Kietėjantis nerūdijantis plienas yra nerūdijančio plieno lydinių kategorija, kuriai taikomas terminio apdorojimo procesas, vadinamas grūdinimu krituliais, siekiant padidinti jų stiprumą ir kietumą. Šis procesas apima smulkių nuosėdų (smulkių dalelių) susidarymą plieno mikrostruktūroje, kurios trukdo dislokacijos judėjimui, todėl padidėja mechaninės savybės, pvz., stiprumas ir kietumas.
Pagrindinės kritulių kietėjimo nerūdijančio plieno savybės:
Didelis stiprumas ir atsparumas korozijai: nuo kritulių kietėjantis nerūdijantis plienas išlaiko atsparumą korozijai, būdingą nerūdijančiam plienui, taip pat pasiekia didelį stiprumą terminio apdorojimo procese.
Terminis apdorojimas:
1. Tirpalo terminis apdorojimas: Plienas kaitinamas iki aukštos temperatūros (paprastai nuo 1000 °C iki 1100 °C), kad legiravimo elementai (pvz., aliuminis, varis ar niobis) ištirptų į kietą tirpalą.
2. Senėjimas: Po grūdinimo (greito aušinimo) plienas sendinamas žemesnėje temperatūroje (maždaug nuo 500°C iki 700°C). Tai skatina kietėjančių dalelių, kurios trukdo dislokacijos judėjimui, nusodinimą ir taip sustiprina medžiagą.
3. Sudėtis: Krituliais grūdintas nerūdijantis plienas paprastai legiruojamas su tokiais elementais kaip varis, aliuminis, niobis, titanas arba molibdenas, kurie prisideda prie kietų fazių nusodinimo, kurie padidina plieno stiprumą.
Įvertinimai: Gerai žinomas krituliais grūdinto nerūdijančio plieno pavyzdys yra 17-4 PH nerūdijantis plienas, kuriame yra geležies, chromo, nikelio ir vario. Kitos klasės, pvz., 15-5 PH ir 13-8 Mo, taip pat dažniausiai naudojamos tais atvejais, kai reikalingas didelio stiprumo ir atsparumo korozijai derinys.
Programos: Krituliais grūdintas nerūdijantis plienas plačiai naudojamas pramonės šakose, kuriose būtinas didelis stiprumas ir atsparumas korozijai, pavyzdžiui:
1. Orlaiviai: Orlaivių komponentai, turbinų mentės, tvirtinimo detalės.
2. Medicina: Chirurginiai instrumentai, implantai.
3. Cheminis apdorojimas: Siurbliai, vožtuvai ir kiti komponentai, veikiami atšiaurioje aplinkoje.
4. Jūrinis: Komponentai, veikiami sūraus vandens aplinkos.
1. Privalumai:
Didelis stiprumas, panašus į kai kuriuos įrankių plienus.
Puikus atsparumas korozijai ir oksidacijai, ypač aukštoje temperatūroje ir agresyvioje aplinkoje.
Geras formavimas ir apdirbamumas naudojant tirpalą.
2. Trūkumai:
Dėl legiravimo elementų ir apdorojimo gali būti brangesni nei kiti nerūdijantys plienai.
Ilgą laiką brandinant aukštoje temperatūroje gali atsirasti trapumas, jei jis nebus kruopščiai kontroliuojamas.
Kritulių kietėjimo nerūdijančio plieno pavyzdžiai:
1,17–4 PH (taip pat žinomas kaip 630): Sudėtyje yra apie 17 % chromo, 4 % nikelio ir 4 % vario. Ši klasė yra viena iš dažniausiai naudojamų ir pasižymi gerų mechaninių savybių ir atsparumo korozijai deriniu.
2,15–5 PH: Panašus į 17-4 PH, bet šiek tiek didesnis kietumas ir atsparumas korozijai, dažnai naudojamas aviacijos ir chemijos pramonėje.
3.13–8 mėn.: Sudėtyje yra maždaug 13 % chromo, 8 % nikelio ir molibdeno, todėl yra puikus atsparumas įtempių korozijos įtrūkimams.
Apibendrinant galima pasakyti, kad nuo kritulių kietėjantis nerūdijantis plienas yra labai universalios medžiagos, kuriose derinami nerūdijančio plieno atsparumo korozijai pranašumai su patobulintomis mechaninėmis savybėmis, tokiomis kaip didelis stiprumas, todėl jie tinkami naudoti įvairiose pramonės šakose.
