää kalibroida ja vähentää hiilipitoisuutta oikealle tasolle.

Valimot hallitsevat hiilipitoisuutta kahdella tavalla.

Ensimmäinen on Argon Oxygen Decarburization (AOD). Argonkaasuseoksen ruiskuttaminen sulaan teräkseen vähentää hiilipitoisuutta ja minimaalinen muiden olennaisten alkuaineiden hävikki.

Toinen käytetty menetelmä on Vacuum Oxygen Decarburization (VOD). Tässä menetelmässä sula teräs siirretään toiseen kammioon, jossa teräkseen ruiskutetaan happea samalla kun lämpöä kohdistetaan. Tyhjiö poistaa sitten poistetut kaasut kammiosta, mikä vähentää edelleen hiilipitoisuutta.

Molemmat menetelmät tarjoavat tarkan hiilipitoisuuden säädön, jotta varmistetaan oikea seos ja tarkat ominaisuudet lopullisessa ruostumattomassa terästuotteessa.

Vaihe 3: Viritys

Hiilen pelkistämisen jälkeen tapahtuu lopullinen lämpötilan ja kemian tasapainottuminen ja homogenisoituminen. Näin varmistetaan, että metalli täyttää aiotun laatunsa vaatimukset ja että teräksen koostumus on yhtenäinen koko erän ajan.

Näytteet testataan ja analysoidaan. Sen jälkeen tehdään säätöjä, kunnes seos täyttää vaaditut standardit.

VAIHE 4: MUOTO TAI VALU

Luodulla sulalla teräksellä valimon on nyt luotava primitiivinen muoto, jota käytetään teräksen jäähdyttämiseen ja työstämiseen. Tarkka muoto ja mitat riippuvat lopputuotteesta.

Yleisiä muotoja ovat:

Kukkii

Aihiot

Laatat

Tangot

Putket

Lomakkeet merkitään sitten tunnisteella erän seuraamiseksi eri seuraavien prosessien läpi.

Tästä eteenpäin vaiheet vaihtelevat aiotun laadun ja lopputuotteen tai toiminnon mukaan. Laatoista tulee levyjä, nauhoja ja levyjä. Kukinnat ja aihiot muuttuvat tankoiksi ja langoiksi.

Tilatusta laadusta tai muodosta riippuen teräs saattaa käydä läpi jotkin näistä vaiheista useita kertoja halutun ulkonäön tai ominaisuuksien luomiseksi.

Seuraavat vaiheet ovat yleisimpiä.

Kuuma valssaus

Tämä vaihe, joka suoritetaan teräksen uudelleenkiteytyslämpötilaa korkeammissa lämpötiloissa, auttaa asettamaan teräksen karkeat fyysiset mitat. Tarkka lämpötilan säätö koko prosessin ajan pitää teräksen riittävän pehmeänä toimimaan ilman rakennemuutoksia.

Prosessi käyttää toistuvia ajoja teräksen mittojen säätämiseen hitaasti. Useimmissa tapauksissa tämä edellyttää valssausta useiden myllyjen läpi ajan kuluessa halutun paksuuden saavuttamiseksi.

Kylmävalssaus

Käytetään usein tarkkuutta vaatiessa, kylmävalssaus tapahtuu teräksen uudelleenkiteytyslämpötilan alapuolella. Teräksen muotoiluun käytetään useita tuettuja teloja. Tämä prosessi luo houkuttelevamman ja tasaisemman lopputuloksen.

Se voi kuitenkin myös muuttaa teräksen rakennetta ja vaatii usein lämpökäsittelyä teräksen uudelleenkiteyttämiseksi alkuperäiseen mikrorakenteeseensa.

Hehkutus

Valssauksen jälkeen suurin osa teräksestä käy läpi hehkutusprosessin. Tämä sisältää kontrolloidut lämmitys- ja jäähdytysjaksot. Nämä syklit auttavat pehmentämään terästä ja lievittämään sisäistä rasitusta.

Tarkat lämpötilat ja ajat riippuvat teräksen laadusta, ja sekä lämmitys- että jäähdytysnopeudet vaikuttavat lopputuotteeseen.

Kalkinpoisto tai peittaus

Kun terästä työstetään eri vaiheiden läpi, sen pintaan kertyy usein kalkkia.

Tämä kerääntyminen ei ole vain epämiellyttävä. Se voi myös vaikuttaa teräksen tahrankestävyyteen, kestävyyteen ja hitsattavuuteen. Tämän hilseen poistaminen on välttämätöntä oksidisulun luomiseksi, joka antaa ruostumattomalle teräkselle tyypillisen korroosion- ja tahrankestävyyden.

Kalkinpoisto tai peittaus poistaa tämän kalkin käyttämällä joko happokylpyjä (tunnetaan nimellä happopeittaus) tai kontrolloidulla lämmityksellä ja jäähdytyksellä hapettomassa ympäristössä.

Lopputuotteesta riippuen metalli saattaa palata valssaukseen tai ekstrudointiin jatkokäsittelyä varten. Tämän jälkeen toistetaan hehkutusvaiheita, kunnes halutut ominaisuudet saavutetaan.

Leikkaus

Kun teräs on työstetty ja valmis, erä leikataan tilausvaatimusten mukaan.

Yleisimpiä menetelmiä ovat mekaaniset menetelmät, kuten leikkaaminen giljotiiniveitsillä, pyöreällä veitsellä, nopealla veitsellä tai stanssaamalla.

Monimutkaisille muodoille voidaan kuitenkin käyttää myös polttoleikkausta tai plasmasuihkuleikkausta.

Paras vaihtoehto riippuu sekä halutusta teräslaadusta että toimitettavan tuotteen halutusta muodosta.

Viimeistely

Ruostumatonta terästä on saatavana useilla eri viimeistelyillä mattapintaisesta peiliin. Viimeistely on yksi valmistusprosessin viimeisistä vaiheista. Yleisiä tekniikoita ovat happo- tai hiekkaetsaus, hiekkapuhallus, nauhahionta, nauhakiillotus ja nauhakiillotus.

Tässä vaiheessa teräs kootaan lopulliseen muotoonsa ja valmistetaan lähetettäväksi asiakkaalle. Telat ja kelat ovat yleisiä tapoja sekä varastoida että lähettää suuria määriä ruostumatonta terästä käytettäväksi muissa valmistusprosesseissa. Lopullinen muoto riippuu kuitenkin tarvittavasta terästyypistä ja muista tilaukseen liittyvistä tekijöistä.

LOPULLISET AJATUKSET

Oikeiden ruostumattoman teräslaatujen ja -tyyppien ymmärtäminen tiettyihin käyttötarkoituksiin ja ympäristöihin on olennainen osa pitkäaikaisten tulosten varmistamista ja kustannusten optimointia. Etsitpä jotain vahvaa ja korroosionkestävää meriympäristöön tai jotain upeaa ja helposti puhdistettavaa ravintolakäyttöön, ruostumattomasta teräksestä on saatavilla tarpeisiisi sopiva seos.