Oznaczenia stali nierdzewnych wg AISI, ASTM i UNS

Najpopularniejszy system oznaczania stali nierdzewnych jest oparty na systemie numeracji przyjętej przez AISI (American Iron and Steel Institute - Amerykański Instytut Żelaza i Stali) – np. gatunki AISI 304, 316. Bardziej dokładny jest system klasyfikacji gatunków przyjęty w Normach Europejskich serii EN 10088, gdzie np. gatunek wg amerykańskich norma AISI 304L odpowiada gatunkom EN 1.4306 i 1.4307, a gatunek AISI 316 obejmuje gatunki o numerach 1.4401, 1.4436 i 1.4435. Generalnie normy serii EN 10088 szczegółowiej określają stężenia poszczególnych pierwiastków stopowanych dla stali nierdzewnych niż normy AISI dla tych stali. W przypadku gatunków opatentowanych stosuje się nazwy producentów jak np. gatunek 254 SMO firmy Outokumpu. Należy jednak pamiętać, że większość opatentowanych gatunków posiada ogólnie alternatywne nazwy, zazwyczaj w każdym z głównych systemów oznaczeń. Na przykład gatunek 254 SMO jest także oznaczany, jako UNS S31254 w specyfikacjach ASTM i jako 1.4547 w normach europejskich.

Systemy oznaczeń wg AISI, ASTM (American Society for Testing and Materials – Amerykańskie Stowarzyszenie Badań i Materiałów) i UNS (Unified Numbering System - Zunifikowany System Numerowania) bazują i są wspierane przez jedną bądź kilka amerykańskich organizacjach normalizacyjnych. Kilkadziesiąt lat temu organizacje AISI i ASTM opracowały trzycyfrowe oznaczenia dla stali nierdzewnych. System ten definiuje trzy grupy:

seria 200 – austenityczne, chromowo manganowe stale nierdzewne. Stale serii AISI 200 zawierają gatunki austenityczne, w których część niklu zastąpiono przez mangan - w przeciwieństwie do austenitycznych Cr-Ni, Cr-Ni-Mo stali nierdzewnych serii 300. System klasyfikacji materiałów metalowych wg CR ISO 15608 definiuje oddzielną grupę stali austenitycznych, 8.3 o zawartości manganu od 2% do 9%. W normach AISI/ASTM, stale austenityczne o zawartości manganu powyżej 2% klasyfikowane są w grupie serii 200. Odporność korozyjna gatunków serii 200 jest na ogół niższa od klasycznego niklowego gatunku stali austenitycznej EN 1.4301 (AISI 304). Ze względu na fakt, że chromowo-manganowe stale nierdzewne (seria 200) są niemagnetyczne to można je łatwo pomylić z gatunkami chromowo-niklowymi (seria 300). W kontekście europejskim, udział w rynku chromowo-manganowych stali nierdzewnych jest stosunkowo niewielki. Gatunek typu EN 1.4372 (AISI 201) jest stosowany ze względu na wysoką wytrzymałość mechaniczną na produkty takie jak np. przenośniki taśmowe. Niedawno opracowano także gatunek 1.4618 dla zastosowań, w których wymagana jest struktura austenityczna (niemagnetyczna; łatwo obrabiana plastycznie; o niskim przewodnictwie cieplnym) i odporność korozyjna od umiarkowanej do niskiej. Znajduje on zastosowanie np. w rozpórkach dystansowych szyb zespolonych, komponenty dla przemysłu samochodowego i liczne elementy konstrukcyjne.

seria 300 – austenityczne, Ch-Ni i Cr-Ni-Mo stale nierdzewne (najczęściej stosowana grupa stali). W normach ASTM, austenityczne chromowo-niklowe i chromowo-niklowo-molibdenowe stale nierdzewne mają oznaczenia liczbowe w przedziale 300. Ta grupa gatunków, które zawierają przynajmniej 16% chromu i 6% niklu jest, więc znana jako „seria 300”. Gatunki te stanowią 50-60% światowej produkcji stali nierdzewnej. Najbardziej znane gatunki w tej grupie to 1.4301 (AISI 304) i 1.4401 (AISI 316) oraz ich warianty. Zastosowania austenitycznych stali nierdzewnych obejmują niemal wszystkie dziedziny techniki, wszędzie tam gdzie wymagana jest wysoka odpornośc na korozję oraz podatnośc na kształtowanie.

seria 400 – ferrytyczne i martenzytyczne chromowe stale nierdzewne. W normach AISI/ASTM ferrytyczne chromowe stale nierdzewne mają oznaczenia liczbowe w przedziale 400. Stale te zawierają, co najmniej 11% chromu, ale stężenie chromu może także osiągnąć nawet 30%. Niektóre gatunki ferrytyczne zawierają także dodatki pierwiastków stopowych takich jak molibden, tytan lub niob. Obecnie stale serii 400 stanowią 25-30% światowej produkcji stali nierdzewnej. Największym końcowym przeznaczeniem dla stali nierdzewnych serii 400 są samochodowe układy wydechowe. W tej grupie gatunków znajdują się także stale martenzytyczne, które od ferrytycznych odróżnia podwyższone stężenie węgla. Zastosowania stali nierdzewnych o strukturze martenzytycznej dotyczą głównie elementów maszyn o wymaganych wysokich własnościach mechanicznych oraz twardości, takich jak wały, trzpienie, elementy łożysk.

seria 600 – umacniane wydzieleniowo stale nierdzewne. Stale „serii 600” to rzadka grupa stali nierdzewnych, która obejmuje gatunki umacniane wydzieleniowo o strukturze martenzytycznej dodatkowo umacniane wydzieleniami twardych faz w wyniku obróbki cieplnej. Najpopularniejszym gatunkiem w tej grupie stali jest gatunek 17-7PH (AISI 631, 1.4568) umacniający się podczas odpuszczania przez fazy międzymetaliczne tworzone przez Al i Ti. Gatunki tej grupy stali znajdują zastosowania na wysokowytrzymałe wały pomp oraz trzpienie obrotowe zaworów, elementy o wysokich wymaganiach technicznych w przemyśle lotniczym,, elementy podwozia samolotów, przemysł zbrojeniowy.

Wraz z rozwojem nowych gatunków systemy stosowane przez AISI/ASTM okazał się niewystarczający i tak ASTM oraz SAE (Society of Automotive Engineers - Stowarzyszenie Inżynierów Motoryzacji) wprowadziły nowy system numeracji - Zunifikowany System Numerowania (UNS). W tym systemie opis każdego materiału odbywa się za pomocą 6 znaków. Dla stali nierdzewnych przyjęto na początku oznaczenia literę S – np. UNS S32205. Oznaczenia wg UNS stosują system trzycyfrowy, jako punkt wyjścia, dodając jeszcze dwie cyfry dla dalszego zdefiniowania stali. Na przykład S30400 odpowiada AISI 304.