Skoki gwintów metrycznych śrub i nakrętek :

Normy stali

1.4301

Jest gatunkiem standardowym z grupy austenitycznych stali chromowo - niklowych. Wykazuje dobrą odporność na korozję w środowisku naturalnym. Nie nadaje się do stosowania w środowisku zasolonym oraz o wysokim stężeniu chloru. Istnieje ryzyko korozji międzykrystalicznej w wysokich temperaturach np. podczas spawania.

Główne zastosowania: przemysł motoryzacyjny, budownictwo, przemysł chemiczny, spożywczy, naftowy.

Spawalność:      doskonała

Skrawalność:     średnia 

Polerowalność:  tak

Klasa korozyjności: II

1.4401

Nierdzewna austenityczna stal chromowo-niklowo-molibdenowa. Odporoność na korozję - ze względu na dodatek 2 - 2,5% molibdenu jest w przypadku stali 1.4401 znacznie lepsza, w porównaniu ze standardowanymi stalami austenitycznymi, jak 1.4301 czy 1.4307. 

1.4401 dobrze nadaje się do obróbki skrawaniem! Dzięki zawartości molibdenu posiada dobrą wytrzymałość na kwasy nie ulgające utlenieniu oraz środki zawierające chlor.

Stal spawana 1.4401 nie jest odporna na korozję korozję międzykrystaliczną. Najlepszą odporność na korozję uzyskuje z polerowaną powierzchnią.

Wykorzystywana przede wszystkim w przemyśle chemicznym, spożywczym, naftowym i petrochemicznym, budowie maszyn, elementach dekoracyjnych i wyposażeniu kuchni.

Spawalność:           średnia

Skrawalność:          średnia

Polerowalność:       tak

Klasa korozyjności : III

1.4571

1.4571 to nierdzewna austenityczna stal chromowo-niklowo-molibdenowa stabilizowana tytanem. Jeśli wymagana jest wytrzymałość w wysokich temperaturach, można ją alternatywnie zastąpić gatunkiem 1.4404. 

1.4571 cechuje dobra odporność na korozję w większości wód naturalnych (miejskie i przemysłowe), pod warunkiem, że stężenie kwasów chlorowych i solnych nie jest zbyt wysokie.

Gatunek 1.4571 wykorzystuje się do budowy aparatury i statków, w przemyśle budowlanym, chemicznym, do budowy maszyn, w przemyśle medycznym, famaceutycznym i spożywczym.

Spawalność:       znakomita

Skrawalność:      średnia

Polerowalność:   nie

Klasa korozyjności: III

1.4462

Stal Duplex charakteryzuje się wysoką odpornością na korozję międzykrystaliczną, korozję naprężeniową, korozję wżerową, do tego małym współczynnikiem rozszerzalności cieplnej i temperaturą pracy do 200-250℃. W stosunku do zwykłych stali austenitycznych kwasoodpornych wykazuje dużo lepsze własności wytrzymałościowe, oraz wyższą odporność na zużycie ścierne i erozję.

Powyższy gatunek duplex w zależności od wymagań i środowiska pracy stosowany jest m.in. w przemyśle chemicznym, stoczniowym, lotniczym, przemyśle kriogenicznym, papierniczym, wydobywczym, petrochemicznym oraz w energetyce.

Z opisywanego materiału wykonuje się części i podzespoły takie jak pompy, chłodnice, konstrukcje lotnicze, śruby, tuleje, wały, zawory, zbiorniki i kontenery do transportu substancji chemicznych na statkach chemikaliowcach, rurociągi instalacji odsalania, mieszadła, ramiona pomostwów obrotowych, instalacje pozabrzegowe, zbiorniki ciśnieniowe, wirniki i wentylatory, instalacje w przemyśle petrochemicznym i przetwórczym zawierającym chlorki, walce prasownicze, części maszyn i urządzeń stosowane w przemyśle papierniczym.

Spawalność:       trudne

Skrawalność:      trudne

Polerowalność:   nie

Klasa korozyjności: IV

1.4529

Gatunek 1.4529 to wysokostopowa kwasoodporna stal o strukturze austenitycznej, którą można zaklasyfikować do grupy stopów Niklu (wg Amerykańskich norm).

