SUS201 roostevaba teras: koostis, omadused ja kulutõhusad rakendused

Sissejuhatus

SUS201 on madala niklisisaldusega austeniitsest roostevaba teras, mis on välja töötatud ökonoomse alternatiivina 304-le. Osa nikli asemel kasutab see klass austeniidi stabilisaatoritena mangaani ja lämmastikku. Tulemuseks on austeniitteras, mille mehaaniline tugevus on 304 või kõrgem, hea vormitavus ja mõõdukas korrosioonikindlus oluliselt madalama sulamikuluga. Seda kasutatakse laialdaselt kööginõudes, lauanõudes, arhitektuursetes ja dekoratiivsetes torudes ning konstruktsioonielementides healoomulises keskkonnas. Selle võimaluste ja piirangute mõistmine on oluline, et vältida väärkasutamist söövitava või nõudliku teenuse korral.

Keemiline koostis (massi%)

Element	Määratud vahemik (JIS G4304 / ASTM A240, UNS S20100)
Süsinik, max	0.15
Räni, max	1.00
Mangaan	5.50 - 7.50
Fosfor, max	0.060
Väävel, max	0.030
Kroom	16.00 - 18.00
Nikkel	3.50 - 5.50
Lämmastik, max	0.25

Samaväärsed tähised: UNS S20100, EN 1.4372 (X12CrMnNi17-7-5), GB 12Cr17Mn6Ni5N (GB/T 20878).

Mehaanilised omadused

Kinnisvara	Väärtus	Viide
Tõmbetugevus, min	655 MPa	ASTM A240 S20100
Saagispiir (0,2%), min	310 MPa	ASTM A240 S20100
Venivus, min	40%	ASTM A240 S20100
Tihedus	7,93 g/cm3	tüüpiline avaldatud väärtus
Elastsusmoodul	umbes 197 GPa 20 kraadi juures	EN 10088 füüsilised andmed

Korrosioonikindlus

SUS201 pakub mõõdukat korrosioonikindlust, mis sobib kuivas siseruumides ja kergelt söövitavas keskkonnas. See toimib vastuvõetavalt atmosfääri kokkupuutel mittetööstuslikes ja rannikuvälistes tingimustes ning talub kerget kokkupuudet toidu ja joogiga, mistõttu seda kasutatakse lauanõudes ja köögiriistades. Selle kroomisisaldus on aga vahemikus 16–18% ja see ei sisalda molübdeeni, mistõttu see ei talu kloriidikeskkonnas täppide tekkimist ja roostetab niiskes, happelises, ranniku- või merekeskkonnas. Välitingimustes kasutatavate konstruktsiooniteenuste puhul tuleks täpsustada torustikud, mis puutuvad kokku veega või kloriidiga, 304 või 316.

Töökarastav käitumine

201 põhiomadus on selle kiire kõvenemiskiirus, kõrgem kui 304-l. See on eeliseks rakendustes, mis kasutavad deformatsioonikarastust, nagu külmvaltsitud vedrud, kinnitusdetailid ja kulumispinnad, kuid see piirab sügavtõmbamist ja tugevat külmvormimist, kus on vaja suuremaid vormimisjõude ja vahepealset lõõmutamist. Ebaõige on väita, et 201 ei saa pingutada; vastupidine on tõsi ja vormimisoperatsioonide ülesehitus peab sellega arvestama.

Keevitatavus ja vormitavus

201 keevisõmblust standardsete austeniitprotsessidega (TIG, MIG, MMA, takistus) ilma eelsoojenduseta. Kõrgema mangaanisisalduse tõttu väärivad keevisõmblusaurud tootmistsehhides ventilatsioonikontrolli. Nagu kõigi austeniitsete klasside puhul, võib külmvormitud osadel tekkida deformatsioonist põhjustatud martensiidist kerge magnetism. Sordil on lõõmutatud olekus hea elastsus ning toru- ja ribatooted on kergesti painutavad, valtsitavad ja stantsitavad, kui suurema töökõvenemiskiiruse saavutamiseks on kavandatud jõud.

Tüüpilised rakendused

Kööginõud ja lauanõud, valamud ja köögiseadmed, dekoratiivsed arhitektuursed torud ja käsipuud, mööbliraamid, autode sisekujundus, kerged konstruktsioonielemendid, külmvaltsitud riba vedrude ja kinnitusdetailide jaoks ning üldotstarbelised torud pehmeks ja kuivaks kasutamiseks. Kui kulud on domineerivad ja teeninduskeskkond on healoomuline, pakub 201 austeniitset alternatiivi 304-le madalama materjalikuluga.

KKK

Q1: Kas SUS201 roostevabast terasest on magnetiline?Lõõmutatud olekus on see põhimõtteliselt mittemagnetiline, nagu teisedki austeniitsed. Külmtöötlemine võib deformatsioonist põhjustatud martensiidi moodustumise tõttu esile kutsuda kerge magnetismi.

Q2: Kas SUS201 saab asendada SUS304?Ainult healoomulistes, kuivades siseruumides, kus vähendatud korrosioonikindlus ja väiksem kroomi-nikli sisaldus on vastuvõetavad. Niiske, kloriidi või happelise kasutuse korral korrodeerub 201, kus 304 töötab korralikult.

Q3: Miks on 201 odavam kui 304?Selle niklisisaldus on ligikaudu pool (3,5–5,5% versus 8–10,5%), austeniidi stabilisaatoritena asendavad mangaan ja lämmastik; nikkel on austeniitsete roostevabade teraste peamine kuluelement.

4. küsimus: kas 201 teeb tööd kõvaks?Jah, kiiresti. Kõrget kõvastumist kasutatakse külmtöödeldud vedrudes ja kinnitusdetailides, kuid see suurendab sügavtõmbamiseks ja tugevaks vormimiseks vajalikku jõudu.

K5: milline temperatuuripiirang kehtib SUS201 puhul?Konstruktsiooniteenuste puhul on praktiline pidev temperatuuripiirang õhus umbes 500 kraadi; sellest kõrgemal kiireneb skaleerumine ja mehaaniliste omaduste kadumine.

K6: Kas 201 sobib toiduga kokkupuutumiseks?Seda kasutatakse riistade ja lauanõude jaoks kerge teenindusega, kuid kui toiduga kokkupuutumise eeskirjad, korrosioonikindlus ja hügieenistandardid on ranged, on 304 (või 316) endiselt paremini kaitstud spetsifikatsioon.