VRSTE ČELIKA

Pod nehrđajućim čelikom podrazumijevaju se legure na osnovi eljeza, kroma i ugljika, koje eventualno sadre i druge elemente kao što su Ni, Mo. Si, itd. čija je glavna karakteristika otpornost na koroziju. Ta karakteristika nastaje uslijed mogućnosti njihove pasivizacije u oksidirajućoj sredini (znači i na zraku). Pasivizacija se sastoji u formiranju nevidljivog sloja oksida (koji je promjenljiv ovisno o kemijskom sastavu čelika, toplinskoj obradi i vrsti oksidirajuće sredine) koji stvara barijeru protiv oksidacije i stoga i protiv korozije i koja se u slučaju uklanjanja ponovo spontano stvara.

Čelici se dijele na sljedeće klase:
• Austenitni čelici
• Martenzitni čelici
• Feritni čelici
• Duplex i super duplex čelici


AUSTENITNI ČELICI
To su nehrđajući čelici koji sadre Cr (16 - 20%), Ni (7 - 18%) i u nekim vrstama Mo (2 - 6%) s količinom ugljika obično niom od 0,08%; prisutnost stabilizirajućih elemenata, na primjer, Ti dodatno poboljšava otpornost na koroziju, posebice na interkristalnu koroziju, i istodobno prua veću otpornost na visoke temperature.

MARTENZITNI ČELICI
Ovi čelici sadre samo krom (11% - 18%) uz eventualne male količine drugih elemenata. Glavna karakteristika ovih čelika je mogućnost poboljšanja njihovih mehaničkih svojstava putem toplinske obrade kaljenjem i popuštanjem.

FERITNI ČELICI
Ovi čelici sadre krom (12-27%) i ugljik uopćeno ≤ 0,20% s eventualnim malim dodacima drugih elemenata. Njihova glavna karakteristika je feritna struktura na bilo kojoj temperaturi i stoga nisu podloni poboljšanju mehaničkih svojstava putem toplinskih obrada.

DUPLEX I SUPER DUPLEX ČELICI
Termin Duplex nastaje usljed činjenice da materijal posjeduje dvofaznu mikrostrukturu, koja se sastoji od zrna feritnog i austenitnog nehrđajućeg čelika umetnutih u isti materijal. Termin Super Duplex označava duplex čelik visokih performansi koji se zasniva na velikom sadraju kroma, nikela i molibdena za poboljšanje otpornosti na koroziju.

KLASIFIKACIJA UGLJIČNIH ČELIKA
Čelici koje koristimo, predviđeni normom za izvođenje priključaka EN 10253-2, mogu se klasificirati na dva načina:

KEMIJSKI SASTAV:
• UGLJIČNI ČELICI:
P235TR1, P235TR2, P235GH, P265GH, P265GH, P265NL, P355NH, P355NL1, L290NB, L360NB, L360QB, L415NB, L415QB, L450QB.
• NISKO LEGIRANI ČELICI, koji u svom kemijskom sastavu sadre legirne elemente (krom, nikel, molibden, itd.) u količini manjoj od 5% bilo kao zbroj elemenata, bilo kao pojedinačna vrijednost ako sadre samo jedan element: 16Mo3, 13CrMo4-5.
• VISOKO LEGIRANI ČELICI, koji u svom kemijskom sastavu sadre legirne elemente (krom, nikel, molibden, itd.) u količini većoj od 5% bilo kao zbroj elemenata, bilo kao pojedinačna vrijednost ako sadre samo jedan element: X11CrMo9-1, X11CrMoVNb9-1.

UVJETI UPORABE:
• ČELICI ZA UPORABU PRI VISOKIM TEMPERATURAMA:
P235GH, P265GH, 16Mo3, 13CrMo4-5, P355NH.
• ČELICI ZA UPORABU PRI NISKIM TEMPERATURAMA: P265NL, P355NL.
• ČELICI VISOKE ILAVOSTI: L290NB, L360NB, L415QB, L450QB.

