В этом материале не решается вопрос о том, какая сталь «лучше». Это устаревшая формулировка, которой не один десяток лет, и она некорректна: для каждого случая выбор свой. Поэтому мы просто и непредвзято рассмотрим характеристики обеих сталей и их пригодность для конкретных целей.

Здесь мы будем употреблять единый термин «углеродистая сталь» для средне- и высокоуглеродистых видов. Между собой они отличаются, но при сравнении с так называемой нержавейкой эта разница нам не важна.

Просто и доступно про углеродку и нержавейку

Начнем с разъяснения, что устоявшаяся терминология не очень точно отражает саму суть противостояния: название «углеродистая» говорит о составе стали, а «нержавеющая» – о ее способности противостоять коррозии, то есть понятия, в принципе, не очень сравнимые.

Нож Hiroo Itou, выполненный по технологии «дамаск» из нержавеющего сплава. Не подвержен коррозии, но его режущие свойства не так хороши, как у углеродки

Что имеем по факту?

• Любая сталь содержит какое-то количество углерода. Соответственно, углеродистая – в большей степени, но и в так называемой нержавейке этот элемент тоже присутствует.
• Почти любая сталь ржавеет. Нержавеющая – тоже (при совсем суровых условиях).

Почему названные материалы ржавеют с разной скоростью?

• Железо в составе углеродистой стали быстро окисляется, когда углерод контактирует с кислородом в составе воздуха или воды.
• В нержавеющей стали есть присадки (хром, молибден), которые делают ее более устойчивой к окислению и, соответственно, коррозии.

Способность или неспособность сопротивляться коррозии (ржавчине) – это главное и принципиальное отличие одной стали от другой. Но есть и другие, не менее важные для выбора.

Нож Santoku Всемогущий из углеродистой стали Shirogami: требует чуть более тщательного ухода, но обладает отличными режущими свойствами

Сравнение углеродной стали с нержавеющей

Способность впитывать запахи

Углеродистая сталь сама по себе имеет приятный запах (особенно чистая и свежезаточенная), но при этом она быстро впитывает посторонние запахи. Если мы строгаем ножом из углеродки дерево, это даже здорово, а вот для нарезки продуктов не очень хорошо: от «аромата» лука или копченой рыбы инструмент придется отмывать довольно долго. С нержавеющей сталью таких проблем нет; сама по себе она также не имеет запаха. Для кухонных ножей это однозначный плюс.

Заточка

При равном количестве углерода клинки из коррозионностойких сталей будут сложнее в заточке за счет повышенной износостойкости. Поэтому и правка клинков из высокоуглеродистой коррозионностойкой стали потребует специального инструмента: мелкозернистого водного камня или керамического доводочного стержня. Клинки из углеродистой стали, напротив, можно править даже обычным поварским мусатом. Достигаемая при этом острота, по мнению практиков, намного превосходит остроту ромок из коррозионностойких аналогов, хотя и несколько уступает им в долговечности и износостойкости. Проще говоря, клинок из углеродки точится легче, правится проще и режет лучше нержавеющего аналога, но уступает ему в стойкости к коррозии и длительности удержания остроты.

Простота в уходе

Обе стали однозначно требуют регулярной чистки, правки, заточки и правильного хранения. Причем если делать это действительно постоянно, то уход в обоих случаях будет простым; но чувствительнее к «невниманию» все-таки углеродистая сталь. Бросьте одновременно уход за высокоуглеродистой и нержавеющей сталями, и первая скорее «отомстит» появлением ржавчины.

Режущие свойства

Тут высокоуглеродистая сталь однозначно выигрывает. За счет более податливой структуры она чувствительнее к заточке, да и режущая кромка из высокоуглеродистой стали может быть куда тоньше, чем из нержавеющей. А это и обусловливает, как говорят, «резучесть».

Эстетическая сторона вопроса

• Нержавеющая сталь не требует дополнительной защиты от коррозии, поэтому часто просто полируется. А вот высокоуглеродистая сталь выглядит в итоге куда разнообразнее, так как к клинкам из нее применяют самые разные способы обработки: назначение у них функциональное, но они же «дарят» стали и индивидуальность. Например, воронение дает клинку элегантный черный цвет, покрытие blackwash – необычный серо-зеленый оттенок и тысячи микроцарапин, порошковые напыления – матовую текстуру. В принципе, то же самое можно сделать и с нержавейкой, но обычно это не практикуется.
• Рано или поздно на углеродке образуется темный равномерный налет, который естественным образом защищает клинок от дальнейшего окисла; нравится нам такая самовольная окраска клинка или нет – вопрос индивидуальный. С нержавеющей сталью ничего подобного не происходит.

По всем перечисленным характеристикам и на форумах, и в литературе есть расхождения (особенно касательно заточки – и трудозатрат на нее, и времени, которое клинок ее держит). Дело в том, что на практике мало кто испытывает чистую сталь того или другого вида: чаще всего клинок обработан каким-либо способом или от коррозии, или от механических повреждений. Это здорово искажает объективную картину.

Важный момент: проблема с коррозией у углеродки решается обработкой клинка, а вот проблема режущих свойств у нержавейки пока никак не решена полностью.

***

Если мы готовы регулярно ухаживать за ножом, то есть держать его в чистоте и сухости, то для многих целей подойдет клинок из углеродистой стали – он подарит нам куда более комфортную работу за счет «резучего» лезвия. Если нам нужен просто надежный кухонный или охотничий нож, которому мы не готовы уделять много времени, стоит выбрать нержавеющую сталь.

Посуда из нержавеющей стали: особенности выбора и ухода. Что тверже нержавейка или сталь

Латунь и нержавеющая сталь занимают прочные позиции в промышленных производствах и используются практически во всех сферах и отраслях. Для того, чтобы ответить на вопрос: что лучше — латунь или нержавеющая сталь (или, как ее еще называют — нержавейка), необходимо сначала подробно рассмотреть механические свойства, сильные и слабые стороны каждого материала по отдельности. Только сравнив наглядно и оценив все достоинства и недостатки, можно ответить на вопрос — что лучше: латунь или нержавеющая сталь.

ПОДРОБНЕЕ О НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Получить нержавейку можно путем усовершенствования обычной стали, в результате усиления ее свойств при помощи добавления примесей других металлов. Чаще всего в качестве таких усиливающих компонентов используют: медь, никель, хром, марганец, титан сера, кремний и некоторые другие. Несмотря на множество вариантов примесей, именно процентное содержание хрома является основополагающим и определяет наличие тех, или иных свойств нержавейки. Исходя из содержания хрома в составе, принято различать пять основных видов нержавеющей стали.

Аустенитные стали. Они содержат не менее 20% хрома и 4,5% никеля.

Дуплексные стали. В них содержание хрома достигает 25%, 1,5%никеля и незначительной примеси азота.

Ферритные стали. В их составе допускается до 29% хрома.

Мартенситные стали. В них содержание хрома незначительное, не более 13%, а никеля максимум 4%.

Многокомпонентные стали. Минимальное количество хрома и никеля и включают широкий спектр прочих примесей-усилителей.

Дак что же лучше: латунь или нержавеющая сталь? Давайте рассмотрим положительные свойства нержавеющей стали:

• Высокая устойчивость к агрессивным средам и условиям окружающей среды;
• Невосприимчивость к коррозийным разрушениям даже в местах повреждения целостности изделия;
• Хорошая устойчивость к повышенным температурам;
• Устойчивость к температурным перепадам;
• Эстетическая привлекательность;
• Экологическая безопасность;
• Возможность использования в медицине и пищевой промышленности ввиду полной безопасности для здоровья человека;
• Простота обработки;
• Способность выдерживать большие нагрузки не теряя при этом формы и своих качеств.

Маркировка нержавеющей стали — число указывающее на процентное содержание углерода; буквенные обозначения, дающие представление о том, какая именно примесь содержится в данном сплаве:Х-хром, Н-никель и т.д. После них идут цифровые обозначения процентного содержания примеси.

Аустенитные стали имеют свою, несколько отличающуюся от других типов маркировку:

• А1. Сталь с высоким содержанием серы. В связи с этим ее антикоррозийные свойства ниже чем у других марок.
• А2. Одна из самых популярных марок. Легко поддается разным видам обработки, в том числе сварке. Обладает хорошей холодоустойчивостью. Основным минусом является подверженность коррозиям при воздействии агрессивных кислотных сред.
• А3. Сходна по свойствам с предыдущей маркой стали, но благодаря большему содержанию усилителей, обладает большей прочностью и устойчива к кислым средам.
• А4. Содержит значительную примесь молибдена, благодаря чему имеет хорошую устойчивость к кислотам.
• А5. Имеет сходный состав с А4, но более устойчива к высоким температурным режимам.

Наиболее популярные марки:

ГОСТ 20Х13 (AISI 420, DIN 1.4021)

– нержавейка с мартенситной структурой, не поддается свариванию, не склонна к отпускной хрупкости, в процессе производства не образует внутренних дефектов. Используется для изготовления измерительного, режущего инструмента, пружин, рессор.

ГОСТ 12Х17 (AISI 430, DIN 1.4016)

– ферритная нержавеющая жаропрочная марка, не содержит в составе никеля. Характеризуется хорошей антикоррозийной сопротивляемостью в средне-агрессивных химических средах и высоких температурах.

ГОСТ 12Х18Н9 (AISI 304, DIN 1.4301)

– жаропрочный коррозионностойкий сплав, используемый в сварных конструкциях, контактирующих с агрессивными средами. Применяется для листовых деталей, сварной аппаратуры, теплообменников, аппаратов, работающих под давлением.

ГОСТ 08Х18h20 (AISI 304H, DIN 1.4948)

– аустенитный тип жаропрочного коррозионноустойчивого сплава, применяемый для производства трубного проката, узлов и агрегатов для химической и машиностроительной сферы, теплообменников, промышленных емкостей.

ГОСТ 03Х18h21 (AISI 304L, DIN 1.4306)

– хромоникелевая марка используется для производства оборудования, емкостей и трубопроводов для химической промышленности, в производстве азотной кислоты и других агрессивных веществ.

ГОСТ 08Х18h20Т (AISI 321, DIN 1.4541)

– нержавеющий жаростойкий и жаропрочный сплав, немагнитный, устойчивый к окислению и обладающий хорошей свариваемостью без предварительного нагрева. Используется в качестве пищевой и технической нержавейки для производства листового и трубного проката, сварной аппаратуры, изготовления емкостей, цистерн, резервуаров и оборудования в химической и нефтегазовой промышленности.

ГОСТ 03Х17h24М2, 03Х17h24М3, (AISI 316, 316S, 316L)

– незакаливаемая аустенитная марка, области применения – сварные детали, оборудование для целлюлозно-бумажной и химической промышленности, корпусы котлов, емкости и установки для угольной промышленности.

ГОСТ 08Х17h23М2Т (AISI 316Ti, DIN 1.4571)

– конструкционный жаростойкий жаропрочный нержавеющий сплав применяется для крепежных деталей и сварных конструкций в разных отраслях промышленности.

ГОСТ 20Х23h28 (AISI 310S, DIN 1.4845)

– жаропрочная и жароустойчивая аустенитная стальная нержавейка, применяемая для изготовления поковок, хомутов, камер сгорания, крепежных деталей и элементов котлов, б/ш труб, муфтелей.

При выборе нержавеющей стали следует учитывать условия эксплуатации металла, предполагаемую нагрузку, необходимые дополнительные свойства изделия. Если вы сомневаетесь, как правильно выбрать нержавеющую сталь, лучше обратиться к специалистам. Оставляйте заявку на сайте, и наши менеджеры дадут рекомендации по подбору оптимальных марок нержавеющих сплавов для заданных условий эксплуатации.

ПОДРОБНЕЕ О ЛАТУНИ

Латунь, в отличие от нержавеющей стали, получена в результате сплавления меди и цинка.

Принято различать два типа латуней:

• Двухкомпонентные. В соответствии с названием, состоят из двух составляющих-меди и цинка. Причем последний является основным связывающим компонентом и составляет обычно от 30 до 50%. Однако, марки с высоким содержанием цинка используются достаточно редко. Двухкомпонентные латуни имеющие в своем составе до 97 процентов меди, называют красными. Второе их название «томпак». Латунь с процентным содержанием меди не превышающим 35, называют желтой;
• Многокомпонентные. Сплавы, содержащие достаточно большое количество добавочных элементов. Чаще всего используются марганец, олово, никель, свинец и кремний.

К основным положительным свойствам латуни относят:

• Легкость в обработке и полировке;
• Привлекательный внешний вид;
• Простота томпака в сваривании с другими металлами;
• Достаточно высокие антифрикционные свойства.

Маркировка латуни производится в зависимости от типа сплава. Так, двухкомпонентные латуни маркируются буквенными и цифровыми обозначениями, где Л-обозначает материал, а последующие цифры говорят о процентном содержании меди. Многокомпонентные сплавы имеют более развернутую и сложную маркировку в связи с наличием сразу нескольких компонентов. В целом, суть остается такой же, как и у простой латуни.

Основные технические характеристики латуни:

• Легкость в обработке под давлением;
• Коррозийная устойчивость имеет средний уровень;
• Высокие температуры, агрессивные среды, воздействие сернистого газа увеличивают риск появления коррозии;
• При понижении температур повышается пластичность, при этом прочность не уменьшается;
• При воздействии температур от 200 до 600 градусов значительно увеличивается хрупкость.

Оцинкованная сталь

В просторечии «оцинковка» – это тот же плоский прокат в стандартизированной размерной сетке, но с улучшенной коррозийной защитой в виде тонкого слоя цинка на поверхности. Цинкование может быть одно- или двухсторонним. Оно создает препятствие для контакта металла с жидкостями и кислородом, а также обеспечивает устойчивость к механическим повреждениям. Оцинковка бывает перфорированной и гладкой, выпускается в рулонах.

