Produkcja kutej stali nierdzewnej jest procesem wieloetapowym: złom stalowy jest topiony, a następnie odlewany w nadający się do obróbki, solidny kształt;zestalona stal jest formowana, poddawana obróbce cieplnej, czyszczona i polerowana w celu spełnienia wymaganych specyfikacji.Na koniec gotowa stal nierdzewna jest pakowana i wysyłana do producentów.
Topienie i odlewanie
Stal i metale stopowe są ładowane do elektrycznego pieca łukowego.W piecu metal jest podgrzewany do określonej temperatury powyżej jego temperatury topnienia, zwykle powyżej 2800°F.Ze względu na ekstremalne temperatury, precyzję i duże objętości wymagane do produkcji stali, etap topienia trwa zwykle od 8 do 12 godzin.Na tym etapie technicy zajmujący się stalą regularnie sprawdzają temperaturę kąpieli i skład chemiczny.
Po całkowitym stopieniu stopu stali mieszanina jest rafinowana.Gazowy argon i tlen są pompowane do pieca, gdzie przekształcają niektóre zanieczyszczenia w gaz, a inne powodują tworzenie żużla w celu łatwego usunięcia.
Rafinowana stal jest odlewana w formy gotowe do obróbki maszynowej, w tym kęsiska (prostokąty), kęsy (okrągłe lub kwadratowe), kęsiska płaskie, pręty i rury okrągłe.
Formowanie
Walcowanie na gorąco zachodzi powyżej temperatury rekrystalizacji stali.Większość staliwa jest formowana przez walcowanie na gorąco: kęsisko płaskie, kęsisko kwadratowe lub kęs są podgrzewane i przepuszczane przez ogromne rolki, rozciągając stal do dłuższej, cieńszej formy.Każda płyta jest formowana w arkusz, płytę lub pasek, podczas gdy kęsy i kęsy są formowane w druty i pręty.
Walcowanie na zimno jest stosowane, gdy wymagane są dokładniejsze wymiary lub doskonały połysk powierzchni.Występuje poniżej temperatury rekrystalizacji stali.Walcowanie na zimno wykorzystuje koła o małej średnicy z szeregiem kół podporowych do tworzenia gładkich, szerokich arkuszy stali nierdzewnej z wąskimi tolerancjami.
Obróbka cieplna
Obróbka cieplna wzmacnia walcowaną stal nierdzewną poprzez rekrystalizację zdeformowanej mikrostruktury.Większość stali nierdzewnej jest poddawana obróbce cieplnej poprzez wyżarzanie – stal nierdzewna jest podgrzewana dokładnie do temperatury wyższej od temperatury krystalizacji i powoli schładzana w kontrolowanych warunkach.Proces ten łagodzi wewnętrzne naprężenia i zmiękcza stal nierdzewną.Temperatura wyżarzania, czas i szybkość chłodzenia wpływają na właściwości całej stali.
Odkamienianie
Walcowany kawałek stali nierdzewnej pokrywa się warstwą utlenionej „zgorzeliny walcowniczej”, którą należy zmyć, aby przywrócić błyszczące wykończenie powierzchni.Zgorzelina walcownicza jest zwykle usuwana środkami chemicznymi, takimi jak elektroczyszczenie i trawienie.
Podczas wytrawiania stal nierdzewna jest zanurzana w kąpieli kwasu azotowo-fluorowodorowego.Czyszczenie elektryczne wykorzystuje katodę i kwas fosforowy do przepuszczania prądu przez powierzchnię ze stali nierdzewnej.Oba procesy skutecznie usuwają kamień z powierzchni.Odkamieniany metal jest wykańczany spłukiwaniem wodą pod wysokim ciśnieniem, pozostawiając jasne, błyszczące wykończenie.
Ciąć
Stal nierdzewna jest cięta do określonego kształtu i rozmiaru.Większość cięć odbywa się mechanicznie – stal nierdzewną można ciąć nożami krążkowymi, piłować szybkoobrotowymi ostrzami lub wycinać stemplami.Czasami stosuje się alternatywne metody, takie jak cięcie płomieniem, plazmą i strumieniem wody.
Wykończeniowy
Stale nierdzewne mogą być wykonane z szeroką gamą wykończeń powierzchni.Wybrane wykończenie powierzchni nie jest czysto estetyczne – niektóre wykończenia sprawiają, że stal nierdzewna jest bardziej odporna na korozję, łatwiejsza do czyszczenia lub chętniej stosowana w produkcji.Rodzaj wykończenia zależy od zamierzonego zastosowania.
Wykończenia powierzchni są łącznym wynikiem procesów produkcyjnych i metody wykańczania.Walcowanie na gorąco, wyżarzanie i usuwanie zgorzeliny dają matowe wykończenie.Walcowanie na gorąco, po którym następuje walcowanie na zimno na rolkach polerskich, dające jasne wykończenie, podczas gdy połączenie walcowania na zimno, wyżarzania i polerowania z drobną powierzchnią tworzy powierzchnię odbijającą.
Do wykańczania powierzchni ze stali nierdzewnej stosuje się szereg urządzeń do szlifowania, polerowania, polerowania i piaskowania.
Hartowanie pracy
Utwardzanie przez zgniot to proces wzmacniania materiału poprzez odkształcenie.Stale nierdzewne ogólnie szybko twardnieją, a dokładna szybkość zależy od konkretnego gatunku.Stale austenityczne twardnieją szybciej niż inne gatunki.
Kontrola jakości i inspekcja
Istnieją kontrole w trakcie procesu produkcji i wytwarzania stali nierdzewnej, ale to nie wystarcza, aby spełnić międzynarodowe standardy jakości.Przed wysyłką każda partia stali nierdzewnej musi przejść testy chemiczne i mechaniczne, aby upewnić się, że spełnia wymagane specyfikacje.
Testy mechaniczne mierzą fizyczną zdolność stali nierdzewnej do wytrzymywania obciążeń, naprężeń i uderzeń.Testy mechaniczne obejmują testy rozciągania, Brinella i udarności opisane powyżej we właściwościach mechanicznych.
Testy chemiczne sprawdzają dokładny skład chemiczny próbki przed certyfikacją gatunku stali nierdzewnej.Testy chemiczne są zwykle przeprowadzane za pomocą nieniszczącej analizy spektrochemicznej.
Odporność na korozję ma szczególne znaczenie w przypadku stali nierdzewnych.Huty testują i mierzą odporność na korozję za pomocą testów w mgle solnej – im dłużej stal pozostaje nieskażona korozją po wystawieniu na działanie mgły solnej, tym wyższa jest odporność na korozję.
Produkcja
Stale nierdzewne są bardzo użytecznym materiałem używanym do produkcji szerokiej gamy produktów.
Większość stali nierdzewnej jest wysyłana do producenta, gdzie jest poddawana dalszemu kształtowaniu, obróbce cieplnej, obróbce skrawaniem i spawaniu w celu utworzenia określonego produktu.Stale nierdzewne są często wykorzystywane między innymi do produkcji komponentów dla przemysłu samochodowego, okrętowego, lotniczego i gastronomicznego.