TOPLINSKE OBRADE
Pod toplinskom obradom definira se operacija ili redoslijed operacija, u slučaju sloenog tretmana, tijekom kojeg se čelik podvrgava jednom ili više toplinskih ciklusa, tj. varijacijama unutar granica određenih temperaturom ovisno o vremenu. Obično se toplinski ciklus sastoji od zagrijavanja do određene temperature, odravanja te temperature neko vrijeme i na kraju, hlađenja do sobne temperature različitim načinima ovisno o efektima koji se ele dobiti.

NORMALIZACIJA
Sastoji se od grijanja do temperature više od AC3 (= temperatura pri kojoj, tijekom zagrijavanja, počinje stvaranje austenita), za vrijeme dovoljno da se izvrši potpuna austenitizacija materijala, kojoj slijedi hlađenje mirnim ili ventiliranim zrakom. Obično se vrši na neobrađenim dijelovima toplinske obrade za postizanje finijeg i ravnomjernijeg zrna kako bi se čelik pripremio na najbolji način za naredne toplinske obrade.

ARENJE
Cilj arenja je omekšavanje čelika kako bi se pripremio za mehaničke i/ili plastične obrade, uklanjanje preostalih naprezanja i uklanjanje efekata plastične deformacije, zavarivanja ili prethodne toplinske obrade. Postoje različiti ciklusi arenja (podkritično, izotermičko), čiji izbor ovisi o tvrdoći i strukturama potrebnim za određenu vrstu obrade.

KALJENJE
Obrada kaljenjem sastoji se od zagrijavanja do austenitizacije, kojem slijedi hlađenje do temperature nie od MS (= temperatura na kojoj, tijekom hlađenja, počinje transformacija austenita u martenzit), dovoljnom brzinom da omogući transformaciju u martenzit, izuzetno čvrstu i lomljivu strukturu.

POPUŠTANJE
Kaljeni čelik karakteriziraju velika čvrstoća i niska razina ilavosti. Stoga je potrebno izvršiti narednu obradu koja manje ili više dubinski mijenja martenzitnu strukturu dobivenu kaljenjem i poništava njena naprezanja i lomljivost. Ova obrada, nazvana popuštanje, sastoji se od grijanja na temperaturi nioj od AC1 (temperatura pri kojoj, tijekom grijanja, počinje stvaranje austenita), odravanja ove temperature neko vrijeme i na kraju hlađenja odgovarajućim sredstvom do sobne temperature.

OTAPANJE KARBIDA
Ovaj postupak sastoji se od zagrijavanja na temperaturi obično između 1000 e i 1100 °C, uz dovoljno zadravanje na ovoj temperaturi, potrebno za uklanjanje strukturalnih promjena uzrokovanih prethodnim obradama i za stvaranje po mogućnosti kompletne „solubilizacije” karbida u austenitu; naknadno hlađenje, zrakom ili vodom, mora biti površinski brzo kako bi se spriječila ponovna precipitacija karbida koja se sporim hlađenjem odvija otprilike u rasponu od 450 i 850 °C.
Ovim tretmanom postie se maksimalno omekšavanje austenitnih nehrđajućih čelika.

IZOTERMIČKO POBOLJŠAVANJE (AUSTEMPERING)
Izotermičko poboljšavanje (Austempering) vrši se grijanjem do normalne temperature za kaljenje, kojem slijedi brzo gašenje u solnoj kupki na temperaturi iznad MS od otprilike 10-30 °C do kompletne transformacije austenita.

POPUŠTANJE ZA UKLANJANJE NAPREZANJA
Obrada popuštanjem, koja se sastoji od zagrijavanja na temperature nie od 250 °C, koristi se u slučaju čelika za cementaciju ili zrakom prokaljivih čelika, kako bi se smanjila ili po mogućnosti poništila preostala naprezanja uzrokovana kaljenjem, uz istovremeno odravanje velike tvrdoće. U ovom slučaju nema značajnih strukturalnih promjena.