Roostevaba teras


Roostevaba teras on ühisnimetaja mitmesugustele rauapõhistele sulamitele, mis sisaldavad vähemalt 10% ja sageli üle 12% kroomi. Nagu nimigi ütleb, on roostevaba teras korrosioonikindel, taludes nii niisket õhku, hapnikurikast vett jne. Korrosioon (rooste) on üks tavalise terase suurtest miinustest. Roostevaba terase korrosioonikindlus tuleneb väga õhukesest ja kaitsvast kroomoksiidi kihist, mis tekib kokkupuutel õhuga.

Lisaks kroomile lisatakse paljudesse roostevabadesse terastesse ka niklit. Veel üks kasulik lisand on molübdeen ning väikestes kogustes võib roostevaba teras sisaldada ka vaske, lämmastikku ja titaani. Üldiselt võib öelda, et mida rohkem kroomi, molübdeeni ja lämmastikku, seda korrosioonikindlam materjal. Suurema lisaainete sisaldusega roostevaba teras on resistentne ka palju agressiivsemate kemikaalide, näiteks hapete vastu, ja talub agressiivseid keskkondi, näiteks merevett.

Roostevaba terase võib jagada nelja põhitüüpi


Ferriitne
roostevaba teras, mida mõnikord nimetatakse kroomteraseks, sisaldab tavaliselt 12 kuni 25% kroomi ning mõnikord väiksemates kogustes molübdeeni või titaani. Need kaitsevad hästi korrosiooni vastu, kuid on suhteliselt pehmed ja nende mehaanilised omadused on umbes samad nagu tavalisel madala süsinikusisaldusega terasel. Rauapõhist roostevaba terast on üsna kerge keevitada. Need roostevabad terased on magneetilised.

Ferriit-austeniitne
roostevaba teras, mida nimetatakse ka dupleksteraseks, on suhteliselt kõrgelt legeeritud ja magneetiline. Seda ei saa karastada, aga sellel on üsna suur vastupidavus ja korrosioonivastased omadused on üldiselt väga head. 

Austeniitne
roostevaba teras sisaldab tavaliselt lisaks kroomile vähemalt 8% niklit. Kõrgemad sordid võivad sisaldada ka molübdeeni, lämmastikku ning mõnikord vaske või titaani. Kõige tavalisem ja enim kasutatud roostevaba terase sort sisaldab 18% kroomi ja 8% niklit ning on austeniitset tüüpi. Austeniitne teras on tavaliselt mittemagneetiline, kuid pärast töötlemist muutub austeniitne teras magneetiliseks. Korrosioonikaitse on erinev ja sõltub sulami koostisest. See terasesort on ka üsna hea kuumustaluvusega ja sobib kasutamiseks rakendustes, kus esineb kokkupuude kõrgete temperatuuridega. Austeniitne teras on suhteliselt pehme ja seda ei saa karastada, kuid seda on lihtne keevitada.

Martensiitsed
roostevabad terased sisaldavad lisaks kroomile ka süsinikku. Seda viimast loetakse kõigis teistest roostevaba terase tüüpides ebapuhtuseks. Süsiniku olemasolu tähendab, et martensiitset terast saab karastada suure vastupidavuseni, nii et seda saab kasutada mehaanilistes komponentides, kus on vajalik teatud korrosioonikaitse, näiteks veepumpades. Süsiniku olemasolu kahjustab samas korrosioonikindlust. Martensiitsed roostevabad terased on halvemini keevitatavad kui muud tüübid. Neil esineb magnetism. 

