1. sammensætning
Hvad er Rustfrit stål?
Rustfrit stål er en legering primært lavet af jern, kulstof og minimum 10.5 % krom. Tilsætningen af krom er det, der giver rustfrit stål dets korrosionsbestandige egenskaber. Afhængigt af kvaliteten kan andre elementer såsom nikkel, molybdæn og mangan også tilføjes for at forbedre specifikke egenskaber, såsom styrke, duktilitet og modstandsdygtighed over for oxidation.
Hvad er Siliciumstål?
Silicium stål, også kendt som elektrisk stål, er primært lavet af jern med en betydelig tilsætning af silicium, typisk fra 1 % til 6.5 %. Siliciumindholdet forbedrer stålets magnetiske egenskaber i høj grad, hvilket gør det velegnet til elektriske applikationer.
2. Karakterer
Rustfrit stål ses mere almindeligt i vores daglige liv i mange forskellige former. De omfatter:
Austenitisk rustfrit stål (almindelige eksempler inkluderer 304, 316 og 321)
Martensitisk rustfrit stål (almindelige eksempler inkluderer 410, 420 og 440C)
Ferritisk rustfrit stål (almindelige eksempler inkluderer 430 og 443)
Duplex rustfrit stål (almindelige eksempler inkluderer 2205 og 2207)
Udfældningshærdende rustfrit stål (Almindelige eksempler omfatter 17-4PH(05Cr17Ni4Cu4Nb) og 630(Aviation Grade)).
Tværtimod kategoriseres siliciumstål normalt i to hovedformer i henhold til mikrostrukturen: kornorienteret (GO) og ikke-kornorienteret (NGO).
Kornorienteret siliciumstål (GO): specielt designet til at maksimere legeringens magnetiske egenskaber i en enkelt retning. Kornstrukturen justeres under fremstillingsprocessen, hvilket forbedrer materialets evne til at lede magnetisk flux i en ensartet retning.
Ikke-kornorienteret siliciumstål (NGO): adskiller sig fra GO siliciumstål ved, at dets krystallinske korn er orienteret tilfældigt, hvilket gør NGO siliciumstål mere velegnet til applikationer, hvor magnetfeltet ikke er justeret i en enkelt retning.
3. Tykkelse
Det er indlysende, at siliciumstål er meget tyndere end rustfrit stål med hensyn til tykkelse.
Siliciumstål fremstilles ofte i tynde plader/lamineringer for at minimere energitab på grund af hvirvelstrømme i elektriske applikationer, især i transformatorkerner og elektriske motorer. Generelt overstiger tykkelsen ikke 1.0 mm, med 0.23, 0.27, 0.35, 0.5 mere almindelige.
Rustfrit stål har et bredt tykkelsesområde, der spænder fra 0.02 mm til 100 mm. For eksempel ultratynd folie af rustfrit stål kan være så tynd som 0.02 mm; og mellemtyk plade i rustfrit stål kan nå op til 50 mm ca. Denne brede selektivitet gør rustfrit stål mere populært i mange forskellige applikationer.
4. Egenskaber
De har også mange forskelle med hensyn til korrosionsbestandighed, magnetiske egenskaber og mekanisk styrke.
Korrosionsbestandighed
Rustfrit stål er meget mere modstandsdygtigt end siliciumstål. Dette skyldes det høje chromindhold i rustfrit stål, der danner et passivt lag af chromoxid på overfladen, der beskytter det underliggende metal mod rust og andre former for korrosion. Dette gør rustfrit stål ideelt til applikationer i barske miljøer, såsom kemiske forarbejdningsanlæg og marine miljøer.
Magnetiske egenskaber
Siliciumstål er specielt designet til dets magnetiske egenskaber - tilstedeværelsen af højt siliciumindhold, hvilket gør det ideelt til applikationer, der involverer elektromagnetiske felter. Det har høj magnetisk permeabilitet, som gør det muligt at lede magnetiske kraftlinjer effektivt og lave hvirvelstrømstab, hvilket bidrager til effektiviteten af transformere og elektriske motorer. I modsætning hertil er rustfrit stål generelt ikke magnetisk på grund af dets legeringselementer, især i austenitiske kvaliteter, som har en fladecentreret kubisk struktur.