Характеристики

Оцинкованная сталь производится с обрезной и необрезной кромкой. По типу покрытия подразделяется:

• чисто цинковый;
• может содержать в основе железо и цинк;
• цинкоалюминиевый.

Толщина листов колеблется от 0,4 до 2,0 мм в зависимости от толщины защитного слоя. Выпускается глубокой, весьма глубокой и нормальной вытяжки.

Сталь легко теряет свои антикоррозионные свойства при некачественном покрытии. Оно может быть с нормальной или уменьшенной разнотолщинностью. Двойная послойная защита – цинк и порошковая краска – гарантия долговечности стальной конструкции при гибке, вытяжке, штамповке листов.

Пользовательский спрос на оцинкованную сталь объясняется ее характеристиками и ценой. Равномерное гальванопокрытие обеспечивает качественный однородный защитный слой, но повышает себестоимость конечной продукции. В то же время непрерывное горячее оцинкование чуть хуже по качеству, но выигрывает в стоимости обработки. Для оцинковки характерна низкая электропроводимость.

ЧТО ЖЕ ЛУЧШЕ: ЛАТУНЬ ИЛИ НЕРЖАВЕЙКА

Рассмотрев подробнее технические характеристики нержавеющей стали и латуни, их отличия, становится понятным, что это абсолютно разные материалы. Скорее всего вряд ли получится однозначно ответить на вопрос: латунь или нержавейка — что лучше?

Каждый из двух сплавов обладает достаточным количеством положительных качеств и каждый хорош в своей сфере.

Так, нержавейка в отличие от латуни является более выносливым материалом, не боящимся термических и механических нагрузок, коррозийных повреждений и агрессивных сред. Но при этом стоит учитывать ее прочность, способную доставить некоторые трудности в процессе обработки, и будет задаваться логичный вопрос: чем режут металл такого типа?. В сравнении с нержавеющей сталью, латунь более пластичный и мягкий сплав. Устойчивостью к агрессивным условиям она явно уступает нержавейке. Однако, благодаря своей «мягкости», она легче принимает заданные параметры, может подлежать покрытию декорирующим слоем и даже сама по себе латунь способна стать отличным материалом для изготовления различных декоративных изделий, с высокой эстетической привлекательностью.

Таким образом, отвечая на вопрос: что лучше: латунь или нержавейка — прежде всего необходимо определить сферу использования и все дополнительные условия и в соответствии с возможностями самих материалов, выбрать оптимальный вариант. Помимо учета технических возможностей немаловажным аспектом может являться финансовая сторона.

Изделия, произведенные из нержавеющей стали, как правило, значительно дороже возможных аналоговых вариантов, изготовленных из латуни. Самым ярким примером может служить разница и соответствие цены-качества в линейке сантехнических изделий. Именно в этом направлении выбор между двумя сплавами актуален, пожалуй, чаще всего. Подводя итог, можно сказать, что при верном подходе к выбору любой из представленных материалов полностью удовлетворит запросы потребителя.

Сравнение металлов

Если сопоставлять нержавеющую сталь и чугун, то сравнение выйдет некорректным. Оба металла имеют разновидности, которые отличаются по своим эксплуатационным характеристикам. Однако присутствуют и общие свойства.

По сути, оба металла – это сплав железа и углерода, и главное отличие заключается в процентном содержании последнего. Если в нержавейке присутствует 1,5-2% углерода, то в чугуне – 2%. Именно эта незначительная разница и обуславливает различие в характеристиках металлов:

• Нержавейка обладает плотной структурой, которая придает прочность и пластичность материалу. Поэтому нержавеющую сталь обрабатывают различными способами – режут, сваривают или куют.
• Чугун, напротив, отличается рыхлой и пористой структурой, что обуславливает его отличную теплоемкость. Но этот материал не любит резких перепадов температур и лопается в подобных ситуациях. Отремонтировать чугунную вещь, которая повреждается в процессе эксплуатации в принципе невозможно, так как данный металл отливают. В итоге металлоизделие (или его деталь) придется заменить новым.

Характеристики нержавейки, ее свойства, преимущества, таблица технических характеристик

Содержание статьи

В современном мире нержавейка является незаменимым материалом при производстве разных разновидностей изделий. Она применяется в пищевой, медицинской, металлургической и военной промышленности.

Свойства нержавейки

Сегодня такой материала, как нержавейка является достаточно популярным при производстве многих изделий промышленного и бытового назначения. Нержавеющая сталь представляет собой материал, который производится из стали с добавлением отдельных примесей, которые замедляют или делают процесс образования коррозии на металле невозможным.

Основным достоинством нержавеющей стали является то, что она обладает высоким уровнем устойчивости к появлению ржавчины.

В зависимости от добавленных к стали элементов нержавейка может обладать разными внешними качествами и свойствами. Если каких-либо примесей будет больше или меньше, то процесс коррозии либо будет вообще невозможен, либо он появится спустя длительное время использования предметов, созданных из данного материала.

Нержавеющая сталь применяется для производства промышленного и бытового оборудования, посуды и многих других вещей, которые сталкиваются с влиянием агрессивной среды.

На промышленных предприятиях нержавейку получают путем добавления к стали таких элементов, как:

• медь,
• никель,
• хром,
• марганец.

В зависимости от того, какие виды стали производятся, определяется количество тех или иных элементов в нержавейке. Благодаря данным веществам сталь меняет свои физические и химические свойства, что позволяет использовать этот, материал для изготовления разного рода продукции.

Все добавляемые к стали элементы влияют на ее качества. Для того чтобы получить материал, устойчивый к появлению коррозии и обладающий высоким уровнем прочности, добавляется:

• молибден, 
• марганец, 
• титан, 
• никель. 

В стали также не обойтись и без таких элементов, как

• марганец, 
• фосфор, 
• сера,
• кремний,

Нержавейка сама по себе является уникальным материалом. Она не только обладает рядом преимуществ, но и отличными внешними качествами. Ее сияющая поверхность позволяет использовать этот материал в качестве декоративной отделки зданий и ограждений. Нержавеющая сталь чаще всего становится основной для создания перил для лестниц.

Таблица. Технические характеристики нержавейки.

Преимущества нержавейки

Главные преимущества, которые дает использование нержавеющей стали:

• Изделия приобретают прочность. Они становятся более надежными и могут прослужить длительное время, которое составляет более десяти лет.
• Жаропрочность. Изделия могут выдерживать перепады температур и приобретают устойчивости к высоким температурам.
• Изделия становятся устойчивыми к любым условиям окружающей среды.
• Изделия производятся из экологически чистого материала.
• Изделия получаются привлекательными с точки зрения внешних характеристик.
• Изделия не подвергаются образованию ржавчины и налета.

В целом можно отметить, что применение нержавеющей стали при производстве разнообразных видов изделий является эффективным способом получения качественной продукции, которая способна прослужить долгие годы.

Виды нержавейки

На современных промышленных предприятиях производится большое многообразие вариантов нержавейки. Все они обладают различными физическими и химическими характеристиками, которые следует учитывать при выборе продукции для производства тех или иных изделий.

Практически в каждом аспекте человеческой жизнедеятельности невозможно обойтись без нержавеющей стали. Из нее производятся разные виды изделий, которые применяются не только на промышленных предприятиях или в медицине, но в быту. Электроника, посуда, медицинские инструменты, приборы для домашнего использования, оружие и многое другое производится из разных видов стали. Главным образом используются для таких целей аустенитные виды стали.

Все есть несколько видов стали, которые представлены следующими вариантами:

• Аустенитные стали. Они состоят из самой стали с добавлением примерно 20 процентов хрома, 4.5 процентов никеля.
• Дуплексные стали состоят из 25 процентов хрома, полутора процентов никеля и в некоторые марки добавляется азот в небольшом количестве.
• Ферритные стали характеризуются содержанием хрома до 29 процентов.
• Мартенситные стали содержат до 13 процентов хрома и до 4 процентов никеля.
• Иные виды сталей характеризуются тем, что в них добавляется меньшее количество хрома и никеля. Однако в них есть множество примесей разных элементов.

Внимание: При производстве нержавейки необходимо использовать согласно стандартам качества не менее 10.5 процентов хрома.

В нашей стране на производственных предприятиях используется преимущественно аустентичная сталь, которая представлена несколькими марками трехсотой и четырехсотой серий.

Чем отличаются нержавеющие стали AISI 304 и 430?

В этой статье мы разбираемся, чем же друг от друга отличаются нержавеющие стали AISI 304 и 430, почему одна дешевле, а другая дороже. Давайте разберемся в этом вместе на примере банных печей из нержавейки. Вы узнаете как отличить эти стали при покупке банной печи, чтобы вас не обманули и под видом настоящей нержавейки не продали обычную печь для бани из AISI 430 стали.

На рынке банных печей много различных моделей, при изготовлении которых используется нержавеющая сталь, но не всякая нержавеющая сталь одинаково хороша. Давайте попробуем разобраться, чем же друг от друга отличаются нержавеющие стали. Возьмем за пример самые распространенные стали AISI 430 (17Х18 по ГОСТ) и AISI 304 (12X18h20 по ГОСТ).

Многие производители банных печей используют в производстве именно сталь AISI 430, так как по таблице жаростойкости она выше. Использование этой стали также оправдано и её относительно невысокой ценой, по сравнению со сталью AISI 304. Сталь AISI 304 же обладает чуть меньшей жаростойкостью, по сравнению с AISI 430, но это её единственное незначительное отличие. Так как есть более важные показатели, которые напрямую влияют на работу и долговечность изделия.

Для начала давайте узнаем поподробнее, что же это за стали.

Нержавеющая жаропрочная (аустенитная) сталь AISI 304 (INOX)

Жаропрочность – это способность металла сопротивляться пластической деформации и разрушению при высоких температурах.

Основными жаропрочными аустенитными сталями являются хромоникелевые стали. Стали содержат 15…20 % хрома и 10…20 % никеля. Обладают жаропрочностью и жаростойкостью, пластичны, хорошо свариваются.

Марка стали AISI 304 (INOX) – относится к хромоникелевому классу низкоуглеродистых высоколегированных сталей. Высокое содержание хрома и никеля определяет превосходные прочностные и антикоррозионные свойства, востребованные повсеместно – их определяют, как универсальные. Именно поэтому данный сплав относится к числу наиболее применяемых.

В системе ГОСТ данной марке соответствует 12X18h20 сталь.

Основные качества, дающие преимущества именно AISI 304: устойчивость к окислению и к повышенной температуре, повышенная надежность сварных швов из-за хорошей свариваемости.

AISI 304 обладает такими эксплуатационными свойствами как:

• Кислотоустойчивость. Устойчивость к агрессивным воздействиям техногенного или природного характера.
• Жаропрочность. Способность металла сопротивляться пластической деформации и разрушению при высоких температурах.
  
• Жаростойкость. Способность металлов и сплавов сопротивляться газовой коррозии при высоких температурах в течение длительного времени (до 850^oC).
• Слабые магнитные свойства. Они достигаются за счет структуры материала и способа его обработки. Сталь AISI 304 не магнитится.
• Экологичность. Производители AISI 304 позиционируют данный материал, также называемый Inox, как пищевую нержавеющую сталь. В ней не содержится токсических веществ.

Нержавеющая жаростойкая (ферритная) сталь AISI 430

Жаростойкость (окалиностойкость) – это способность металлов и сплавов сопротивляться газовой коррозии при высоких температурах в течение длительного времени.

Если изделие работает в окислительной газовой среде при температуре 500..550 ^oC без больших нагрузок, то достаточно, чтобы они были только жаростойкими (например, отдельные детали нагревательных печей). Являясь экономлегированной и коррозионностойкой сталь AISI 430 обладает хорошей стойкостью к образованию окалины до температуры 850-900 ^oC, сохраняя свои полезные эксплуатационные свойства.

Для повышения жаростойкости в состав стали вводят элементы, которые образуют с кислородом оксиды с плотным строением кристаллической решетки (хром, кремний, алюминий).

В системе ГОСТ данной марке соответствует сталь 17Х18.

AISI 430 обладает такими эксплуатационными свойствами как:

• Жаростойкость. Способность металлов и сплавов сопротивляться газовой коррозии при высоких температурах в течение длительного времени (до 900^oC).
• Экологичность. В ней не содержится токсических веществ.

Сравнение нержавеющих сталей AISI 304 и 430

Сталь AISI 430 при большей жаростойкости является более хрупкой и плохо поддается сварке. Чтобы её качественно сварить требуется специальная сложная технология и точное её соблюдение на всех этапах работы. Эта сталь в основном используется в декоративных целях. Сварные конструкции из нее очень хрупкие и самым слабым местом всегда будет сварочный шов.

Эта сталь AISI 430 обладает более низкой кислотостойкостью, по сравнению с 304 нержавейкой, и при работе в жестких условиях воды, сажи и конденсата постепенно приходит в негодность, поэтому, например, дымоходные трубы из такой стали все равно прогорают. Их просто разъедает получаемая в результате работы печи кислота. Также, сталь AISI 430 магнитится, что легко ее выдает при любой проверке магнитом. Так вы легко сможете определить какая нержавеющая сталь перед вами – AISI 430 или настоящая немагнитная нержавейка AISI 304.

Сталь AISI 304 (INOX) – это жаропрочная сталь и не боится высоких температур при работе банной печи. Она прекрасно сваривается благодаря более качественному составу стали и высокому содержанию никеля. Никель – очень дорогой металл, но при его высоком содержании в нержавеющей стали она приобретает повышенную прочность и стойкость к перепадам температур, а также приобретает отличную свариваемость. Именно благодаря никелю данная сталь теряет свои магнитные свойства.