Dostarczana w stanie przesyconym wykazuje odporność na korozję międzykrystaliczną, wżerową, naprężeniową, sole, wodę morską, chlorki, kwas siarkowy, kwas fosforowy i inne agresywne związki chemiczne w wysokich stężeniach w postaci ciekłej i gazowej.

Materiały w gatunku 1.4529, prócz wysokiej odporności na oddziaływanie związków chemicznych, mogą pracować w podwyższonych temperaturach zachowując przy tym odpowiednie własności mechaniczne.

Pomijająć fakt o wysokiej zawartości Niklu i Chromu, norma określa również stosunkowo dużą ilość Molibdenu oraz Azotu, na co szczególnie warto zwrócić uwagę przy doborze gatunków z grupy pokrewnej stali wysokostopowych.

Znacznie większe dopuszczenie procentowe Azotu i Molibdenu przyczynia się do ograniczenia wydzielania się faz międzymetalicznych, jak również poprawy odporności na zużycie wykruszające.

Stal wykorzystywana jest głównie w przemyśle chemicznym, papierniczym, kriogenicznym, lotniczym jak również w energetyce. Głównym produktem końcowym są wymienniki ciepła, zbiorniki na związki chemiczne, pompy, śruby, elementy konstrukcji lotniczych, tuleje, wały, instalacje urządzeń do odsalania wody oraz odsiarczania spalin, zawory a nawet podzespoły chłodnic.

Spawalność:       średnia

Skrawalność:      średnia

Polerowalność:   brak informacji

Klasa korozyjności: V

Wytrzymałość

Poniższa tabela zawiera wartości momentów dokręcania produktów zawoskowanych

Aby śruby ze stali nierdzewnej (w tym śruby kwasoodporne) mogły być poddane obciążeniu wstępnemu, wymagane jest skuteczne smarowanie. Bez smarowania gwinty mogą ulec zatarciu.

 Czy stal nierdzewna przyciąga magnes?

Stale nierdzewne można podzielić na dwie grupy:

• ferrytyczną – magnetyczną, która będzie wykazywać przyciąganie

• austenityczną - niemagnetyczną gdzie przyciąganie będzie zdecydowanie słabsze

Stale A2 i A4 są austenityczne (mogą mieć strukturę jednofazową np. ferrytyczną albo austenityczną lub dwufazową np. ferrytyczno-austenityczną). Należy jednak pamiętać, że obróbka plastyczna lub cIeplna stali austenitycznych może spowodować częściowe przekształcenie fazy austenitycznej w martenzyt, który to jest ferromagnetyczny i przyciąga magnes, ale to oddziaływanie jest zawsze słabsze niż dla stali ferrytycznych.

Najczęściej stosowane są: obróbka na zimno, obróbka plastyczna na gorąco, obróbka cieplna czy spawanie. Proces obróbki na zimno zwiększa właściwości mechaniczne stali i właśnie z tego względu często jest wykonywana.

W przypadku niektórych produktów ze stali nierdzewnej np. śrub, obróbka plastyczna jest bezpośrednio związana z procesem ich produkcji. Druty z których wykonywane są śruby, podczas ciągnienia uzyskują coraz to mniejszą średnicę i są umacniane przez zgniot. W efekcie tego ich właściwości magnetyczne mogą ulec zwiększeniu.

Stal nierdzewna może lekko przyciągać magnes. Nie świadczy to w żaden sposób o jej jakości czy klasie odporności na korozje.

 Cięcie, gwintowanie i wiercenie w stali nierdzewnej 

Podstawową zasadą obróbki stali stopowych: unikamy nadmiernego rozgrzewania materiału, pracujemy niskimi obrotami. Ze względu na różny skład stali stopowych temperatura niepożądana nie jest jednoznacznie określona (niekorzystne reakcje chemiczne rozpoczynają się już w temperaturze 400°C). Jeśli podczas obróbki pojawiają się pierwsze kolorowe przebarwienia na powierzchni materiału, to już nieznacznie przekroczyliśmy temperaturę maksymalną dla danego stopu. Przebarwienia te świadczą o wytopieniu głównego dodatku stali stopowych – chromu. Reakcje chemiczne bezpowrotnie zmieniają strukturę i poziom zabezpieczenia antykorozyjnego metalu w tym miejscu. 