Suhteliselt õhukesed lehttooted kas rulli või lehe kujul moodustavad olulise osa roostevaba terase üldisest kasutusest. Neid toodetakse terasevalu teel, seejärel materjali kõigepealt kuumvaltsitakse ja siis õhendatakse külmvaltsimise teel. Materjal keeratakse pärast valtsimist tavaliselt rulli, et lihtsustada selle käitlemist tööstuses ja transpordil. Täieliku korrosioonikaitse saamiseks tuleb terast varasemast kuum- või külmtöötlemisest sõltumata lõõmutada (kuumtöödelda) ning seejärel tugevatoimelisse happesse kasta. Lõõmutatud ja happega töödeldud pind kannab tähist 1D. Teine levinud pinnakvaliteet on 2B, mis saavutatakse külmvaltsimisega, ning parandab pinnaviimistlust ja paksuse tolerantse. Õhu käes lõõmutamise alternatiiviks on kuumtöötlemine kaitsvas keskkonnas ning pärast viimast kerget külmvaltsimist saab materjal peaaegu peegel pinna, mis kannab tähist 2R.

Roostevaba lehe ja rulliohter kasutamine dekoratiivsetes või hügieenilistes rakendustes on toonud kaasa selle, et neid tooteid leidub ka mitmesugustes mehaanilistes pinnatöötlusvormides, nt lihvituna (märg- või kuivlihv) või kõrgete esteetiliste nõudmiste korral ka harjatuna. Katmise teel on võimalik saada ka kergelt pestavat ja sõrmejäljekindlat pinnaviimistlust. Roostevabale lehele ja lindile saab anda mustrivaltsimise teel ka pinnastruktuuri kas mõlemale poolele või nn Deco-versioonis, kus struktuurne on vaid üks pool. See protsess koos harjatud pinnaga pole mitte üksnes esteetiliselt nauditav, vaid suurendab ka jäikust ja vastupidavust, samuti kriimustus- ja hõõrdekindlust. Kõrge kvaliteediga pinnatöötlusega roostevaba rull ja leht kaetakse tavaliselt kilega, et hoida ära käitlus- ja transpordikahjustused.

Roostevaba terase sordid, mida võib saada nii rulli kui ka lehena:

  • Austeniitne teras, nii standardsed sordid 18% kroomi- ja 8% niklisisaldusega kui ka nn happekindlad sordid, mis sisaldavad rohkem niklit ja lisandina molübdeeni,
  • Ferriitne teras, mis sisaldab 17% kroomi ja millel on hea korrosioonikaitse,
  • Duplekssordid, mis ühendavad endas väga hea korrosioonikaitse ja suhteliselt kõrge vastupidavuse
  • Kuumuskindel roostevaba teras, mis sisaldab rohkem kroomi, räni ja haruldasi muldmetalle, mis võivad anda eeliseid,
    kui temperatuurid tõusevad üle 1000 °C.

Roostevabast terasest lehte ja rulli kasutatakse väga mitmetes rakendustes: kodumasinad ja köögisisustus, toidu ja joogi tootmine, sõidukid, paberitööstus, keemiatööstus, veepuhastus, mööbel, haiglasisustus ja samuti ei saa jätta mainimata ehitussektorit, kus seda kasutatakse fassaadide, katuste ja sisustusdetailide ehitamisel. Üsna levinud on lehtede ja lintide lõikamine standardsesse või kliendi poolt soovitud pikkusesse ja laiusesse. 

Kvartovaltsimine toimub kuumvaltsimisliinil kahes suunas. Roostevaba terast on raske kuumvaltsida ning vastuvõetavate tolerantsidega roostevaba terase valtsimiseks on vaja võimsaid liine nagu kvartovaltsid. Roostevabast terasest kvartplaadi tavapärane paksus on 15–50 mm, kuid võimalikud on ka paksemad plaadid. Saadud toorplaadid võidakse pärast servade trimmimist tarnida saadud olekus või siis väiksemaks lõigatuna. Nagu rullplekk, vajab ka roostevaba kvartplaat pärast valtsimist lõõmutamist ja söövitamist (1D).