Также нержавеющая сталь AISI 304 устойчива к химическим и кислотным воздействиям, не выделяет вредных или токсичных веществ. Поэтому данная сталь в основном используется в пищевой и медицинской промышленности и входит в разряд пищевой нержавейки.

Сталь AISI 304 является более дорогой по сравнению со сталью AISI 430 из-за применения более качественных и дорогих сплавов никеля и хрома в большом количестве.

Печи из такой нержавейки могут использоваться постоянно и при этом смогут прослужить практически вечно. Поэтому, такие печи рекомендованы производителем ERMAK для использования даже в коммерческих банях с гарантией до 5 лет.

Резюме

Не все печи из нержавейки одинаковы, как вы уже поняли. И прежде, чем сделать выбор в сторону той или иной печи проверяйте, из какой нержавейки будет сделана ваша печь для бани. От этого будет сильно зависеть ее качество и срок службы.

Завод Ермак производит банные печи и из стали AISI 430, соблюдая всю технологию сварки. Это классическая серия банных печей Ермак-Элит из нержавейки.

Но в новой линейке банных печей из нержавейки ERMAK в сериях «Премиум» и «Люкс» уже используется при изготовлении топки и всех дымовых каналов нержавеющая сталь AISI 304 (INOX), из-за этого и цена печей сильно отличается.

Поставив себе такую печь из настоящей нержавейки, можно будет забыть о проблемах навсегда и просто наслаждаться качеством банных процедур и расслабляться.

Как выбрать банную печь из настоящей нержавейки? Как отличить её от обычной жаростойкой стали? Достаточно воспользоваться магнитом. Топка печи из настоящей жаропрочной нержавейки не будет магнититься! До 90% печей на рынке под видом нержавейки продаются из обычной жаростойкой стали. Не дайте себя обмануть!

Нержавеющая сталь или металл что лучше

Марки нержавеющей стали: характеристики, свойства, применение нержавейки

AISI 304 – наиболее распространенная и популярная марка стали. Отличается высокой прочностью, упругостью, стойкостью к окислению, легко сваривается.

Посмотреть подробно:

Сталь AISI 316 и 316Тi – улучшенный вариант AISI 304,
с повышенной антикоррозийной устойчивостью и к воздействию агрессивной среды.

Посмотреть характеристики, типоразмеры, цены:

AISI 430 – экономичный вариант коррозийнностойкого материала, идеален для штамповки, деформации и перфорации.

Посмотреть подробно:

Нержавеющая сталь – это разновидность легированной стали, устойчивая к коррозии за счет содержания хрома – 12% и более. В присутствии кислорода образуется оксид хрома, который создает на поверхности стали инертную пленку, защищающую все изделие от неблагоприятных воздействий. Современный рынок может предложить различные марки нержавеющей стали для применения в самых разных отраслях промышленности.

Не каждая марка нержавеющей стали демонстрирует устойчивость хромоксидной пленки к механическим и химическим повреждениям. Хотя пленка восстанавливается под воздействием кислорода, были разработаны специальные марки нержавейки для применения в агрессивных средах.

Популярные марки стали

В России развита сталелитейная промышленность и существуют собственные обозначения для марок стали, однако самые популярные марки имеют зарубежные аналоги. Это стали так называемых 300-й и 400-й серий, которые отличаются высокими характеристиками коррозионной стойкости, устойчивости к агрессивным средам, пластичности и прочности. Они практически универсальны и применяются для производства самой разнообразной продукции – от медицинских инструментов до крупных строительных конструкций. 200-я серия постепенно догоняет их по популярности за счет выгодного соотношения цена-качество.

Виды стали 300-й серии

Хромникелевая нержавейка этой группы по своему химическому составу бывает аустенитная, аустенитно-ферритная и аустенитно-мартенситная, в зависимости от процентного содержания углерода, никеля, хрома и титана. Это самая универсальная нержавейка, свойства которой обеспечивают ей неизменно высокий спрос на рынке.

AISI 304 (08Х18Н10)

Востребованная во всех отраслях промышленности, эта нержавейка, однако, снискала славу «пищевой». Ее химический состав и свойства делают ее наиболее подходящей для применения в пищепроме. Она легко поддается сварке, показывает высокие характеристики коррозийной стойкости в агрессивных средах. Ее также часто выбирают для химической, фармацевтической, нефтяной и текстильной промышленности.

AISI 316 (10Х17Н13М2)

Нержавейка 316 получается, если добавить в 304-ю нержавейку молибден, что еще больше повышает коррозионную устойчивость и способность к сохранению свойств в агрессивных кислотных средах, а также при высоких температурах. Эта нержавеющая сталь дороже, чем 304, она используется в химической, нефтегазовой и судостроительной промышленности.

AISI 316T (10Х17Н13М2Т)

Эта марка стали нержавейки содержит небольшое количество титана, повышающего прочность материала, делающего его устойчивым к высоким температурам, а также к ионам хлора. Используется в сварных конструкциях, для изготовления лопастей газовых турбин, в пищевой и химической промышленности. Доступная цена и высокие технические характеристики делают эту нержавеющую сталь очень популярной.

AISI 321 (12-08Х18Н10Т)

Нержавеющая сталь, характеристики которой обусловлены повышенным содержанием титана. Легко поддается сварочной обработке, устойчива к температуре до 800 ^o С. Широко востребована для изготовления бесшовных труб, а также трубопроводных фитингов — фланцев, тройников, отводов и переходов.

Виды стали 400-й серии

Эта серия имеет более узкий диапазон, чем 300-я. К ней относится нержавейка с высоким содержанием хрома, – других легирующих элементов в ней почти не содержится, что положительно сказывается на ее стоимости. Низкое содержание углерода делает эти нержавейки пластичными и хорошо свариваемыми.

AISI 430 (12Х17)

Это нержавейка с высоким процентом хрома и низким – углерода. Такое соотношение способствует высокой прочности и одновременно пластичности. AISI 430 хорошо гнется, сваривается, штампуется. Сохраняет свои свойства в коррозионно опасных и серосодержащих средах, устойчива к резким перепадам температуры. Используется в нефтегазовой промышленности, а также в качестве декоративного материала для отделки зданий и помещений.

Виды стали 200-й серии

Пока можно говорить только об одной марке стали в этой серии, но она успешно догоняет своих конкуренток в сериях 300 и 400.

AISI 201 (12Х15Г9НД)

Сталь нержавеющая марки AISI 201 значительно дешевле аналогичной по свойствам нержавейки других серий. В ней дорогой никель частично заменен марганцем и азотом. Выгодно сбалансированный химический состав делает характеристики нержавейки AISI 201 не уступающими AISI 304 и AISI 321. Она нашла свое применение в медицинской и пищевой промышленности. Используется также при изготовлении круглых и профильных труб, которые требуются для создания перил, поручней и ограждений.

Руководство по стали и нержавеющей стали: описания, типы и использование

Легированная сталь (инструментальная сталь)

Свойства легированных сталей зависят от сплава, добавляемого в дополнение к углероду. Эти элементы добавляются при производстве стали для достижения требуемых характеристик. Инструментальные стали могут стать твердыми и сохранять твердость при высоких температурах, особенно при резке стали.

Производство легированных сталей осуществляется в виде листов, листов, конструкционных профилей и стержней.Прутки используются в так называемом состоянии после прокатки. По сравнению с горячекатаной углеродистой сталью инструментальная сталь обычно имеет лучшие физические свойства.

Производители оборудования используют легированную сталь из-за ее долговечности и высокой прочности по сравнению с углеродистой сталью. Инструментальная сталь также меньше весит. Следует отметить марганцевую сталь, сплав, который всегда используется в литом виде.

Обычные легированные стали

Эти сплавы используются в станках или при формовании металлов, когда требуется прочность.Примеры включают:

• Мосты
• Стрела крановая
• Отвалы для бульдозеров
• Вагоны

Что такое быстрорежущая сталь?

Быстрорежущая сталь (H.S.S.) – это название обычной инструментальной стали. Он может резать сталь на высоких скоростях. Эти стали:

• Содержат относительно значительные количества молибдена или вольфрама, а также ванадия, кобальта или хрома.
• Устойчивы к износу
• Сохранять твердость при повышенных температурах около 650 ^o C
• Отличная прокаливаемость
• Имеют разрешенный контент

H.S.S. обычно состоит из:

• карбон (0,75)
• ванадий (1%)
• хром (4%)
• вольфрам (18%)

Обычные легированные стали:

• Никелевая сталь : Никель повышает пластичность, прочность и ударную вязкость сталей. Он снижает температуру закалки, поэтому закалка в масле используется не для закалки в воде, а для закалки. Детали самолета, такие как опорные элементы рамы и пропеллеры, изготавливаются из никелевой стали.
• Хромистые стали : Используется для дорожек и шариков в подшипниках качения; высокая устойчивость к коррозии и образованию накипи. В качестве сплава углеродистой стали он помогает улучшить коррозионную стойкость, ударопрочность и улучшает прокаливаемость. Это также увеличивает прочность при минимальном снижении пластичности.
• Хром-ванадиевая сталь : Хром-ванадиевая сталь используется из-за своей высокой прочности в таких элементах, как оси, шестерни, головки, высококачественные инструменты (головки, ключи) и коленчатые валы.
• Вольфрамовая сталь : Вольфрамовая сталь используется в фрезах, токарных инструментах, режущих инструментах и ​​сверлах. Производство дорого.
• Молибден : Молибден используется вместо вольфрама для производства более дешевых марок быстрорежущей стали и в углеродно-молибденовых трубах высокого давления. Термическая обработка улучшает закаливаемость. Однако, если в стальном сплаве содержится более 0,60% молибдена; удар, усталость скомпрометирована. Износостойкость действительно улучшается, если уровень содержания молибдена выше.75%. Молибден также сочетается с ванадием, вольфрамом или хромом.
• Молибденовая быстрорежущая сталь : Молибденовая быстрорежущая сталь содержит 2% ванадия, 4% хрома, 6% молибдена и 6% вольфрама. Этот вид быстрорежущей стали дешевле других марок стали. Использование включает в себя нарезку резьбы и сверление.
• Марганцевые стали : Марганец легирован сталью для повышения прочности, облегчения горячей прокатки, облегчения ковки и износостойкости. Чем больше марганца в стали, тем труднее ее сваривать.Свойства марганца зависят от количества, содержащегося в стали:
  • Небольшие партии производят прочные, легкообрабатываемые стали.
  • При больших количествах сталь становится несколько хрупкой.
  • Еще более значительные объемы производят сталь, которая является прочной и очень устойчивой к износу после надлежащей термообработки.
• Колумбий и титан (ниобий) : Эти металлы используются в качестве дополнительных легирующих добавок в коррозионно-стойких низкоуглеродистых сталях. После длительного воздействия высоких температур эти металлы устойчивы к любой межкристаллитной коррозии.
• Ванадий : Ванадий регулирует Размер зерна. Этот сплав улучшает закаливаемость, сопротивляется отпуску и вызывает заметную вторичную твердость. Его также добавляют в сталь во время производства для удаления кислорода.
• Кремний : Для улучшения прокаливаемости и коррозионной стойкости в сталь добавляют кремний. Кремний часто используется с марганцем для получения прочной, вязкой стали. В режущем инструменте используются быстрорежущие инструментальные стали со специальным составом сплава. Содержание углерода колеблется от 0.От 70% до 0,80%. Для улучшения свариваемости их сваривают индукционным методом. В противном случае их сложно сваривать.
• Конструкционные легированные стали (низколегированные конструкционные стали с высоким пределом текучести) : Этот тип стали намного прочнее, чем низкоуглеродистые стали. Малоуглеродистые стали называют конструкционными сплавами. Сталь отпускается и закаливается для получения предела прочности на разрыв от 689 500 до 965 300 кПа (от 100 000 до 140 000 фунтов на квадратный дюйм) и предела текучести от 620 550 до 689 500 кПа (от 90 000 до 100 000 фунтов на квадратный дюйм) в зависимости от формы и размера.Когда эти высокопрочные стали изготавливаются в виде конструктивных элементов, они могут иметь меньшие площади поперечного сечения, чем обычные конструкционные стали, и при этом иметь равную прочность. Эти стали более устойчивы к истиранию и коррозии. В искровых испытаниях конструкционные стальные сплавы выглядят похожими на низкоуглеродистые стали.