Mekanisk styrke
Rustfrit stål er også kendt for sin styrke og holdbarhed. Det kan modstå høje niveauer af stress og er modstandsdygtigt over for deformation og slid. Denne egenskab gør den velegnet til strukturelle applikationer, såsom byggeri, bilindustrien og rumfart.
Siliciumstål, mens det har tilstrækkelig mekanisk styrke til dets anvendelser, er ikke designet til højspændte miljøer og er mere velegnet til det tilsigtede formål i elektriske anvendelser.
5. Applikationer
På grund af dets overlegne korrosionsbestandighed er rustfrit stål meget udbredt i forskellige industrier, herunder:
Konstruktion (broer, bygninger og facader)
Mad og drikke
Medicinske instrumenter og kirurgiske værktøjer
Kemisk behandling
Køkkenmaskiner, bestik og køkkengrej
Bil- og rumfartskomponenter
Omvendt finder siliciumstål sine primære anvendelser i elektriske og elektroniske felter. Det bruges i vid udstrækning til fremstilling af kernen af transformere, elektriske motorer, generatorer, induktorer og andet elektromagnetisk udstyr. De effektivitetsforbedringer, som siliciumstål tilbyder, er kritiske i industrier, der er afhængige af energibesparelse og ydeevne.
*Kan rustfrit stål erstatte siliciumstål i elektriske applikationer?
Ingen! Selvom nogle varianter af rustfrit stål har magnetiske egenskaber, er de langt ringere end siliciumstål. Brug af det i elektromagnetisk udstyr vil resultere i ekstrem lav effektivitet og alvorlig varmeudvikling.
6. Omkostninger og fremstilling
Rustfrit stål har en tendens til at være dyrere at fremstille på grund af legeringselementer som krom og nikkel. Desuden kræver det præcis fremstilling for at opretholde korrosionsbestandighed, hvilket tilføjer et ekstra gebyr til de samlede fremstillingsomkostninger.
Siliciumstål opretholder en lavere pris, men kræver specialiseret behandling (f.eks. udglødning) for at optimere magnetiske egenskaber. Men samlet set koster det mindre end rustfrit stål.
Oversigt over nøgleforskelle mellem rustfrit og siliciumstål
Følgende tabel fremhæver bedre forskellene mellem dem. Tag et kig nu:
Elementer/Kenskaber | Rustfrit stål | Siliciumstål |
Sammensætning | Jern, kulstof og krom | Stryg med 1-6.5% silicium |
Tykkelse | 0.02 mm - 100 mm | <1 mm |
Korrosionsbestandighed | Fantastike | Dårlig |
Magnetiske egenskaber | Generelt ikke-magnetisk | Høj magnetisk ydeevne |
Mekanisk styrke | Høj styrke og holdbarhed | Tilstrækkelig styrke; ikke til høj stress |
Primære applikationer | Byggeri, rumfart, medicinsk, fødevareforarbejdning | Elektriske enheder som transformere, elektriske motorer, generatorer |
Koste | Højere | Sænk |
Konklusion
Sammenfattende, mens både rustfrit stål og siliciumstål er væsentlige materialer i moderne fremstilling, tjener de vidt forskellige formål. Rustfrit stål er foretrukket for dets korrosionsbestandighed og mekaniske styrke, hvilket gør det velegnet til en bred vifte af applikationer i barske miljøer. Siliciumstål er på den anden side specielt designet til elektriske applikationer og tilbyder overlegne magnetiske egenskaber, der er afgørende for effektiv drift af elektriske enheder. At forstå forskellene mellem disse to materialer er afgørende for at vælge det rigtige til specifikke applikationer, hvilket sikrer optimal ydeevne og lang levetid.