Roostevaba kvartoplaadid:

  • Austeniitne teras, nii standardsed sordid 18% kroomi- ja 8% niklisisaldusega kui ka happekindlad sordid, mis sisaldavad rohkem niklit ja ka 2–3% molübdeeni.
  • Kuumakindel roostevaba teras, mis sisaldab rohkem kroomi ja lisandina räni ning haruldasi muldmetalle, mis võimaldab seda kasutada rakendustes, kus temperatuur tõuseb üle 1000 °C.

Roostevabast terasest kvartoplaatei kasutatakse sageli rasketes tingimustes tööstuskonstruktsioonides. Kasutusnäideteks on paberitööstus, kalda- ja avamereehitus, energia- ja kemikaalitootmine.

Roostevaba lati tootmine algab valust või sulamist, mis saab edasise latikujulise vormi kuumvaltsimise teel. Kasutusel on mitmesuguse kujuga valtsid, millega toodetakse mitmes mõõdus ja ristlõikes latte, nt ümaraid, nelinurkseid, kuusnurkseid või nurkprofiile. Nagu teistegi roostevaba terase vormide puhul, tuleb latte lõõmutada ja söövitada, muidu väheneb korrosioonikindlus. Erandiks on kooritud ehk treitud ümarlatt, mida tuleb üksnes lõõmutada, sest kuumtöötlemisega tekkinud oksiidikiht kaob masintöötlemisel.

Paremate mõõdutolerantside saamiseks võib roostevaba terast lihvida (ümarlatt) või tõmmata (ümarlatt ja kuuskantlatt). Ümarlati mõõtude tolerantsid lähtuvad ISO h9-st, mis sedastab läbimõõdu tolerantsivahemikuks 0,1 mm või alla selle, sõltuvalt mõõdust. Lisaks on masintöödeldud lati (kooritud või treitud) läbimõõdu tolerants parem kui lõõmutatud ja söövitatud versioonil.

Roostevaba latti kasutatakse sageli tööriistade komponentidena ning töödeldavus on samuti tähtis tegur. Kui töötlemisomadused on otsustava tähtsusega, leidub ka suurendatud väävlisisaldusega roostevabasid automaatteraseid, kuid suurem töödeldavus tuleb korrosioonikindluse arvelt. Muude sortide puhul võib roostevabast terasest latte sulatamise käigus töödelda kaltsiumiga, mis parandab töödeldavust ilma korrosioonikindlust vähendamata ning ilma standardiga määratud koostisest hälbimata.

Lati kujul pakume järgmisi roostevabasid teraseid:

  •  Austeniitne teras, 18% kroomi ja 8% niklit, nii standardne kui ka automaatteras, samuti mitmed kõrglegeeritud sordid, mis on happe- ja mereveekindlad.
  •  Kuumakindel roostevaba teras, mis sisaldab rohkem kroomi ja lisandina räni ning haruldasi muldmetalle, mis võimaldab seda kasutada kõrgetemperatuurilistes rakendustes.
  • Eriti vastupidavad duplekssordid, millel on hea korrosioonivastane kaitse kokkupuutel mereveega.
  • Martensiitne roostevaba teras, mida tarnitakse karastatult ja millel on kõrge vastupidavus ja mõõdukas korrosioonikindlus.

Nagu ülalpool mainitud, kasutatakse roostevaba latti sageli masinaosades, kus on vajalik korrosioonikindlus, sageli kombinatsioonis suure vastupidavusega. Näiteks võib tuua mitmesugused töötlevad tööstused, toidu- ja joogitootmine ja mitmesugused kalda- ja avamereehituse rakendused.

 

Märkimist väärib spetsiaalne terasetoode, milleks on roostevaba armeerimisteras. Teatud juhtudel võib tavalise armeerimisterase korrosioon põhjustada betoonkonstruktsioonide tõsiseid kahjustusi ning roostevabast terasest armeering on seetõttu kaalumist väärt alternatiiv. Vajadusel võib roostevaba armeerimisterast saada ka duplekssortidest, millel on samasugune vastupidavus nagu tavalisel armeerimisterasel, aga silmapaistvalt hea korrosioonikindlus. Vajadusel võime roostevaba armeerimisterase tarnida ka mõõtu lõigatult ja painutatult, nii et selle saab ehitusplatsil kohe kasutusele võtta.