Идентификационные испытания легированной стали

• Внешний вид : Легированные стали выглядят так же, как штампованная сталь.
• Испытание на излом : Легированная сталь обычно очень мелкозернистая, иногда трещина кажется бархатистой.
• Искровое испытание : Из легированной стали образуются характерные искры по форме и цвету. Распространенные сплавы, используемые в стали, и их влияние на искровой поток:
  • Хром : При искровых испытаниях стали, содержащие от 1% до 2% хрома, не имеют выдающихся характеристик. Большое количество хрома сокращает длину искрового потока вдвое по сравнению с той же сталью без хрома, не оказывая заметного влияния на яркость потока. Другие элементы так же уменьшают поток и делают его унылым.Нержавеющая сталь с 18% хрома и 8% никелем дает искру, которая похожа на искру, но вдвое короче кованого железа. Сталь, не содержащая никеля и 14% хрома, обеспечивает более короткую искру с низким содержанием углерода. У 18-процентной хромистой и 2-процентной углеродистой стали (хромистой штамповой стали) есть искра, которая похожа на искру, создаваемую углеродистой инструментальной сталью, но с длиной, которая составляет одну треть ее длины.
  • Никель : Непосредственно перед вилкой никелевая искра имеет короткую, четко очерченную полосу яркого света. Никель, в количестве, найденном в S.Стали A.E. распознаются только тогда, когда содержание углерода настолько низкое, что разрывы не слишком заметны.
  • H igh из хромоникелевых легированных (нержавеющих) сталей : При искровом испытании испускаемые искры белые около конца полосы и соломенные около шлифовального круга. Объем полосы средний с умеренным количеством разветвленных всплесков.
  • Марганец : Углеродистая сталь и сплав марганцевой стали имеют одинаковую искру. Сила разрыва и объем искровой струи возрастают с увеличением содержания марганца.Если в стали содержится больше, чем обычно, марганца, искра будет похожа на искру из высокоуглеродистой стали с низким содержанием марганца.
  • Молибден : Сталь, содержащая этот элемент, дает характерную искру с отделенным наконечником стрелы, похожую на искру из кованого железа. Это видно даже при относительно сильных выбросах углерода. Никель, хром или оба они содержатся в легированной молибденовой стали.
  • Другие элементы с молибденом : Когда вольфрам в быстрорежущей стали предъявляется иск для замены некоторых других элементов и молибдена, поток искры становится оранжевого цвета.Хотя другие предметы излучают красную искру, их цвет достаточно различен, чтобы отличить их от вольфрамовой искры.
  • Вольфрам : При испытании вольфрама поток искры, ближайший к колесу, становится тускло-красным. Поток искры укорачивается, уменьшается в размерах или исключается выброс углерода. Сталь, содержащая 10% вольфрама, приводит к изогнутым коротким оранжевым остриям на концах несущих строп. При дальнейшем уменьшении содержания вольфрама на конце наконечника копья вы увидите небольшие белые вспышки.Несущие линии кажутся от оранжевого до тускло-красного, в зависимости от того, какие другие элементы находятся в стали, особенно когда она имеет высокое содержание вольфрама.
  • Ванадий : Легированные стали, содержащие ванадий, образуют искры с оторванным наконечником стрелки на конце несущего звена, подобные искрам, возникающим в молибденовых сталях. Испытание на искру не является положительным для ванадиевых сталей.
  • Быстрорежущие инструментальные стали : Рядом с колесом при искровом испытании будет образовано несколько удлиненных искр с вилкой.Искры в конце ручья будут соломенного цвета.

Процесс отжига стали

Полный отжиг

Во время этого процесса на этапе нагрева образуется мелкозернистый аустенит. После охлаждения получается мелкозернистая структура. В результате улучшаются вязкость, пластичность и механические свойства. Это процесс, при котором заэвтектоидная сталь нагревается на 30–50 ° C выше критической температуры. При этой температуре его выдерживают в течение некоторого времени, что обеспечивает тщательный нагрев металла.Фазовое превращение происходит по всему металлу. Затем следует медленное охлаждение в печи. Скорость нагрева обычно составляет 100 ° C / час, а время выдержки – один час на тонну металла. Скорость охлаждения поддерживается в пределах 10–100 ° C для легированных сталей и может составлять 200 ° C / час для углеродистых сталей.

Частичный отжиг

Частичный отжиг – это процесс, при котором сталь нагревается немного выше более низкой критической температуры. Этот отжиг применяется только для заэвтектоидных сталей. Он также применяется к заэвтектоидным сталям, твердость которых должна быть снижена при улучшении обрабатываемости.При этой операции перлит превращается в аустенит, а феррит частично деформируется в аустенит. За периодом нагрева и выдержки следует медленное охлаждение.

Изотермический отжиг

При изотермическом отжиге сталь нагревают так же, как и при полном отжиге. Он быстро охлаждается с 500 ° C до 100 ° C ниже критической температуры. Затем следует выдержка стали при этой температуре в течение длительного периода времени, что приводит к полному разложению железа.Затем его охлаждают на воздухе. Изотермический отжиг дает более однородную структуру по всему сечению и улучшает обрабатываемость.

Нормализация стали

Нормализация стали – это процесс нагрева стали до температуры на 50 ° C или более выше критической температуры 723 ° C. Полное превращение происходит, когда сталь выдерживается при этой температуре в течение значительного периода времени. Далее следует воздушное охлаждение стали. При нормализации происходит полная фазовая рекристаллизация и получается мелкозернистая структура.

Скорость охлаждения выше, чем в печи. Во время охлаждения на воздухе аустенит превращается в более мелкую и более обильную перлитную структуру по сравнению с отжигом. Свойства, полученные при нормализации, зависят от размера и состава стали. По мере того, как более мелкие детали охлаждаются быстрее из-за большей площади экспонирования, образуется мелкий перлит, и поэтому они тверже, чем более крупные. Целью нормализации является улучшение структуры стали и устранение деформаций, которые могли быть вызваны холодной обработкой.

Кристаллическая структура искажается при холодной обработке стали. Металл может стать нереалистичным и хрупким.

Закалка

Для эффективного превращения аустенита в мартенсит необходимо быстрое охлаждение, поэтому температура превращения составляет примерно от 750 до 300 ° C. При этом происходит очень быстрое охлаждение и возникают проблемы с растрескиванием и деформацией. Факторы, которые приводят к деформации и растрескиванию металла:

1. Когда металл охлаждается, он подвергается сжатию, которое обычно не является равномерным, но происходит на внешних поверхностях и в тонких срезах продукта.
2. Когда сталь остывает в критическом диапазоне, происходит расширение. Теперь, если мы организуем охлаждение всего объема металла внезапно в один и тот же момент, у нас не должно возникнуть особых проблем с изменением объема и т. Д., Но, к сожалению, это невозможно. Когда мы внезапно погружаем металл в воду из печи при температуре отжига, внешняя часть металла вступает в контакт с водой, немедленно охлаждается и подвергается расширению своего критического диапазона, что приводит к образованию твердой и жесткой корки металла.Однако внутренняя часть металла еще не почувствовала закалочного эффекта и все еще раскалена докрасна. Когда закалочный эффект передается на внешнюю часть стали через критический диапазон, внешний слой не трескается. Размер, форма и скорость закалки изделия влияют на устранение деформации, трещин и затвердевания. Применяется уникальная технология погружения в охлаждающую среду (может быть вода, масло или солевой раствор), как описано ниже:
   1. Длинные изделия погружают так, чтобы их ось была перпендикулярна поверхности ванны.
   2. Тонкие и плоские изделия сначала погружают краями в ванну.
   3. Изогнутая часть изделия удерживается вверх во время погружения.
   4. Тяжелые изделия удерживаются в неподвижном состоянии с перемешиванием охлаждающей среды вокруг них.

   Изделия с очень шероховатой поверхностью не реагируют на равномерное упрочнение, поэтому этот фактор следует учитывать перед выполнением операции закалки.

Закалка

Мартенситные структуры, образованные прямой закалкой из высокоуглеродистой стали, твердые и прочные, но также хрупкие.Они содержат внутренние напряжения, которые являются серьезными и неравномерно распределенными, вызывая трещины или даже разрушение закаленной стали. Закалка проводится для достижения одной или нескольких из следующих целей:

1. Для уменьшения внутренних напряжений, возникающих при операциях термической обработки.
2. Для стабилизации структуры металла.
3. Сделать сталь прочной, чтобы противостоять усталости и ударам.
4. Для снижения твердости и повышения пластичности

Таким образом, отпуск заключается в нагреве закаленной закаленной стали в мартенситном состоянии до температуры ниже нижней критической температуры.Его необходимо выдержать при этой температуре в течение достаточного времени, а затем медленно охладить до комнатной температуры.

Закалка подразделяется на следующие три типа:

1. Закалка при низких температурах : Изделие нагревается от 150 до 250 ° C в течение определенного времени. Цель этой процедуры – снять внутренние напряжения и повысить пластичность при значительном снижении твердости. Низкотемпературный отпуск
   применяется при термообработке режущего инструмента из углеродистой и низколегированной стали, а также для измерения инструментов и компонентов, подвергшихся науглероживанию и поверхностной закалке.
2. Среднетемпературный отпуск : Изделие нагревают от 350 до 450 ° C в течение определенного времени, прежде чем дать ему остыть на воздухе или закалить в определенных средах. Мартенсит превращается во вторичный троостит. Результаты обеспечивают снижение твердости и прочности металла на
   и улучшение пластичности. Этот процесс используется при производстве многослойных пружин и витков для обеспечения прочности.
3. Высокотемпературный отпуск : Выполняется при температуре от 500 до 650 ° C, что полностью устраняет внутренние напряжения и обеспечивает прочность.Твердость практически обусловлена ​​продолжительным нагревом во время процесса цементации, зерна сердцевины становятся относительно крупными, поэтому необходимо измельчение сердцевины. Рафинирование компонентов достигается путем их нагрева до 850 ° C с последующим охлаждением на воздухе или закалкой в ​​масле.
   Таким образом, науглероживание обеспечивает твердый корпус с мягким сердечником. Если есть хрупкость сердечника, его удаляют обычным отпуском при температуре 180–270 ° C.

Карбонитрирование

Что такое карбонитрирование стали?

Карбонитрирование стали – это технология изготовления твердого каркаса с использованием газов для добавления азота и аммиака на поверхность стали.В процессе нитроцементации используется аммиак, оксид углерода и углеводороды. Температура карбонитрирования составляет от 780 ° C до 875 ° C с 840 ° C в течение 6-9 часов. Используется печь с подачей газа-носителя (оксид углерода, углеводород, аммиак) под положительным давлением для проверки и предотвращения проникновения воздуха. Таким образом, упрощается контроль процесса.

Карбонитрирование стали

При температурах печи добавленный аммиак распадается с образованием азота на поверхности стали.Азот в поверхностном слое стальных деталей увеличивает закаливаемость и позволяет закалку закалкой в ​​масле (вместо закалки в воде). Таким образом исключается вероятность появления трещин и деформации. Часть стальных компонентов, не подлежащая карбонитрированию, может быть защищена слоем меди.

Цианирование

Что такое цианирование?

Цианирование – это процесс использования ванны с жидким цианидом для создания износостойкого корпуса с прочным сердечником для низкоуглеродистой стали.В этом процессе кусок низкоуглеродистой стали погружают в расплавленную мягкую ванну, содержащую цианид (обычно он содержит от 20% до 50% цианида натрия до 40% карбоната натрия и различные количества хлорида натрия и бария) при температуре от 840 ° C до 940 ° C, а затем закалка стали в воде или масле. Перед закалкой сталь выдерживают в ванне от 15 до 20 минут. Время выдержки зависит от глубины затвердевания гильзы и размера компонента. В средних условиях, как обсуждалось выше, глубина корпуса 0.125 мм, то есть за 15 минут и при 840 ° C. Этот метод в основном используется для корпусов толщиной не более 0,8 мм.

Образовавшаяся твердость обусловлена ​​присутствием в поверхностном слое соединений азота, а также углерода. Химический состав процесса цианирования следующий:

Химия процесса цианирования

Сгенерированные C&N поглощаются поверхностью. Собственная твердость придает азот, в то время как содержание абсорбированного углерода в стали будет реагировать на закалку.

Преимущества цианирования

1. При необходимости можно сохранить глянцевую поверхность обработанной детали.
2. Искажения легко избежать.
3. Твердость от сердцевины к корпусу является постепенной, и мы можем устранить отслаивание сердцевины.

Закалка пламенем

Что такое закалка пламенем?

Закалка пламенем – это процесс поверхностного упрочнения, при котором твердый износостойкий слой на прочном стальном сердечнике образуется путем нагревания пламенем кислородно-ацетиленовой горелки.Затем поверхность охлаждают водой. Пламя направляется на нужную деталь, не нагревая оставшуюся часть работы.

Сталь, необходимая для закалки пламенем, обычно содержит от 0,4 до 0,6% углерода. Компонент или деталь нагревается до аустенитного диапазона. Вероятность растрескивания и деформации снижается за счет уменьшения напряжений за счет локализации пламени.

Преимущества огнестойких стальных сплавов

1. Время, затрачиваемое на нагрев, сравнительно меньше, чем при нагревании необходимого металла в печи.
2. Метод выгоден тем, что отдельные поверхности можно упрочнять даже на очень больших машинах / компонентах, которые слишком неудобны или слишком велики для размещения в печи.
3. Закалка пламенем удобна, когда твердость требуется только на ограниченной глубине, а остальная часть сохраняет исходную вязкость и пластичность.

Ограничения по закалке пламенем

Единственное ограничение – когда происходит точный перегрев из-за плохого контроля температуры, это может привести к растрескиванию и деформации обрабатываемых компонентов.

Применение закалки пламенем

• Ключ рожковый
• Способы токарные
• Значение заканчивается
• Плашки стальные
• Черви
• Шпиндели
• Шкивы
• Зубья шестерни

Индукционная закалка

Что такое индукционная закалка?

Индукционная закалка – это процесс, при котором поверхностная закалка достигается путем помещения детали в индуктор (состоящий из меди), который является первичной обмоткой трансформатора.Компоненты размещены таким образом, чтобы не касаться катушки индуктивности. В этом процессе пропускается высокочастотный ток около 2000 циклов в секунду. Эффект нагрева возникает из-за наведенного вихревого тока и гистерезисных потерь материала поверхности.

Температура закалки составляет от 750 ° C до 760 ° C для 0,5% углеродистой стали и от 790 ° C до 810 ° C для легированных сталей. Затем нагретые участки немедленно охлаждаются струей воды под давлением. Глубина корпуса около 3 мм достигается примерно за 5 секунд.Фактическое время зависит от используемой частоты, потребляемой мощности и необходимой глубины затвердевания.

Преимущества индукционной закалки

1. Время нагрева чрезвычайно мало, поэтому искажения, если они есть, значительно уменьшаются.

2. Позволяет автоматизировать процесс термообработки без окисления поверхности.

3. Индукционная закалка обеспечивает высокую твердость, более высокую износостойкость, более высокую ударную вязкость и более высокий предел выносливости по сравнению с обычными закаленными сталями.

