Klasyfikacja i gatunki stali nierdzewnej – kompletny przewodnik

Stal nierdzewna stanowi jeden z ważniejszych materiałów używanych powszechnie nie tylko w przemyśle, ale także m.in. w gastronomii, a jej różnorodne odmiany sprawiają, że ma mnóstwo zastosowań. Z artykułu dowiesz się o klasyfikacji i różnych gatunkach tego materiału, poznając przede wszystkim jego cechy charakterystyczne. Każdy typ stali nierdzewnej wyróżnia się bowiem unikalnymi właściwościami, które wnikliwie przeanalizujemy na kilku popularnych przykładach. Dowiesz się także, jak dobierać rodzaj tego materiału do potrzeb oraz na co zwrócić uwagę w kwestii jego konserwacji.

Dlaczego stal jest „nierdzewna”?

Stal nierdzewna swoją odporność na korozję zawdzięcza przede wszystkim obecności chromu w stopie. Jego stężenie powinno wynosić przynajmniej 10,5%. W takim przypadku powierzchnia stali mająca kontakt z tlenem pokrywa się powłoką tlenku chromu, którą powszechnie określa się mianem warstwy pasywnej. To właśnie ona zapewnia odporność na korozję, działając jak tarcza, która zabezpiecza materiał przed utlenianiem i kontaktem z wilgocią. Jeśli powłoka ta zostanie uszkodzona, samoczynnie się odnawia, dzięki reakcji chromu – znajdującego się w stopie – z powietrzem.

Czasem dodaje się również inne pierwiastki w celu poprawy właściwości antykorozyjnych stali. Jednym z nich jest nikiel, który dodatkowo zwiększa plastyczność metalu. Powszechnie stosuje się także dodatek z molibdenu zwiększającego odporność materiału na środowisko chemiczne.

Sprawdź ofertę mebli ze stali nierdzewnej

Stal austenityczna, ferrytyczna, martenzytyczna i duplex – podstawowe różnice

Materiał ten występuje w różnych odmianach, z których każda ma swoje unikalne właściwości wpływające na sposób użycia. Pośród nich do najczęściej spotykanych należy zaliczyć stal nierdzewną:

• austenityczną – charakteryzuje się wysoką odpornością na korozję i łatwością obróbki, zawdzięczając te właściwości wysokiej zawartości chromu i niklu;
• ferrytyczną – ma mniej niklu w porównaniu do odpowiednika austenitycznego, dlatego jest magnetyczna i lepiej znosi korozję naprężeniową, chociaż jest mniej plastyczna;
• martenzytyczną – wyróżnia się dużą twardością, ale kosztem niższej odporności na korozję;
• duplex – łączy cechy stali austenitycznej i ferrytycznej, dzięki czemu jest wytrzymała i odporna na trudne warunki środowiskowe.

Właściwości mechaniczne a obróbka – spawalność, plastyczność i twardość różnych typów stali

Planując obrabianie stali nierdzewnej, jej właściwości mechaniczne mają bardzo istotne znaczenie. Mając wiedzę na temat ich twardości, spawalności oraz plastyczności, łatwiej jest dobrać rodzaj metalu do konkretnych potrzeb.

Stale austenityczne świetnie się spawają dzięki dużej plastyczności i małemu ryzyku pękania. Dzięki temu doskonale sprawdzają się w konstrukcjach wymagających skomplikowanych spawów i są często wybierane w projektach budowlanych oraz przemysłowych. Do tego wykazują się całkiem wysoką twardością.

Odpowiedniki ferrytyczne znacznie trudniej się spawa. Ich struktura sprzyja tworzeniu karbidów, a to może prowadzić do powstawania pęknięć. Dlatego w ich przypadku konieczne jest stosowanie precyzyjnych technik spawalniczych. Przy tym należy podkreślić, że metale te również cechują się umiarkowaną twardością.

Stal martenzytyczna jest bardzo twarda i tym samym niezbyt plastyczna. Utrudnia to jej obróbkę oraz spawanie. Po wykonaniu spawów często potrzebna jest dodatkowa obróbka cieplna, by zmniejszyć naprężenia w materiale i tym samym zminimalizować ryzyko powstania pęknięć.

Stale typu duplex łączą cechy austenitycznych i ferrytycznych. Są dość twarde i wytrzymałe na uszkodzenia mechaniczne, plastyczne oraz wykazują się umiarkowaną spawalnością. Niemniej jednak one także wymagają trzymania się odpowiednich procedur w trakcie realizacji procesów spawania, aby ograniczyć ryzyko pojawienia się defektów.

Systemy oznaczeń bez tajemnic – czym różni się norma AISI od europejskiej EN?

W klasyfikacji gatunków stali nierdzewnych wykorzystuje się systemy oznaczeń zwykle oparte o jedną z dwóch norm – AISI lub EN. Obie służą to oznaczania tych samych metali, ale znacząco różnią się od siebie sposobem zapisu.

AISI to amerykański system oznaczeń. Używa się w nim prostych trzycyfrowych numerów, takich jak 304 i 316, by wskazać konkretne gatunki stali nierdzewnej. Z kolei europejski system oznaczeń EN, zgodny z normą EN 10088, jest bardziej szczegółowy. Opiera się na klasyfikacji materiałowej mającej na celu określenie składu chemicznego metalu i ma postać np. 1.4301. Zrozumienie obu tych norm jest ważne przy doborze materiałów w budownictwie i przemyśle.

W poniższej tabeli przedstawiamy 4 opisane wcześniej gatunki stali nierdzewnej wraz z oznaczeniami w systemie AISI i EN dla przykładowych ich gatunków.