Pamiętajmy że do stali nierdzewnej należy stosować tarcze i wiertła specjalnie do niej przeznaczone (o niskiej zawartości żelaza, siarki i chloru). Użycie zwykłych tarcz czy wierteł będzie skutkowało pojawieniem się rdzy w miejscu obróbki. Co ważne, możemy użyć narzędzi dedykowanych do inox'u do stali węglowej, ale nie wskazane jest by później używać ich z powrotem przy obróbce stali nierdzewnej. W ten sposób mogą zostać przeniesione opiłki metalu, które zanieczyszczą stal nierdzewną.

 Zapiekanie i zacieranie się stali nierdzewnej

W przypadku śrub, do zacierania gwintu dochodzi podczas zaciskania się mocowania, wraz ze wzrostem nacisku podczas styku i przesuwania się powierzchni gwintu. Zacieranie gwintów często ma miejsce w przypadku mocowań wytwarzanych ze stali nierdzewnej. W skrajnych przypadkach zacieranie prowadzi do zablokowania, tzn. zapieczenia się gwintów i blokady śruby. Postępujące naprężenie może doprowadzić do złamania mocowania albo całkowitego starcia gwintów. Jeżeli połączenie ze stali nierdzewnej ma być demontowalne, konieczne jest użycie odpowiedniego smaru, który zapobiegnie zapieczeniu/zatarciu się gwintów.  Dobrym sposobem jest również łączenie śrub nierdzewnych A2 z nakrętkami kwasoodpornymi A4 lub na odwrót.

 Łączenie stali nierdzewnej z innymi metalami

Łączenie stali nierdzewnej ze stalą galwanizowaną nie zawsze musi prowadzić do problemów korozyjnych. Połączenie ze sobą różnych materiałów metalowych (występowanie bezpośredniego styku między nimi) może doprowadzić do powstania ogniwa galwanicznego i wystąpienia korozji materiału bardziej anodowego. Stal nierdzewna jest materiałem szlachetnym w większości połączeń katodowym, natomiast cynk i stal galwanizowana (ocynkowana) znajduje się niżej w szeregu napięciowym metali – w połączeniu ze stalą nierdzewną ma charakter bardziej anodowy. W przypadku połączenia stali nierdzewnej i stali galwanizowanej i zamknięcia obwodu elektrycznego przez elektrolit (woda deszczowa, warstwa wilgoci, woda morska) może wystąpić zjawisko korozji materiału bardziej anodowego, czyli stali galwanizowanej. Siła zachodzących reakcji na styku materiałów jest zależna od przewodności elektrolitu. Woda deszczowa i naturalnie powstająca na powierzchni stali warstwa wilgoci są słabymi elektrolitami dopóki nie zawierają rozpuszczonych soli i jonów, które wydatnie zwiększają przewodność elektryczną. Woda morska oraz obecność soli drogowej w skroplinach osadzających się na powierzchni stali bardzo wydajnie zwiększają przewodnictwo elektrolitu i tym samym zachodzące procesy korozji galwanicznej na styku stali nierdzewnej i galwanizowanej. Najbardziej narażone na korozję galwaniczną będą więc połączenia na stałe zanurzone w elektrolicie. W celu ich zabezpieczenia przed korozją należy je od siebie odizolować elektrycznie wprowadzając dodatkowy materiał (np. gumową podkładkę). W innych przypadkach należy się spodziewać niewielkiej korozji na styku obu materiałów.

Niekorzystne jest łączenie dużej powierzchni katodowej (np. stal nierdzewna) z małą powierzchnią anodową (np. stal galwanizowana, aluminium, etc.) do łączenia dużych powierzchni wykonanych ze stali nierdzewnych nie należy stosować elementów złącznych wykonanych ze stali galwanizowanej i aluminium ponieważ ulegną one w takim połączeniu przyspieszonej korozji. W odwrotnej sytuacji do łączenia dużych powierzchni ze stali galwanizowanej można zastosować elementy złączne ze stali nierdzewnej, ponieważ mała powierzchnia katodowa stali nierdzewnej nie doprowadzi do korozji dużo większej powierzchni ze stali galwanizowanej o charakterze anodowym.