Ограничения

1. Дороговизна на оборудование
2. Область применения ограничена среднеуглеродистыми и легированными сталями

Приложения

1. Шпиндели
2. Разрывные барабаны
3. Шестерни
4. Поверхности коленчатого вала
5. Поверхности распредвала

Азотирование

Что такое азотирование?

Азотирование – это процесс поверхностного упрочнения. Он используется для получения компонентов с твердой стальной поверхностью.Этот метод обычно используется для тех сталей, которые легированы такими металлами, как алюминий, молибден, марганец и хром. Операция азотирования является последней операцией, выполняемой после закалки в масле (от 840 ° C до 900 ° C), отпуска, черновой обработки, стабилизации (для снятия внутренних напряжений) и окончательной обработки компонентов.

Обработанные и готовые стальные компоненты помещаются в герметичный контейнер из хромоникелевой стали, снабженный впускными и выпускными трубками, через которые циркулирует Nh5 (при температуре от 450 ° C до 540 ° C.) Nh5 в печи диссоциирует с высвобождением образующегося азота, который реагирует с поверхностью компонентов и образует очень твердые нитриды.

Использование азотирования

Процесс азотирования используется при производстве компонентов машин, требующих высокой износостойкости при повышенных температурах, таких как:

• цилиндрические линии
• коленвалы
• клапаны для самолетов
• клапаны автомобильные
• оправки
• шестерни
• Плашки для вытяжки
• калибры
• валы насоса
• детали подшипника качения
• шариковые подшипники

Преимущества азотирования

1. Очень высокая твердость поверхности с отличной износостойкостью.

2. Минимальные трещины и деформация за счет устранения закалки

3. Экономичный для базового производства, механической обработки и чистовой обработки

4. Азотированные компоненты сохраняют твердость до 510 ° C.

Недостатки азотирования

1. Время работы велико при небольшой глубине цементированных деталей и может привести к окислению.

2. Применимо к сталям, которые могут образовывать хорошие нитриды.

Специальная сталь

Листовая сталь: Сварные конструкции, такие как лафеты, используют листовую сталь.

При работе с листовой сталью некоторые из них, не содержащие никеля, или технические сорта низколегированной конструкционной стали с содержанием углерода не более 0,25% лучше подходят для сварочных работ, чем те, которые содержат максимальное содержание углерода 0,30%. Примером такого типа пластин является низкоуглеродистая легированная сталь, которая называется броневой пластиной. Листы этого типа обычно используются в прокатанном состоянии.

При использовании покрытого электрода для электродуговой сварки может потребоваться предварительный нагрев металла с последующей соответствующей термообработкой для снятия напряжений с последующим нагревом для создания структуры, в которой сварное соединение имеет свойства, равные свойствам металлической пластины.

Бесплатные брошюры

Аустенитная нержавеющая сталь
от ASM International
Нержавеющая сталь для инженеров-проектировщиков

Список литературы

«Тель-Авивский университет. Сплав – это комбинация в растворе или компаунде.. ”(По состоянию на 8 февраля 2017 г.).

«Сварка пружинной стали – сварка, склеивание и крепление…» N.p., n.d. Интернет. 14 февраля 2017 г.

«Историческое использование материалов на протяжении всей истории человечества…». N.p., n.d. Интернет. 15 февраля 2017 г. .

«Глава 1 Введение в типы и идентификацию металла». Seabeamagazine . N.p., n.d. Интернет. 15 февраля 2017 г.

Steel: Maine Welding Company. « MeWelding . N.p., н.о. Интернет. 15 февраля 2017 г.

Типы металлов

Справочник по черным металлам

Как узнать, что этот металл – углеродистая или нержавеющая сталь?

– это металлы, которые используются в широком спектре коммерческих и потребительских приложений. Основное различие между ними заключается в компонентах, которые добавляются к стали, чтобы сделать ее полезной для предполагаемых целей. Углеродистая сталь имеет более высокое содержание углерода, что придает стали более низкую температуру плавления, большую пластичность и долговечность, а также лучшее распределение тепла. Нержавеющая сталь имеет высокое содержание хрома, который образует невидимый слой на стали, предотвращающий коррозию и образование пятен.

Для стороннего наблюдателя углеродистая сталь и нержавеющая сталь легко отличить. Углеродистая сталь тусклая, с матовым покрытием, сравнимым с чугунным горшком или кованым ограждением. Нержавеющая сталь блестящая и бывает различных марок, которые могут увеличивать содержание хрома в сплаве до тех пор, пока поверхность стали не станет такой же отражающей, как зеркало. Покрытие, обеспечиваемое хромом, делает нержавеющую сталь привлекательной в ее естественном состоянии, без необходимости окрашивания или какой-либо другой отделки.

Есть несколько разных способов отличить стали.Существует несколько различных типов нержавеющей стали, поэтому одни тесты работают лучше, чем другие. Нержавеющая сталь серии 300 содержит хром и никель, которые делают эту сталь немагнитной, но сталь серии 400 содержит только хром, который делает этот тип магнитным, поэтому сначала проверьте, не прилипает ли к ней магнит, тогда – это нержавеющая сталь . Если магнит все же прилипает к нему, это не означает, что это высокоуглеродистая сталь, поэтому переходите к следующему испытанию. Осмотрите сталь, нет ли на ней какой-либо ржавчины, какого-либо красного окисления металла, указывающего на более высокое содержание железа, которое встречается в основном в углеродистой стали, нержавеющая сталь НЕ будет ржаветь таким образом, поэтому, если вы не против Проверив его, попробуйте нанести на него каплю воды и оставить на ночь. Если появляется красная ржавчина, это углеродистая сталь, если нет – нержавеющая сталь.

Какой металл лучший дирижер?

Давайте вернемся к периодической таблице, чтобы объяснить, какие металлы лучше всего проводят электричество. Количество валентных электронов в атоме – это то, что делает материал способным проводить электричество. Внешняя оболочка атома – валентность. В большинстве случаев проводники имеют один или два (иногда три) валентных электрона.

Металлы с ОДНИМ валентным электроном – это медь, золото, платина и серебро. Железо имеет два валентных электрона. Хотя алюминий имеет три валентных электрона, он также является отличным проводником.Полупроводник – это материал, который имеет 4 валентных электрона.

Металлическое соединение заставляет металлы проводить электричество. В металлической связи атомы металла окружены постоянно движущимся «морем электронов». Это движущееся море электронов позволяет металлу проводить электричество и свободно перемещаться между ионами.

Большинство металлов в определенной степени проводят электричество. Некоторые металлы обладают большей проводимостью, чем другие. Медь, серебро, алюминий, золото, сталь и латунь являются обычными проводниками электричества.Металлы с самой высокой проводимостью – это серебро, медь и золото.

Этот список электропроводности включает сплавы, а также чистые элементы. Поскольку размер и форма вещества влияют на его проводимость, в списке предполагается, что все образцы имеют одинаковый размер. Здесь представлены основные типы металлов и некоторые распространенные сплавы в порядке убывания проводимости, как и в Metal Detecting World.

(одинакового размера)

Серебро Проводимость

«Серебро – лучший проводник электричества, потому что оно содержит большее количество подвижных атомов (свободных электронов).Чтобы материал был хорошим проводником, пропускаемое через него электричество должно перемещать электроны; чем больше в металле свободных электронов, тем выше его проводимость. Однако серебро дороже других материалов и обычно не используется, если только оно не требуется для специального оборудования, такого как спутники или печатные платы », – поясняет Sciencing.com.

Медная проводимость

«Медь менее проводящая, чем серебро, но дешевле и обычно используется в качестве эффективного проводника в бытовых приборах.Большинство проводов имеют медное покрытие, а сердечники электромагнитов обычно оборачиваются медной проволокой. Медь также легко паять и наматывать на провода, поэтому ее часто используют, когда требуется большое количество проводящего материала », – сообщает Sciencing.com

Золото Проводимость

Хотя золото является хорошим проводником электричества и не тускнеет на воздухе, оно слишком дорого для обычного использования. Индивидуальные свойства делают его идеальным для конкретных целей.

Проводимость алюминия

Алюминий может проводить электричество, но он не проводит электричество так же хорошо, как медь.Алюминий образует электрически стойкую оксидную поверхность в электрических соединениях, что может вызвать их перегрев. В высоковольтных линиях электропередачи, заключенных в стальной корпус для дополнительной защиты, используется алюминий.

Цинк Проводимость

ScienceViews.com объясняет, что «Цинк – это сине-серый металлический элемент с атомным номером 30. При комнатной температуре цинк является хрупким, но становится пластичным при 100 C. Податливость означает, что он может изгибаться и формироваться без разрушения.Цинк – умеренно хороший проводник электричества ».

Никель Проводимость

Большинство металлов проводят электричество. Никель – элемент с высокой электропроводностью.

Латунь Проводимость

Латунь – это металл, работающий на растяжение, который используется для небольших станков, поскольку его легко сгибать и формовать в различные детали. Его преимущества по сравнению со сталью заключаются в том, что он немного более проводящий, дешевле в приобретении, менее коррозионный, чем сталь, и при этом сохраняет ценность после использования. Латунь – это сплав.

Бронза, проводимость

Бронза – это электропроводящий сплав, а не элемент.

Электропроводность железа

Железо имеет металлические связи, в которых электроны могут свободно перемещаться вокруг более чем одного атома. Это называется делокализацией. Из-за этого железо – хороший проводник.

Платина Проводимость

Платина – это элемент с высокой электропроводностью, который более пластичен, чем золото, серебро или медь. Он менее податлив, чем золото.Металл обладает отличной устойчивостью к коррозии, устойчив при высоких температурах и имеет стабильные электрические свойства.

Электропроводность стали

Сталь – это проводник и сплав железа. Сталь обычно используется для оболочки других проводников, потому что это негибкий и очень коррозионный металл при контакте с воздухом.

Проводимость свинца

«Хотя соединения свинца могут быть хорошими изоляторами, чистый свинец – это металл, который проводит электричество, что делает его плохим изолятором.Удельное сопротивление свинца составляет 22 миллиардных метра. Он находит применение в электрических контактах, потому что, будучи относительно мягким металлом, он легко деформируется при затягивании и обеспечивает прочное соединение. Например, разъемы для автомобильных аккумуляторов обычно делают из свинца. Стартер автомобиля на короткое время потребляет ток более 100 ампер, что требует надежного подключения к аккумулятору », – поясняет сайт Sciencing.com.

Проводимость нержавеющей стали

Нержавеющая сталь, как и все металлы, является относительно хорошим проводником электричества.

Факторы, влияющие на электропроводность

Определенные факторы могут повлиять на то, насколько хорошо материал проводит электричество. ThoughtCo объясняет эти факторы здесь:

• Температура: Изменение температуры серебра или любого другого проводника изменяет его проводимость. Как правило, повышение температуры вызывает тепловое возбуждение атомов и снижает проводимость, одновременно увеличивая удельное сопротивление. Взаимосвязь линейная, но при низких температурах она нарушается.
• Примеси: Добавление примесей к проводнику снижает его проводимость. Например, чистое серебро не так хорошо проводит провод, как чистое серебро. Окисленное серебро – не такой хороший проводник, как чистое серебро. Примеси препятствуют потоку электронов.
• Кристаллическая структура и фазы: Если в материале есть разные фазы, проводимость на границе раздела немного замедлится и может отличаться от одной структуры от другой. Способ обработки материала может повлиять на то, насколько хорошо он проводит электричество.
• Электромагнитные поля: Проводники генерируют собственные электромагнитные поля, когда через них проходит электричество, причем магнитное поле перпендикулярно электрическому полю. Внешние электромагнитные поля могут создавать магнитосопротивление, которое может замедлять ток.
• Частота: Число циклов колебаний, которые переменный электрический ток совершает в секунду, является его частотой в герцах. Выше определенного уровня высокая частота может вызвать протекание тока вокруг проводника, а не через него (скин-эффект).Поскольку нет колебаний и, следовательно, нет частоты, скин-эффект не возникает при постоянном токе.

Посетите Tampa Steel & Supply для качественной стали и алюминия

Вам нужны запасы стали? Не ищите ничего, кроме профессионалов Tampa Steel and Supply. У нас есть обширный перечень стальной продукции для любого проекта, который вам нужен. Мы гордимся тем, что обслуживаем наших клиентов почти четыре десятилетия, и готовы помочь вам с вашими потребностями в стали.Есть вопросы? Позвоните нам сегодня, чтобы узнать больше, или загляните в наш красивый выставочный зал Тампа.

Сделайте запрос онлайн
или позвоните в Tampa Steel & Supply по телефону (813) 241-2801

сталь | Состав, свойства, типы, марки и факты

Основной металл: железо

Железная руда – один из самых распространенных элементов на Земле, и одно из основных ее применений – производство стали. В сочетании с углеродом железо полностью меняет свой характер и становится легированной сталью.

Основным компонентом стали является железо, металл, который в чистом виде не намного тверже меди.За исключением крайних случаев, железо в твердом состоянии, как и все другие металлы, является поликристаллическим, то есть состоит из множества кристаллов, которые соединяются друг с другом на своих границах. Кристалл – это упорядоченное расположение атомов, которое лучше всего можно представить как сферы, соприкасающиеся друг с другом. Они упорядочены в плоскостях, называемых решетками, которые определенным образом пронизывают друг друга. Для железа структуру решетки лучше всего представить в виде единичного куба с восемью атомами железа в углах. Для уникальности стали важна аллотропия железа, то есть его существование в двух кристаллических формах.В объемно-центрированной кубической (ОЦК) конфигурации в центре каждого куба находится дополнительный атом железа. В расположении гранецентрированного куба (ГЦК) есть один дополнительный атом железа в центре каждой из шести граней единичного куба. Важно отметить, что стороны гранецентрированного куба или расстояния между соседними решетками в ГЦК-конфигурации примерно на 25 процентов больше, чем в ОЦК-структуре; это означает, что в структуре ГЦК больше места, чем в структуре БЦК, для хранения посторонних ( i.е., легирующих) атомов в твердом растворе.