Stal gatunku 304 (1.4301) – król uniwersalności w domu i przemyśle

Stal 304 (1.4301) jest niezwykle popularnym i wszechstronnym materiałem, używanym w gastronomii i przemyśle. Dzięki odpowiedniemu składowi, który zawiera około 18% chromu i 8% niklu, metal ten jest bardzo odporny na korozję. To sprawia, że znajduje zastosowanie w wielu dziedzinach – od kuchni po zaawansowane urządzenia przemysłowe.

Produkuje się z niej m.in.:

• stoły i blaty kuchenne, zlewozmywaki oraz garnki,
• sprzęt gastronomiczny gwarantujący dzięki temu najwyższy poziom sterylności – np. chłodziarki czy urządzenia do termicznej obróbki żywotności
• narzędzia chirurgiczne i różne urządzenia dla branży medycznej oraz laboratoryjnej.

Stal 304 (1.4301) jest również ceniona za swoje właściwości mechaniczne. Jest łatwa do obróbki, dobrze się spawa i wykazuje się dużą plastycznością. Dlatego często wybiera się ją do konstrukcji architektonicznych i związanych z motoryzacją – znajdziesz ją np. w niektórych balustradach i częściach samochodowych. Jej odporność na warunki atmosferyczne i chemikalia czyni ją także popularnym wyborem w urządzeniach chemicznych.

Jednak metal ten niezbyt dobrze sprawdza się w środowiskach z dużą ilością chloru oraz w kontakcie z wodą morską. W takich sytuacjach lepiej wybrać stal 316 (1.4401), ponieważ dodatek molibdenu w jej składzie zwiększa odporność na korozję.

Stal gatunku 316 (1.4401) – kiedy potrzebujesz „stali kwasoodpornej” do zadań specjalnych

Stal 316 (1.4401) jest ceniona za wyjątkową odporność na korozję, a to czyni ją świetnym wyborem w wymagających warunkach chemicznych i wszędzie tam, gdzie będzie bardzo narażona na wilgoć.

Jej zastosowania obejmują m.in.:

• przemysł chemiczny, w którym agresywne środowiska chemiczne wymagają stosowania materiałów o wyjątkowej trwałości materiałów,
• produkcję sprzętu medycznego, gdzie liczy się higiena i ponadprzeciętną trwałość,
• branżę morską, zwłaszcza przy budowie statków, ponieważ stal ta doskonale chroni przed korozją spowodowaną słoną wodą oraz wysoką temperaturą.

Stal 316 dobrze się spawa, choć warto stosować odpowiednie techniki, by uniknąć pęknięć. Jest trochę droższa niż wspomniany wcześniej gatunek 304, ale jej niezrównana odporność na trudne warunki chemiczne to rekompensuje.

Konserwacja stali nierdzewnej – jak dbać o powierzchnię, by służyła latami?

Odpowiednie dbanie o stal nierdzewną pozwala zachować jej właściwości oraz estetyczny wygląd przez bardzo długi czas. Podstawą jest systematyczne czyszczenie wodą z delikatnymi detergentami. Używaj do tego zawsze miękkich ściereczek oraz unikaj stosowania agresywnej chemii, która może uszkodzić niektóre gatunki tego metalu. Zamiast nich lepiej korzystaj ze specjalnych środków do stali nierdzewnej.

Jeśli stal nierdzewna narażona jest na wyjątkowo trudne warunki środowiskowe, warto stosować na niej specjalistyczne środki do pasywacji. Tworzą na metalu specjalną powłokę, która znacząco zwiększ jego odporność na korozję, w tym działanie agresywnej chemii.

Dobór stali do środowiska – jak uniknąć błędów i na co patrzeć w specyfikacji technicznej?

Wybierając stal nierdzewną do konkretnego przeznaczenia, warto pamiętać o kilku ważnych kwestiach, które wpływają na jej długowieczność i funkcjonalność. Na przykład w miejscach z dużym zasoleniem stal kwasoodporna 316 jest szczególnie polecana. W warunkach tych dobrze sprawdza się także metal duplex, który wyróżnia się przy tym większą wytrzymałością i twardością.

Temperatura też ma znaczenie. Są rodzaje stali, które różnie reagują na ciepło. Na przykład austenityczna jest idealna na niskie temperatury, a ferrytyczna dobrze radzi sobie w wysokich – jest bardziej odporny na deformacje.

W przemyśle spożywczym ważne jest, by stal nie wpływała negatywnie na produkty żywnościowe. Najlepszym wyborem są więc gatunki 304 lub 316, które są odporne na chemikalia stosowane przy czyszczeniu i dezynfekcji oraz łatwe w utrzymaniu sterylnej czystości.

Oprócz tego zawsze zwracaj uwagę na specyfikację techniczną narzędzi, mebli czy konstrukcji wykonanych ze stali nierdzewnej. Zweryfikuj przede wszystkim normy spełniane przez metal oraz jego skład chemiczny. Dzięki temu zyskasz pewność, że dany materiał dobrze sprawdzi się w środowisku, w którym będzie wykorzystywany.

Jeśli planujesz kupić meble ze stali nierdzewnej przeznaczone dla branży gastronomicznej, skorzystaj z oferty hurtowni PROBOX. Wykonane są m.in. z metalu 304 (1.4301), który doskonale sprawdza się w warunkach kuchennych. W asortymencie znajdziesz także wiele rodzajów sprzętu dla gastronomii ze stali nierdzewnej, w tym m.in. szafy chłodnicze, zmywarki oraz piece. Postaw na sprawdzone rozwiązania, które wyróżniają się ponadprzeciętną trwałością, a do tego ułatwiają utrzymanie sterylnej czystości w każdej kuchni!