Temperatura pracy stali nierdzewnej i kwasoodpornej

Gatunki  A2 oraz A4  charakteryzują się maksymalną temperaturą pracy ciągłej w powietrzu na poziomie 925°C, natomiast dla pracy przerywanej jest to temperatura niższa 870°C. Powyżej wymienionych temperatur stale nierdzewne wykazuje przyspieszone utlenianie powierzchni i wzrost ubytku masy.

Podsumowując stale A2 i A4 można z powodzeniem eksploatować do temperatury 870-925°C w zależności od warunków pracy. Należy pamiętać, że wzrost temperatury eksploatacji wpływa na obniżenie własności mechanicznych, co należy uwzględnić podczas projektowania.

Korozja stali nierdzewnej

Powodem takiego zachowania stali nierdzewnej może być:

• zanieczyszczenie stali żelazem lub cząstkami stali węglowych
• użycie tych samych narzędzi do stali nierdzewnej, których używaliśmy np. do cięcia czy szlifowania innych stali albo też praca na tej stali w bezpośrednim sąsiedztwie stali węglowych (niestopowych).
• Niekorzystnie jest także przewozić, czy magazynować razem stal czarną i stal nierdzewną.
• Dodatkowym elementem mogącym wpłynąć na odporność na korozję stali nierdzewnej jest kontakt z nieodpowiednimi, agresywnymi substancjami chemicznymi (roztwory chlorków). 
  

Naloty na elementach ze stali nierdzewnej po okresie zimy, plamy i zabarwienia na halach produkcyjnych, zmatowienia i początkowe wżery. 

Uspokajamy – to normalna sprawa!

Stal nierdzewna spośród innych materiałów słynie z tego, iż nie wymaga dodatkowego zabezpieczenia dla ochrony swojego wyglądu jak i własności – jednak jak każdy inny materiał konstrukcyjny – szkło, ceramika czy porcelana – wymaga pielęgnacji i czyszczenia, aby zachować na dłużej swój błysk i estetyczny wygląd a co za tym idzie unikalne własności. Z zależną częstotliwością od warunków w jakich jest eksploatowany dany materiał ze stali nierdzewnej – konieczna jest odpowiednia konserwacja i czyszczenie.

Stal nierdzewna jest odporna na korozję dzięki temu, że pierwiastki stopowe tworzą na jej powierzchni cienką przeźroczystą warstwę ochronną. Jest ona bardzo cienka ale stanowi idealną ochronę powierzchni stali przed korozją. Przy zewnętrznych zastosowaniach, gdzie można spodziewać się, iż deszcz i śnieg będą zmywać naniesione zanieczyszczenia mogą pojawić się owe przebarwienia. W takim przypadku należy zapewnić usunięcie wszystkich zabrudzeń poprzez odpowiednią konserwację. Częstotliwość czyszczenia i konserwacji uzależniona jest od stopnia eksploatacji i warunków w jakich asortyment przebywa.

• Pierwsze przebarwienia i pyły pojawiające się podczas eksploatacji materiału można spokojnie usuwać zwykłą szmatką, skórą zamszową czy też dla większych zabrudzeń nylonową gąbką – czyli materiałów zwykle stosowanych na co dzień w każdym gospodarstwie domowym.
• Nie wolno używać stalowych poduszek do szorowania czy też szczotek drucianych – mogą pozostawać z nich na powierzchni osady ze stali węglowej co w konsekwencji doprowadzi do rdzewienia materiału. Lokalne przebarwienia powstałe z odcisków palców, kurzu czy też deszczu w bardzo łatwy i szybki sposób można usunąć. Jeżeli na elementach ze stali nierdzewnej pojawią się cząstki żelaza powstałych na przykład przy montażu – powinny być one usuwane natychmiast. Takie cząsteczki zaczną w końcu same w sobie rdzewieć, a co za tym idzie mogą zerwać samopasowującą się warstewkę chroniącą stal nierdzewną – co w konsekwencji doprowadzi do rdzewienia. Takie osady powinny być usuwane mechanicznie lub środkami do czyszczenia stali nierdzewnej.
• Jeżeli na elemencie pojawiają się wżery, tutaj konieczne jest wytrawianie kwasem lub zastosowanie metod mechanicznych.
• Bardzo ważnym zagadnieniem jest zachowanie szczególnej ostrożności przy montażu – najlepiej elementy ze stali nierdzewnej montować na samym końcu. Należy pamiętać o tym, iż proces trawienia może nieodwracalnie zmienić wygląd przedmiotu co w większości przypadków nie jest zjawiskiem pożądanym.
• Lokalne przebarwienia, odciski smarów – jeżeli są małe to do ich usunięcia wystarczy zwykła woda mydlana. Do większych zabrudzeń należy zastosować odpowiedni środek do czyszczenia i konserwacji.
• Do czyszczenia można używać preparatów opartych na alkoholu – nie stanowią one zagrożenia dla własności antykorozyjnych stali nierdzewnej.
• Po czyszczeniu zawsze wskazany jest zabieg polerowania suchą tkaniną.
• Do czyszczenia nie należy używać: środków zawierających chlorki oraz w żadnym wypadku środków do czyszczenia srebra.

