Nerđajući čelik naspram silicijumskog čelika: objašnjene ključne razlike

1. sastav

Šta je Nehrđajući čelik?

Nehrđajući čelik je legura prvenstveno napravljena od gvožđa, ugljenika i najmanje 10.5% hroma. Dodatak hroma je ono što nehrđajućem čeliku daje svojstva otpornosti na koroziju. U zavisnosti od klase, mogu se dodati i drugi elementi kao što su nikl, molibden i mangan kako bi se poboljšale specifične karakteristike, kao što su čvrstoća, duktilnost i otpornost na oksidaciju.

Šta je Silicon Steel?

Silicijum čelik, također poznat kao električni čelik, prvenstveno je napravljen od željeza sa značajnim dodatkom silicijum, obično u rasponu od 1% do 6.5%. Sadržaj silicija uvelike poboljšava magnetna svojstva čelika, što ga čini pogodnim za električne primjene.

2. Ocjene

Nehrđajući čelik se češće sreće u našem svakodnevnom životu u mnogo različitih oblika. Oni uključuju:

Austenitni nehrđajući čelik (česti primjeri uključuju 304, 316 i 321)

Martenzitni nehrđajući čelik (česti primjeri uključuju 410, 420 i 440C)

Feritni nehrđajući čelik (česti primjeri uključuju 430 i 443)

Duplex nerđajući čelik (česti primjeri uključuju 2205 i 2207)

Nerđajući čelik koji se stvrdnjava pri padavinama (česti primeri uključuju 17-4PH(05Cr17Ni4Cu4Nb) i 630 (Aviation Grade)).

Naprotiv, silicijumski čelik se obično kategoriše u dva glavna oblika prema mikrostrukturi: orijentisan na zrno (GO) i nezrnasto orijentisan (NGO).

Silicijumski čelik orijentisan na zrno (GO): posebno dizajniran da maksimizira magnetna svojstva legure u jednom smjeru. Zrnasta struktura je poravnata tokom procesa proizvodnje, što poboljšava sposobnost materijala da provodi magnetni tok u jednoličnom smjeru.

Silicijum čelik koji nije orijentisan na zrno (NVO): razlikuje se od GO silicijum čelika po tome što su njegova kristalna zrna nasumično orijentisana, što čini NGO silicijum čelik pogodnijim za aplikacije gde magnetno polje nije poravnato u jednom pravcu.

3. Debljina

Očigledno je da je silikonski čelik mnogo tanji od nerđajućeg čelika u smislu debljine.

Silicijum čelik se često proizvodi u tankim limovima/laminacijama kako bi se smanjili gubici energije zbog vrtložnih struja u električnim aplikacijama, posebno u jezgra transformatora i elektromotore. Općenito, debljina ne prelazi 1.0 mm, a češće je 0.23, 0.27, 0.35, 0.5.

Nerđajući čelik ima širok opseg debljina, u rasponu od 0.02 mm do 100 mm. Na primjer, the ultra tanka folija od nerđajućeg čelika može biti tanak do 0.02 mm; i ploča od nerđajućeg čelika srednje debljine može postići otprilike do 50 mm. Ova široka selektivnost čini nehrđajući čelik popularnijim u mnogim različitim aplikacijama.

4. Svojstva

Oni također imaju mnogo razlika u pogledu otpornosti na koroziju, magnetnih svojstava i mehaničke čvrstoće.

Otpor koroziji

Nerđajući čelik je mnogo otporniji od silikonskog čelika. To je zbog visokog sadržaja kroma u nehrđajućem čeliku koji formira pasivni sloj krom-oksida na površini, štiteći osnovni metal od rđe i drugih oblika korozije. To čini nehrđajući čelik idealnim za primjenu u teškim okruženjima, kao što su postrojenja za kemijsku preradu i morska okruženja.

Magnetska svojstva

Silicijumski čelik je posebno dizajniran zbog svojih magnetnih svojstava - prisutnosti visokog sadržaja silicijuma, što ga čini idealnim za aplikacije koje uključuju elektromagnetna polja. Ima visoku magnetnu permeabilnost, što mu omogućava da efikasno provodi magnetne linije sile, i niske gubitke na vrtložne struje, doprinoseći efikasnosti transformatora i elektromotora. Nasuprot tome, nehrđajući čelik općenito nije magnetski zbog svojih legirajućih elemenata, posebno u austenitnim razredima, koji imaju kubičnu strukturu usmjerenu na lice.

Mehanička čvrstoća

Nehrđajući čelik je također poznat po svojoj čvrstoći i izdržljivosti. Može izdržati visok nivo naprezanja i otporan je na deformacije i habanje. Ovo svojstvo ga čini pogodnim za strukturalne primjene, kao što su građevinarstvo, automobilska industrija i zrakoplovstvo.

Silicijumski čelik, iako posjeduje odgovarajuću mehaničku čvrstoću za svoje primjene, nije dizajniran za okruženja visokog naprezanja i pogodniji je za predviđenu namjenu u električnim aplikacijama.

5. Aplikacije

Zbog svoje vrhunske otpornosti na koroziju, nehrđajući čelik se široko koristi u raznim industrijama, uključujući:

Izgradnja (mostovi, zgrade i fasade)

Hrana i piće

Medicinski instrumenti i hirurški alati

Hemijska obrada

Kuhinjski aparati, pribor za jelo i posuđe

Automobilske i vazduhoplovne komponente

S druge strane, silicijum čelik nalazi svoju primarnu primjenu u električnim i elektronskim poljima. Široko se koristi u proizvodnji jezgra transformatora, električnih motora, generatora, induktora i druge elektromagnetne opreme. Poboljšanja efikasnosti koje nudi silicijum čelik su kritična u industrijama koje se oslanjaju na očuvanje energije i performanse.

*Može li nehrđajući čelik zamijeniti silikonski čelik u električnim primjenama?

Ne! Iako neke varijante nehrđajućeg čelika imaju magnetna svojstva, one su daleko inferiornije od onih od silikonskog čelika. Upotreba u elektromagnetnoj opremi će rezultirati izuzetno niskom efikasnošću i velikim stvaranjem toplote.

6. Troškovi i proizvodnja

Nerđajući čelik je skuplji za proizvodnju zbog legirajućih elemenata kao što su hrom i nikl. Osim toga, zahtijeva preciznu proizvodnju kako bi se održala otpornost na koroziju, što dodaje dodatnu naknadu ukupnim troškovima proizvodnje.

Silicijum čelik održava nižu cenu, ali zahteva specijalizovanu obradu (npr. žarenje) da bi se optimizovala magnetna svojstva. Ali sveukupno, košta manje od nehrđajućeg čelika.

Sažetak ključnih razlika između nerđajućeg i silicijumskog čelika

Sljedeća tabela bolje naglašava razlike između njih. Pogledajte sada:

zaključak

Ukratko, dok su i nehrđajući čelik i silicijum čelik osnovni materijali u modernoj proizvodnji, oni služe u mnogo različite svrhe. Nehrđajući čelik je omiljen zbog svoje otpornosti na koroziju i mehaničke čvrstoće, što ga čini pogodnim za širok spektar primjena u teškim okruženjima. Silicijum čelik je, s druge strane, posebno dizajniran za električne aplikacije, nudeći vrhunska magnetna svojstva neophodna za efikasan rad električnih uređaja. Razumijevanje razlika između ova dva materijala ključno je za odabir pravog za specifične primjene, osiguravajući optimalne performanse i dugovječnost.