Roostevabast terasest torud on väga levinud toode ning neid leidub kaht põhilist tüüpi: õmblusteta torud, mis toodetakse sageli ekstrudeerimise teel, samuti keevistorud ja õõnesprofiilid, mida toodetakse roostevabast lehest ja keeratakse ümartoruks või ruudu- või ristkülikukujuliseks ristlõikeks ning seejärel keevitatakse. Õõnesprofiilideks nimetatakse ka paksuseinalisi õmblusteta torusid.

Tibnor pakub laia valikut mitmesuguste mõõtudega ja erinevatest materjalidest torusid:

  •  Keevitatud õõnesprofiilid paksusega kuni 12 mm, tavaliselt ruudu- või ristkülikukujulised, aga piiratud määral ka õhemaseinalised ümarad. Ruudukujulise ristlõikega torudel on sile pind ja vastav tugevus kõigis peamistes suundades. Välispind on kas jämedalt töödeldud ehk keevisõmblus on üle lihvitud, või siis on kogu pind lihvitud. Õõnesprofiile kasutatakse hoonetes, kus on oluline hügieen, näiteks toidukaupade tootmine ja haiglad, aga ka kontorihoonetes ja lennuterminalides. Arhitektid kasutavad ruudukujulise ristlõikega torusid sageli dekoratiivelementidena ustel, fassaadidel ja keerukates avalikes ruumides, näiteks metroojaamades, käiguteedel jm. Paksemaseinalisi profiile võib kasutada kandvate elementidena keerukates või tööstuslikes hoonetes, kus nende hoolduskulud on tavalise terasega võrreldes väiksemad.
  • Keevitatud ümarad toruprofiilid on tavaliselt õhukese seinaga ning neid kasutatakse kõige sagedamini vedelike või gaaside transportimiseks. Pealispind on tavaliselt kas lõõmutatud ja söövitatud või läiklõõmutatud. Tüüpilisteks kasutusvaldkondadeks on keemia- ja naftakeemiatööstus, paberitootmine ning toidu- ja ravimitööstus. Nendes segmentides toimub tootmine katkematult, mis nõuab töökindlust ja madalaid hoolduskulusid. Toidutööstuses on olulisemaid nõudeid ka puhastamise lihtsus, mis tähendab, et pind peab olema nii seest kui ka väljast kvaliteetselt töödeldud.
  • Õmblusteta roostevabad torud on vajalikud siis, kui rakendus nõuab paksemaid seinu, sest keevistorude ja -profiilide tootmisprotsessi eripära piirab võimalikku seinapaksust. Lisaks on õmblusteta toru parem alternatiiv juhul, kui tingimata on vajalik kõrge korrosioonikindlus. Tavalisteks kasutussegmentideks on tuumatööstus, naftakeemiatoodete tootmine, paberitööstus ning nafta- ja gaasitööstus.
  • Õõnesprofiile kasutatakse õõnsate töödeldud komponentide valmistamisel. Valides õõnesprofiili, mille mõõdud sobivad lõpptootega, on võimalik märkimisväärselt vähendada nii materjali- kui ka töötlemiskulu. Õmblusteta torude ja õõnesprofiilide tootmisel teeb Tibnor tihedat koostööd ettevõttega Sandvik Materials Technology, mis on maailma juhtivamaid roostevabast terasest õmblusteta torude ja õõnestalade tootjaid.

Roostevabast terasest torutooteid leidub peamiselt austeniitsetes terasesortides, nii 18% kroomi- kui ka 8% niklisisaldusega ning happekindlates sortides, mis sisaldavad rohkem niklit ja 2–3% molübdeeni.

Tibnori muud tooted