Железо имеет аллотропию ОЦК ниже 912 ° C (1674 ° F) и от 1394 ° C (2541 ° F) до точки плавления 1538 ° C (2800 ° F). Называемое ферритом, железо в его ОЦК-образовании также называется альфа-железом в более низком температурном диапазоне и дельта-железом в более высокой температурной зоне. Между 912 ° и 1394 ° C железо находится в порядке ГЦК, которое называется аустенитом или гамма-железом. Аллотропное поведение железа сохраняется, за некоторыми исключениями, в стали, даже когда сплав содержит значительные количества других элементов.

Существует также термин бета-железо, который относится не к механическим свойствам, а, скорее, к сильным магнитным характеристикам железа. При температуре ниже 770 ° C (1420 ° F) железо является ферромагнитным; температуру, выше которой он теряет это свойство, часто называют точкой Кюри.

В чистом виде железо мягкое и, как правило, не используется в качестве конструкционного материала; основной метод его упрочнения и превращения в сталь – добавление небольшого количества углерода.В твердой стали углерод обычно присутствует в двух формах. Либо он находится в твердом растворе в аустените и феррите, либо находится в виде карбида. Форма карбида может быть карбидом железа (Fe ₃ C, известный как цементит) или карбидом легирующего элемента, такого как титан. (С другой стороны, в сером чугуне углерод проявляется в виде хлопьев или кластеров графита из-за присутствия кремния, подавляющего образование карбидов.)

Влияние углерода лучше всего иллюстрируется диаграммой равновесия железо-углерод.Линия A-B-C представляет точки ликвидуса (, т.е. температуры, при которых расплавленное железо начинает затвердевать), а линия H-J-E-C представляет точки солидуса (при которых затвердевание завершается). Линия A-B-C показывает, что температура затвердевания снижается по мере увеличения содержания углерода в расплаве железа. (Это объясняет, почему серый чугун, содержащий более 2 процентов углерода, обрабатывается при гораздо более низких температурах, чем сталь.) Расплавленная сталь, например, с содержанием углерода 0.77 процентов (показано вертикальной пунктирной линией на рисунке) начинают затвердевать при температуре около 1475 ° C (2660 ° F) и полностью затвердевают при температуре около 1400 ° C (2550 ° F). С этого момента все кристаллы железа находятся в аустенитном – т. Е. ГЦК – расположении и содержат весь углерод в твердом растворе. При дальнейшем охлаждении происходит резкое изменение примерно при 727 ° C (1341 ° F), когда кристаллы аустенита превращаются в тонкую пластинчатую структуру, состоящую из чередующихся пластинок феррита и карбида железа.Эта микроструктура называется перлитом, а изменение называется эвтектоидным превращением. Перлит имеет твердость алмазной пирамиды (DPH) приблизительно 200 килограммов-сил на квадратный миллиметр (285 000 фунтов на квадратный дюйм), по сравнению с DPH 70 килограммов-сил на квадратный миллиметр для чистого железа. Охлаждение стали с более низким содержанием углерода (, например, 0,25 процента) приводит к получению микроструктуры, содержащей около 50 процентов перлита и 50 процентов феррита; он мягче, чем перлит, с DPH около 130.Сталь с содержанием углерода более 0,77 процента, например 1,05 процента, содержит в своей микроструктуре перлит и цементит; он тверже перлита и может иметь DPH 250.

Диаграмма равновесия железо-углерод.

Самые прочные металлы на Земле

Первое качество, с которым ассоциируется у нас металл, это прочность. На самом деле прочность определяется несколькими свойствами, учитывая которые именно сталь и ее сплавы находятся в списке самых прочных металлов.

Что же такое прочность? Это способность материала выдерживать внешние нагрузки, при этом не разрушаясь. При оценке прочности металла учитывается много параметров и качеств: насколько хорошо металл сопротивляется разрыву, как он противостоит сжатию, каков порог перехода от упругого к пластическому состоянию, когда деформация материала становится необратимой, какова способность материала сопротивляться распространению трещин и т.п.

Прочные сплавы и природные металлы

Сплавы представляют собой комбинации разных металлов. Потребность получить самые разные качественные характеристики металлов, среди которых и прочность, привела к появлению различных сплавов. Одним из важных в этом смысле сплавов является сталь, которая представляет собой комбинацию железа и углерода. Итак, какие же металлы принято считать самыми прочными на Земле?

Поскольку для определения прочности металла необходимо учесть очень много факторов, трудно однозначным образом упорядочить металлы от самого «крепкого» до самого «слабого». В зависимости от того, какое свойство считается наиболее важным в каждом конкретном случае, и будет складываться расстановка сил прочности среди металлов.

Сталь и ее сплавы

Сталь — это прочный сплав железа и углерода, с добавками других элементов, таких как кремний, марганец, ванадий, ниобий и пр. Благодаря различным системам легирования стали можно получать совершенно разный комплекс свойств новых сплавов.

Так, высокоуглеродистая сталь – это сплав железа с высоким содержанием углерода – получается прочной, относительно дешевой, долговечной, она хорошо поддается обработке. Из недостатков стоит отметить низкую прокаливаемость и низкую теплостойкость, что делает углеродистую сталь уязвимой в агрессивной среде.

Сферы применения: из углеродистой стали изготавливают различные инструменты, детали машин и сложных механизмов, элементы металлоконструкций. Важным условием применения таких изделий является неагрессивная среда.

Сплав стали, железа и никеля – один из наиболее прочных сплавов. Существует несколько его разновидностей, но в целом легирование углеродистой стали никелем увеличивает предел текучести до 1420 МПа и при этом показатель предела прочности на разрыв доходит до 1460 МПа.

Сферы применения: сплавы на никелевой основе используют в конструкциях некоторых типов мощных атомных реакторов в качестве защитных высокотемпературных оболочек для предохранения от коррозии урановых стержней.

Нержавеющая сталь – коррозионностойкий сплав стали, хрома и марганца с пределом текучести до 1560 МПа и пределом прочности на разрыв до 1600 МПа. Как и все виды стали, этот сплав обладает высокой ударопрочностью и имеет средний балл по шкале Мооса.

Сферы применения: благодаря своим антикоррозийным свойствам нержавеющую сталь широко применяют в самых разных областях – нефтехимической промышленности, машиностроении, строительстве, электроэнергетике, кораблестроении, пищевой промышленности и для изготовления бытовых приборов.

Особо твердые сплавы

Сплавы на основе карбидов вольфрама, титана, тантала обладают твердостью, которой позавидует любой молот Тора.

Титан – это наиболее растиражированный в средствах массовой информации и кинематографе природный металл, который принято ассоциировать с суперпрочностью. Его удельная прочность почти вдвое выше, чем аналогичная характеристика легированных сталей. Он обладает самым высоким отношением прочности на разрыв к плотности из всех металлов. По этому показателю он обошел вольфрам, вот только по шкале твердости Мооса титан ему уступает. Тем не менее, титановые сплавы прочны и легки.

Сферы применения: титан и его сплавы часто используются в аэрокосмической промышленности. Из него делают элементы обшивки космических кораблей, топливные баки, детали реактивных двигателей. Активно используют его и в морском судостроении, строительстве трубопроводов для агрессивных сред и в качестве конструкционного материала.

Вольфрам с его самой высокой прочностью на растяжение среди всех встречающихся в природе металлов часто комбинируют со сталью и другими металлами для создания еще более прочных сплавов. К недостаткам вольфрама можно отнести его хрупкость и способность к разрушению при ударе.

Сферы применения: вольфрам применяют в металлургии для производства легированных сталей и различных сплавов, в электротехнической индустрии для изготовления элементов осветительных приборов, в машино- и авиастроении, в космической отрасли и химпроме. Сплав вольфрама и углерода (карбид вольфрама) используют для производства инструментов с режущими краями, таких как ножи и дисковые пилы, а также износостойких рабочих элементов горношахтного оборудования и прокатных валков.

Тантал обладает сразу тремя достоинствами – прочностью, плотностью и устойчивостью к коррозии. Он состоит в группе тугоплавких металлов, как и выше описанный вольфрам.

Сферы применения: тантал используется в производстве электроники и сверхмощных конденсаторов для персональных компьютеров, смартфонов, камер и для электронных устройств в автомобилях.

Инновационные сплавы

Существует ряд сплавов, которые появились совсем недавно, но уже успели завоевать признание благодаря своим «сверхкачествам» и активно используются в аэрокосмической сфере и медицине.

Алюминид титана – сплав титана и алюминия, который выдерживает высокие температуры и обладает антикоррозийными свойствами, но при этом он довольно хрупкий и недостаточно пластичный. Тем не менее, он нашел свое применение в производстве специальных защитных покрытий.

Сплав титана с золотом – еще один уникальный материал, который был разработан несколько лет назад группой ученых из университетов США. Основная задача, которая стояла перед учеными, создать материал крепче титана, который можно было бы применять в медицине для производства протезов, совместимых с биотканью. Дело в том, что титановые протезы, несмотря на свою прочность, изнашиваются относительно быстро, их приходится менять каждые 10 лет. А вот сплав титана с золотом оказался вчетверо более прочным, чем те сплавы, что сейчас используются в производстве протезов.

и нержавеющая сталь

Все стали содержат углерод (на самом деле от 0,02% до 2,1%!), Так почему же одна разновидность стали называется углеродистой сталью? Как оказалось, термин углеродистая сталь на самом деле используется для описания двух различных типов стали: углеродистой стали и низколегированной стали. С другой стороны, нержавеющая сталь – это специализированная группа стальных сплавов, разработанных для защиты от коррозии. В этой статье мы сравниваем углеродистую сталь и нержавеющую сталь.

Запросите бесплатную металлическую деталь, напечатанную на 3D-принтере

Что на самом деле означает углеродистая сталь?

«Углеродистая сталь» имеет два значения – техническое определение и более общую классификацию.Техническое определение очень четкое: согласно Американскому институту чугуна и стали (AISI), сталь должна соответствовать следующим стандартам, чтобы соответствовать техническому определению углеродистой стали:

1. Не указано и не требуется минимальное содержание хрома, кобальта, колумбий [ниобий], молибден, никель, титан, вольфрам, ванадий или цирконий или любой другой элемент, добавляемый для получения желаемого эффекта легирования
2. Когда указанный минимум для меди не превышает 0.40 процентов
3. Когда максимальное содержание, указанное для любого из следующих элементов, не превышает указанных процентов: марганец 1,65, кремний 0,60, медь 0,60.
   

Техническое определение, хотя и сложное, сводится к одному простому ограничению – настоящая углеродистая сталь должна почти не содержать легирующих элементов, что делает их в основном состоящими из двух материалов: железа и углерода. Количество углерода может варьироваться, и есть несколько приемлемых легирующих материалов, но эти стали простые.

Помимо точного определения, термин углеродистая сталь также используется для обозначения широкой группы легированных сталей, которые не являются нержавеющими сталями. В отличие от углеродистых сталей, низколегированные стали могут содержать в небольших количествах широкий спектр легирующих элементов, что позволяет адаптировать их для более широкого круга применений. Эти стали, хотя и не удовлетворяют техническим требованиям к углеродистой стали, означают больший разрыв в стали: нержавеющая сталь по сравнению со всем остальным.

Углеродистая сталь (по определению)

Проще говоря, углеродистая сталь по определению чрезвычайно проста.Это железо с небольшим содержанием углерода и ограниченным количеством легирующих элементов. Кроме того, любая сталь, для которой требуются легирующие элементы (например, 4140 и 4340), является углеродистой сталью , а не . В рамках определения углеродистой стали материалы могут быть определены как низкоуглеродистая сталь или высокоуглеродистая сталь. Низкоуглеродистые стали чрезвычайно распространены, в то время как высокоуглеродистые стали используются только в высокопрочных, некоррозионных средах. Сталь 1020, низкоуглеродистая сталь, является одной из самых популярных сталей, производимых сегодня.

‍Прочтите наше руководство по проектированию Metal X.

Углеродистая сталь имеет различные механические свойства в зависимости от содержания углерода. Низкоуглеродистые стали слабее и мягче, но их легко обрабатывать и сваривать; в то время как высокоуглеродистая сталь прочнее, но значительно труднее в обработке. Все углеродистые стали подвержены ржавчине, что делает их непригодными для широкого спектра конечных применений.В целом углеродистая сталь отлично подходит, если вы ищете недорогой металл, но, как правило, не подходит для высококачественных или высокоточных производственных операций.

Низколегированные стали (иногда называемые углеродистыми сталями)

Низколегированные стали содержат один или несколько легирующих элементов (например, хром, кобальт, ниобий, молибден, никель, титан, вольфрам, ванадий или цирконий) для улучшения качества материала свойства традиционных углеродистых сталей. Часто они прочнее, жестче и немного более устойчивы к коррозии, чем традиционные углеродистые стали.

Легированные стали определяются по основным легирующим материалам (помимо углерода). 4140, одна из наиболее распространенных легированных сталей, представляет собой хромомолибденовую легированную сталь. Это означает, что основными легирующими элементами являются хром (повышающий коррозионную стойкость) и молибден (повышающий ударную вязкость). В результате 4140 используется в условиях сильного износа и повышенных температур.

Легированные стали сегодня являются одной из наиболее широко используемых сталей в промышленности. Они поддаются механической обработке, доступны по цене, легко доступны и обладают хорошими механическими свойствами. Если деталь не обязательно должна быть коррозионно-стойкой, низколегированная сталь дает лучший результат.