Częstotliwość czyszczenia elementów ze stali nierdzewnej to jest sprawa bardzo indywidulana – wszystko zależy od stopnia eksploatacji oraz stopnia zabrudzenia. Powinno się to odbywać w takich okresach czasu, aby jak najmniej doprowadzać do ryzyka rdzewienia elementów ze stali nierdzewnej.

Zaleca się czyścić co 12 miesięcy przy niewielkim zanieczyszczeniu i co 6 miesięcy przy dużym.

Dobór stali nierdzewnej w środowiskach agresywnych C1 - C5

Podczas doboru stali nierdzewnej w środowiskach bardzo agresywnych ogólnie przyjeta zasada zaleca stosować stale chromowo-niklowe (czyli AISI 304/304L 1.4301/1.4306) dla środowisk o korozyjności do C3 natomiast stale z dodatkiem molibdenu (AISI 316/316L 1.4401/1.4404, 256 SMO 1.4547) dla środowisk o korozyjności C4 i C5. Niektórzy producencie dopuszczają jednak np. elementy złączne ze stali bez molibdenu (AISI 304) do użytku w środowisku o korozyjności C4 przy zastrzeżeniu dodatkowej aprobaty technicznej takiego rozwiązania, co wymaga dokładnej analizy konkretnego przypadku i występujących w nim warunków środowiskowych. Niektórzy oba gatunki (AIS 304 i 316) lokują w jednej grupie materiałów zgodnych z wymogami kategorii korozyjności C5.

Istnieją także badania laboratoryjne, które wykazujące polepszenie odporności korozyjnej stali w wyniku elektropolerowania i w efekcie podwyższenie odporności stali chromowo-niklowych (AISI 304) do poziomu zbliżonego do stali z dodatkiem molibdenu (AISI 316). Badania wykazują także, że w środowisku morskim C4 oba gatunki AISI 304 i 316 mają taką sama szybkość korozji, natomiast przewaga AISI 316 ujawnia się dopiero w bardzo surowych warunkach morskich C5. Pomimo tego obniżenie chropowatości powierzchni przez elektropolerowanie jest tylko jednym z czynników wpływających na polepszenie odporności korozyjnej stali, która swą odporność czerpie także z obecności w stopie pierwiastków silnie przeciwstawiających się korozji wżerowej, czyli molibdenu. Podsumowując, stal bez dodatku molibdenu bez względu na zastosowanie elektropolerowania będzie mieć słabszą odporność korozyjną niż gatunek z dodatkiem tego pierwiastka.

Na osiągnięcie wysokiej odporności korozyjnej wpływa także regularna konserwacja powierzchni elementów. W opisywanym porównaniu czas okresowej konserwacji dla stali z dodatkiem molibdenu będzie dłuższy niż dla klasycznej stali chromowo-niklowej. Przy zastrzeżeniu, że okresowa konserwacja elementów konstrukcyjnych będzie następować z większą częstotliwością można rozpatrywać zastosowanie stali o niższej odporności korozyjnej, czyli stali chromowo-niklowej (AISI 304).

Wybór gatunku stali nierdzewnej w konkretnym zastosowaniu jest także uzależniony od konstrukcji danego elementu, funkcji, przewidywanego samoczynnego obmywania się przez opady deszczu, odległości od zbiorników wodnych, zanieczyszczenie powietrza, odległość od źródła spalin i innych zanieczyszczeń. Wszystkie te czynniki mogą wpływać na zmniejszenie lub zwiększenie wymagań, co do odporności korozyjnej zastosowanego materiału.