Свойства, которые делают легированную сталь выгодной для производства традиционными методами, делают ее менее ценной для 3D-печати.Поскольку металлическая 3D-печать легко обрабатывается и дешево приобретается, более высокие затраты на детали делают ее экономически невыгодной для печати. Несколько компаний, занимающихся печатью на металле, предлагают низколегированные стали, например 4140, но, как правило, они встречаются редко.

Нержавеющая сталь

Нержавеющие стали объединяет одно ключевое свойство материала: отличная коррозионная стойкость, обусловленная высоким содержанием хрома (> 10,5% по массе) и низким содержанием углерода (<1,2% по массе). Помимо коррозионной стойкости, механические свойства этих сталей могут сильно различаться.

Аустенитная нержавеющая сталь является наиболее распространенным типом нержавеющей стали. Они устойчивы к коррозии, легко обрабатываются и свариваются, но не подвергаются термообработке. 303 и 304 являются наиболее распространенными типами аустенитных нержавеющих сталей, а 316L – вариантом, обеспечивающим максимальную коррозионную стойкость. Эти стали используются в самых разных операциях – поскольку они устойчивы к атмосферным воздействиям, они работают практически везде. Из-за более высокой стоимости металлическая 3D-печать может быть жизнеспособным методом изготовления этих деталей.

Мартенситные нержавеющие стали обладают лучшими механическими свойствами по сравнению с аустенитными. стали ценой пластичности. В целом им не хватает универсальности аустенитных сталей, однако их высокопрочная твердость в сочетании с коррозионной стойкостью, намного превосходящей низколегированные стали, делает их пригодными для любых высокопрочных деталей, находящихся в окислительной среде.Кроме того, мартенситные стали можно подвергать термообработке для дальнейшего повышения твердости, прочности и жесткости.

17-4 PH – это особенно полезный тип мартенситной нержавеющей стали, которая может подвергаться термообработке для соответствия различным свойствам материала. Из-за его высокой твердости и чрезвычайно низкой обрабатываемости 3D-печать зачастую дешевле, чем кропотливая обработка на станке. Если вы хотите узнать больше о 3D-печати металлических деталей, ознакомьтесь с Markforged Metal X.

Запросите расценки на Metal X

Углеродистая сталь против нержавеющей стали: окончательный вердикт

немного сложнее, чем первоначально предполагалось, поскольку углеродистая сталь может относиться к двум различным типам стали: традиционной углеродистой стали и низколегированной стали.

По сравнению с низкоуглеродистой сталью нержавеющая сталь предлагает значительное повышение прочности, твердости и, что наиболее важно, коррозионной стойкости. По прочности высокоуглеродистая сталь не уступает, а иногда и превосходит нержавеющую сталь, но в основном это нишевый материал в мире производства. В отличие от любой углеродистой стали, нержавеющая сталь может выжить и процветать без окисления в агрессивных или влажных средах. При этом углеродистая сталь намного дешевле нержавеющей стали и лучше подходит для крупных конструктивных элементов, таких как трубы, балки и листовой прокат.

Низколегированная сталь во многих отношениях превосходит углеродистую, но все же не обладает коррозионной стойкостью. Он может эффективно соответствовать свойствам материала нержавеющей стали – в результате сплавы, такие как 4140 и 4340, часто обрабатываются и используются во многих областях, в которых небольшое окисление не повредит. Нержавеющая сталь – это материал более высокого качества, который лучше использовать в промышленных операциях, где качество деталей не может быть снижено.

против нержавеющей стали: в чем суть дела?

Многие из нас редко учитывают все различия в стальных изделиях.Двумя наиболее распространенными типами являются углеродистая и нержавеющая сталь, и они имеют несколько уникальных характеристик.

Нержавеющая сталь – это материал, используемый для производства оборудования и посуды для пищевых продуктов, медицинских приборов, автомобильных запчастей и многого другого. Наиболее важной характеристикой является то, что нержавеющая сталь никогда не окисляется и не ржавеет, как другие изделия из чугуна и стали.

Коррозионная стойкость, эстетический вид, низкие эксплуатационные расходы и прочность делают нержавеющую сталь популярным выбором для различных областей применения.Когда вы проходите через коммерческую кухню или больницу, вас окружают панели из блестящего металлического материала. Это нержавеющая сталь.

, с другой стороны, имеет матовую поверхность, более высокую прочность на разрыв и тверже, чем нержавеющая сталь. Этот материал используется для ножей и других инструментов с лезвиями, которые должны дольше сохранять свою режущую кромку. Однако эта сталь окисляется при воздействии влаги даже в небольших количествах. Углеродистая сталь также не такая пластичная и не легко поддается формованию, как нержавеющая сталь.

и нержавеющая сталь содержат одни и те же основные компоненты железа и углерода, но добавляют множество легирующих элементов. Углеродистая сталь содержит менее 10,5% хрома, а нержавеющая сталь должна иметь содержание хрома не менее 10,5%.

Что делает углеродистую сталь такой прочной?

Углеродистая сталь содержит углерод; до 2,1% от веса металла. Углеродный компонент – это ингредиент, делающий сталь более прочной. Другие материалы используются в небольших количествах для улучшения определенных характеристик, таких как устойчивость к ржавчине, без уменьшения прочности сплава.

Для поддержания долговечности, характерной для углеродистой стали, Американский институт железа и стали (AISI) определяет максимальный процент других материалов, который может включать:

… без минимума для коррозионно-стойких материалов, например:

• Хром
• Кобальт
• Никель
• Титан
• Вольфрам
• Ванадий

Поскольку углеродистая сталь представляет собой сплав, упрочненный содержанием углерода, то, как сталь используется, зависит от того, сколько в ней углерода.Например, сталь с низким содержанием углерода может использоваться для изготовления кованого железа или ограждений. Среднеуглеродистая сталь является важным компонентом строительных проектов, таких как мосты и здания, в то время как сталь с высоким содержанием углерода используется для изготовления катушек и стальной проволоки. Прочность и долговечность делают эту сталь идеальной для режущих инструментов, пил, сверл, ножей и другого оборудования, требующего сверхпрочной режущей кромки.

Нержавеющая сталь устойчива к ржавчине, поскольку состоит не менее чем из 10.5% хрома – металл, который не ржавеет под воздействием влаги. Хром обеспечивает защитный буфер между воздухом вокруг материала и содержанием железа в стали. Любой промышленный объект, который использует воду во время производства, будет использовать нержавеющую сталь в качестве основного металла.

Антикоррозионные свойства нержавеющей стали делают этот материал естественным выбором для трубопроводных систем, используемых в нефтехимической, нефтеперерабатывающей, солнечной, пищевой и других отраслях промышленности.Долговечность и простота обслуживания делают нержавеющую сталь логичным вариантом.

За информацией о системах трубопроводов и принадлежностях обращайтесь в APP, основного поставщика принадлежностей и поддержки для трубопроводов. Специалисты APP будут рады ответить на любые технические вопросы о промышленных конструкциях труб и материалах.

Сравнение нержавеющей стали и других металлов

Загрузите эту статью в формате .PDF

Нержавеющая сталь широко используется в пищевой и медицинской промышленности, поскольку ее легко чистить и дезинфицировать.Прочность и коррозионная стойкость часто делают его предпочтительным материалом для транспортного и технологического оборудования, деталей двигателей и огнестрельного оружия. Иногда дизайнеры определяют нержавеющую сталь просто по ее внешнему виду, а не по структурным свойствам. Однако его преимущества подходят не для всех приложений.

В авиации, например, его полезность далеко не ясна. Обычно используемые в аэрокосмической отрасли металлы включают закалку в воде, легированную сталь AISI 4130, алюминий Alclad Association (AA) 2024-T3, алюминий Alclad AA 7075-T6, аустенитную нержавеющую сталь AISI 304 и мартенситную нержавеющую сталь AISI 440C.Вот как они сравниваются.

• Легированная сталь AISI 4130 содержит от 0,75 до 1,20% хрома и практически не содержит никеля.
• Алюминий AA 2024-T3 и AA 7075-T6 также не содержит никель, но AA 7075-T6 содержит 0,23% хрома.
• Нержавеющая сталь AISI 304 содержит 18% хрома и 8% никеля.
• AISI 440C содержит от 16 до 18% хрома и от 0,95 до 1,2% углерода.

Сталь обычно на 66% тяжелее алюминия, но удельная прочность, то есть отношение прочности к плотности, представляет интерес для авиаконструкторов.Из пяти материалов нержавеющая сталь 440C имеет самую высокую удельную прочность, за ней следуют легированная сталь 4130, алюминий 7075-T6 и алюминий 2024-T3. Нержавеющая сталь AISI 304 имеет самое низкое отношение прочности к весу из пяти.

С точки зрения прочности дизайнеры должны учитывать два параметра. Один из них – это предел прочности при растяжении (UTS), максимальное растягивающее напряжение, которое материал может выдержать без разрыва. Другой – предел текучести, растягивающая нагрузка на единицу площади, необходимая для постоянной деформации материала.До предела текучести деформация упругая; материал возвращается к своей первоначальной форме после снятия нагрузки. Предел текучести обычно определяется как пересечение кривой напряжение-деформация с линией, параллельной начальному прямолинейному участку кривой и смещенной на 2% деформации, часто называемой 2% -ным пределом текучести.

Как для UTS, так и для 2% -ного предела текучести нержавеющая сталь 440C лучше других сталей и алюминиевых сплавов в этом сравнении. Легированная сталь 4130 занимает второе место.Алюминий находится на дне с точки зрения UTS, но нержавеющая сталь 304 имеет самый низкий предел текучести 2% при 42,1 тыс. Фунтов на квадратный дюйм.

Еще одно интересное свойство – удлинение, то есть величина удлинения материала перед разрушением. Большее удлинение означает, что материал менее склонен к разрушению, но часто это сопровождается меньшей жесткостью. Относительное удлинение обычно выражается в процентах от изменения длины по сравнению с начальной измеренной длиной.

Здесь нержавеющая сталь 304 имеет наибольшее удлинение на 55%.440C нержавеющая сталь имеет наименьшее удлинение 2%. Его мартенситная структура делает его прочным, но хрупким.

Прочность на сдвиг, максимальное напряжение, которому подвергается материал перед разрушением, вступает в игру, когда компоненты испытывают силы вне оси. Прочность на сдвиг для нержавеющих сталей обычно не указывается, потому что она слишком мала, чтобы иметь инженерное значение. Легированная сталь 4130 имеет модуль сдвига около 11000 тысяч фунтов на квадратный дюйм, что ниже, чем у алюминиевых сплавов.

Твердость – это способность материала сопротивляться царапинам и вмятин.Более твердые материалы могут быть более прочными, но их труднее обрабатывать. Нержавеющая сталь 440C и легированная сталь 4130 являются двумя самыми твердыми металлами в этом сравнении.

При нагревании материалы расширяются. Скорость этого линейного расширения – это коэффициент теплового расширения (КТР). Более низкие CTE позволяют дизайнерам преуменьшать размерные изменения при повышении температуры. Здесь 440C имеет самый низкий КТР из этих пяти сплавов при 5,6 × 10-6 дюймов / дюйм / ° F между 32 и 212 ° F.

Наибольшая нагрузка, которую можно многократно прикладывать без разрушения материала, называется пределом усталости или выносливости.Легированная сталь AISI 4130 имеет блеск 130 тысяч фунтов на квадратный дюйм, что более чем в три раза больше, чем у следующего ближайшего сплава, нержавеющей стали 440C.

Более подробные данные о собственности см. В прилагаемой таблице.

Механические свойства – не единственный критерий, по которому оцениваются материалы. Стоимость тоже имеет значение. Самым дешевым несертифицированным сырьем в этом анализе является легированная сталь 4130. Алюминий 2024-T3 стоит на 40% дороже, а алюминий 7075-T6 на 42% дороже.Только упоры из нержавеющей стали 304 стоят на 37%, в то время как нержавеющая сталь 440С на 80% дороже, чем легированная сталь.

Этот сравнительный анализ предназначен для нержавеющих сталей с нижним пределом шкалы свойств. Требования к более высокой прочности при повышенных температурах и лучшей коррозионной стойкости увеличивают затраты.

Хотя строгие требования к материалам могут привести к увеличению затрат, механическая обработка увеличивает стоимость готовых деталей больше, чем стоимость самого материала. В частности, скорость резки в футах в минуту определяет, сколько машинного времени процессор должен инвестировать в каждый тип материала.

AISI 1212 считается относительно легко режущейся. Отожженную легированную сталь 4130 можно резать только на 72% быстрее. Отожженные нержавеющие стали 304 и 440C имеют скорость резания на 55% и 60% ниже, чем углеродистая сталь, соответственно.

Разница в скоростях резания частично связана с содержанием серы в материалах. Больше серы делает сплавы более поддающимися обработке. Углеродистая сталь 1212 содержит от 0,16 до 0,23% серы по сравнению с 0,04% в легированной стали 4130 и 0,03% в нержавеющих сталях 304 и 440C.

Напротив, алюминиевые сплавы, такие как 2024-T3 и 7075-T6, можно обрабатывать более чем в три раза быстрее, чем 1212.

Сварка – еще одна второстепенная операция, которую проектировщики должны учитывать при выборе сплавов. Некоторые нержавеющие стали являются хорошими кандидатами, другие вообще не поддаются сварке.

Как и любой другой металл, нержавеющая сталь может треснуть и деформироваться под действием сварочного пистолета. Сталь также может терять коррозионную стойкость во время сварки, что приводит к образованию ржавчины на стыках. Дополнительные этапы предварительной обработки для создания свариваемой поверхности, которая не будет подвергаться коррозии, увеличивают стоимость сварки нержавеющей стали.

Даже без сварки нержавеющая сталь может подвергаться коррозии, если ее не обработать, не обработать и не нанести должным образом. Они могут страдать от точечной коррозии, щелевой коррозии, ножевого разрушения, образования отложений (образования оксида, гидроксида или карбоната железа), межкристаллитной коррозии, коррозионного растрескивания под напряжением, сульфидного растрескивания под напряжением и контактной коррозии.

Другой способ, который признают большинство инженеров, – это гальваническая коррозия между двумя разнородными материалами, помещенными вместе.Например, крепеж из нержавеющей стали на алюминиевой панели быстро корродирует.

Обычный способ избежать гальванической коррозии – использовать физический барьер, такой как шайба, прокладка, отделка или смазка, которые предотвращают соприкосновение металлов.

Еще одна проблема с нержавеющей сталью – истирание. Обычно это происходит, когда крепежные детали из нержавеющей стали сильно затянуты, что повреждает пассивирующую оксидную пленку на поверхности материала.

Большинство деталей после обработки и тщательной очистки необходимо пассивировать в кислотной ванне.Полировка также может предотвратить ржавление материалов, но полировка должна сохраняться за счет обслуживания и вощения на протяжении всего срока службы детали.

Одно из конкретных применений металлов в самолетах – это крепление. Крепежные детали, такие как винты NAS 1352 с головкой под торцевой ключ, надежно удерживают самолет.

Сравнение крепежа из легированной стали ASTM A574 с крепежом из нержавеющей стали ASTM F837 показывает, что легированная сталь прочнее на растяжение и предел текучести, тогда как нержавеющая сталь лучше выдерживает высокие температуры.

Прочность на сдвиг не указана, поскольку она зависит от диаметра крепежа.Например, однако, прочность на одиночный сдвиг крепежа номер 10 из легированной стали составляет 3225 фунтов, в то время как крепеж из нержавеющей стали того же размера выдерживает 1,280 фунтов

Если продолжить этот конкретный пример, то крепеж 10-32 × 0,500 дюйма стоит на 73% больше при использовании нержавеющей стали, с меньшей прочностью, но с более высокой верхней рабочей температурой на 69%. Если инженер не ожидает, что крепеж будет иметь температуру 800 ° F, возможно, это не стоит дополнительных затрат.

Ресурсы: Американский институт черной металлургии | Ellis & Associates

В чем разница между нержавеющей сталью и углеродистой сталью?

Тот факт, что два изделия изготовлены из стали, не обязательно означает, что они изготовлены из одной и той же стали типа .Существует много различных типов стали, два из которых наиболее распространены – нержавеющая сталь и углеродистая сталь. Хотя оба типа могут выглядеть одинаково, есть некоторые ключевые нюансы, отличающие один от другого.

Также известная как нержавеющая сталь (что означает неокисляемая от французского слова inoxydable ) нержавеющая сталь соответствует своему названию, показывая высокую стойкость к окрашиванию, вызванному коррозией. Обычно, когда металлы на основе железа, такие как сталь, подвергаются воздействию кислорода, они подвергаются химическому превращению, известному как окисление, которое изменяет их свойства.Железо окисляется, впоследствии превращая твердое железо в красновато-коричневый металл (оксид железа). В конце концов оксид железа окисляется до такой степени, что полностью распадается.

Нержавеющая сталь предназначена для защиты от окисления. Он имеет минимальное содержание хрома 10,5% по массе. Это важно, потому что хром, в отличие от железа, не подвержен окислению. Хром может подвергаться воздействию кислорода без образования ржавчины или коррозии, что делает его бесценным элементом при создании нержавеющей стали.Нержавеющая сталь имеет защитный слой из хрома, который создает барьер между кислородом окружающей среды и содержанием железа в металле, защищая его от коррозии.

характеризуется высоким содержанием углерода, обычно до 2,1% от ее веса. Американский институт чугуна и стали (ASISI) дополнительно определяет углеродистую сталь, отвечая следующим критериям:

• Нет требований к минимальному содержанию хрома, кобальта, никеля, титана, вольфрама, ванадия или других коррозионно-стойких металлов.
• Минимально необходимое содержание меди не должно превышать 0,40%.
• Максимальное содержание марганца не должно превышать 1,65%.
• Максимальное содержание меди не должно превышать 0,6%
• Максимальное содержание кремния не должно превышать 0,6%

Итак, какие преимущества дает углеродистая сталь? Использование высокого содержания углерода изменяет характеристики стали. Точнее, он становится все сильнее и тяжелее. Вот почему многие мечи, ножи и другое холодное оружие производятся из высокоуглеродистой стали.В феодальной Японии мастера-мечники первыми изобрели особый тип высокоуглеродистой стали, тамахаганэ, для использования в таком оружии, как катана.

Ржавеет ли углеродистая сталь? Да, углеродистая сталь ржавеет, потому что ей не хватает коррозионно-стойких свойств, как у ее аналога из нержавеющей стали. Хотя углеродистая сталь прочнее и долговечнее нержавеющей стали, она может ржаветь и подвергаться коррозии под воздействием влаги. Даже небольшое количество влаги, включая пары влаги в воздухе, может вызвать ржавчину углеродистой стали.Кроме того, углеродистая сталь менее пластична, чем нержавеющая сталь.

• Нержавеющая сталь имеет высокое содержание хрома, который действует как защитный слой от коррозии и ржавчины.
• Углеродистая сталь с высоким содержанием углерода, который при воздействии влаги может быстро коррозировать и ржаветь.
• Нержавеющая сталь более привлекательна для глаз и может использоваться для изготовления декоративных изделий.
Углеродистая сталь
• прочнее и долговечнее нержавеющей стали.

Обновлено 9 сентября 2020 г.

Разница между нержавеющей сталью и мягкой сталью – перлитная сталь

Сталь – один из самых распространенных материалов в мире, представляющий отрасль, производящую 1,3 миллиарда тонн в год, и материал, используемый при строительстве многих архитектурных сооружений.

Существует множество подкатегорий стали, и в зависимости от различных качеств и характеристик конкретной конструкции выбор выбранной стали может варьироваться.

Свойства, которые больше всего различаются между типами стали, – это прочность, пластичность, твердость, эстетика и стоимость. В зависимости от объема ваших работ, выбор правильного типа стали для работы может улучшить качество проекта и снизить стоимость.

Нержавеющая сталь:

Это стальной сплав с минимальным содержанием хрома 11,5 мас.%. Нержавеющая сталь не окрашивается, не ржавеет и не ржавеет так же легко, как обычная сталь (она «меньше окрашивается»), но она не является пятностойкой.Если тип и марка сплава не указаны, ее также называют коррозионно-стойкой сталью, особенно в авиационной промышленности. Существуют различные марки и покрытия нержавеющей стали, соответствующие условиям окружающей среды, в которых материал будет находиться в течение всего срока службы. Обычно нержавеющая сталь используется для изготовления столовых приборов и ремешков для часов.

Нержавеющая сталь отличается от углеродистой стали количеством присутствующего хрома. Углеродистая сталь ржавеет под воздействием воздуха и влаги. Эта пленка оксида железа активна и ускоряет коррозию за счет образования большего количества оксида железа.Нержавеющие стали содержат достаточное количество хрома, поэтому образуется пассивная пленка оксида хрома, предотвращающая дальнейшую коррозию.

Мягкие стали:

иногда называют «мягкой сталью» или «простой углеродистой сталью». Американский институт чугуна и стали определяет углеродистую сталь как содержащую не более 2% углерода и никаких других заметных легирующих элементов. Углеродистая сталь составляет большую часть производства стали и используется в самых разных областях.

Обычно углеродистые стали бывают жесткими и прочными. Они также проявляют ферромагнетизм (т.е. они магнитные). Это означает, что они широко используются в двигателях и электроприборах. Сварка углеродистых сталей с содержанием углерода более 0,3% требует особых мер предосторожности. Однако сварка углеродистой стали представляет гораздо меньше проблем, чем сварка нержавеющей стали. Углеродистая сталь имеет низкую коррозионную стойкость (т.е. они ржавеют), поэтому их нельзя использовать в агрессивной среде, если не используется какая-либо форма защитного покрытия.

В чем разница между сталью и мягкой сталью?

Сталь менее ковкая и тверже, чем низкоуглеродистая сталь.
Мягкая сталь менее хрупкая, чем сталь.
Сталь более устойчива к коррозии.
Низкоуглеродистая сталь может быть дополнительно усилена за счет добавления углерода.
Основное отличие состоит в том, что нержавеющая сталь содержит очень мало углерода и легирована хромом, никелем, молибденом и другими элементами для улучшения ее механических и химических свойств.

Итак, почему и где мы используем низкоуглеродистую сталь?

Если вы не собираетесь видеть стальную поверхность, т.е.д .: последняя часть будет окрашена или покрыта.
Если для изделия требуется большой объем металла, когда нержавеющая сталь не рентабельна.
Если вам нужна сталь для конструктивных элементов, которые находятся внутри изделия и не видны или не влияют на общую визуальную концепцию.
При гибке или сварке металла.

Вообще говоря, алюминий также является отличным легким вариантом, когда вес не имеет значения. Для больших проектов, требующих прочности, сталь – гораздо более прочный вариант.Pearlite Steel – ведущий производитель и экспортер труб из нержавеющей стали из Индии, предлагает высококачественные трубы и трубки из нержавеющей стали по всему миру. Свяжитесь с нами, чтобы получить более подробную информацию.

против стали AR против нержавеющей стали: какая сталь вам подойдет?

Преимущество настраиваемых систем технологического процесса для обработки сыпучих материалов – это возможность убедиться, что оборудование идеально подходит.

Сложнее всего подобрать идеальную посадку.

Имея так много вариантов, если вы не являетесь экспертом, это станет ошеломляющим. Это все равно, что стоять в проходе с зубной пастой, выбирая между сотнями брендов.

Давайте упростим задачу и рассмотрим один аспект процесса принятия решения:

Должны ли вы использовать низкоуглеродистую сталь, износостойкую (AR) сталь или форму нержавеющей стали для ваших ворот, клапанов и переключателей?

Низкоуглеродистая сталь: Углеродистая сталь имеет более высокое содержание углерода (duh) – около 0.От 05 до 0,25 процента от его веса. Преимущество низкоуглеродистой стали в том, что она прочнее и тверже, чем другие виды стали. Это пригодится, если вы имеете дело с материалами с абразивной или средней степенью абразивности или при высоких температурах.

Однако низкоуглеродистая сталь более восприимчива к ржавчине и коррозии при воздействии сильной влаги. Ее прочность и твердость также означают, что она менее ковкая, чем другие стали, что увеличивает вероятность ее растрескивания при экстремальных нагрузках.

Низкоуглеродистая сталь – отличный выбор, если вы работаете с сухими и неагрессивными материалами (такими как зерно, рис, песок для гидроразрыва и т. Д.), а окружающая территория вашего растения не имеет большого количества влаги

Например, мягкоуглеродистая сталь – хороший выбор, если вы управляете рисовым заводом в Калифорнии или зерновым заводом в Колорадо.

Износостойкая сталь: Износостойкая сталь – это закаленная высокоуглеродистая сталь. AR-стали отличаются прочностью за счет добавления углерода и стойкостью к окислению из-за добавленных сплавов.

Эта комбинация лучшего из обоих миров приводит к получению стали, которая находится несколько посередине: не такая прочная, как углеродистая сталь, но более устойчивая к ржавчине.Не так устойчив к ржавчине, как нержавеющая сталь, но также прочнее и тверже.

Насколько закалена сталь AR?

Что ж, по шкале Бринелля – которая измеряет твердость стали, причем чем выше число, тем тверже она – мягкий углерод (130-160BHN) и нержавеющая сталь (160-200BHN) относительно похожи. Сталь AR обычно находится в диапазоне 235-550BHN.

AR – отличный выбор для изготовления задвижки, клапана или дивертора, если вы имеете дело с высокоабразивными и низкоагрессивными материалами.

Это может быть хорошим вариантом, если, например, вы управляете карьером в Индиане или работаете с цементом в Миннесоте.

Сильные и слабые стороны нержавеющей стали в некотором роде являются зеркальным отражением углеродистой стали.

Не ржавеет, потому что защищен от процесса окисления, так как содержит не менее 10,5% хрома. Поэтому внешний слой хрома защищает его от ржавчины. Однако она не такая прочная, как углеродистая сталь.

(Краткий урок: окисление – химическое превращение, когда сталь меняет свои свойства под воздействием кислорода, вызывая ржавчину.)

Нержавеющая сталь – отличный выбор, если материал, с которым вы работаете, является влажным или коррозионно-агрессивным с низкими абразивными свойствами (например, влажная зола, гравий, удобрения и т. Д.) И / или окружающая область вашего завода может иметь много влаги.

Например, это хороший вариант, если вы управляете заводом по производству удобрений в Миссисипи или работаете с нефтяным коксом во влажной окружающей среде, такой как Орегон.

Независимо от типа стали, найдите производителя конвейерных систем, который будет работать рука об руку с вами на протяжении всего процесса. Знающий и опытный партнер может оказать большое влияние на покупку идеальной задвижки, клапана и переключателя.

CDM понимает, что универсальность – это рецепт катастрофы. Именно поэтому мы изготавливаем оборудование по индивидуальному заказу только после того, как понимаем потребности вашего предприятия. Есть много факторов, которые определяют идеальную посадку для вашего конкретного растения.

Позвольте нам помочь вам его найти.

———

О CDM

История CDM заключается в признании того, что каждая промышленная операция уникальна, как и проблемы, связанные с их транспортировкой. Специально спроектированная конвейерная система – это рентабельный подход к любой операции, когда вы хотите оценить ценность партнера, который стремится к вашему успеху, и того, кто поддерживает их продукт. Компания CDM заработала более 91% повторных заказов, потому что мы больше, чем просто производитель транспортных систем – мы деловой партнер.

За дополнительной информацией обращайтесь:

Эндрю Паркер, президент CDM Systems, Inc.

[email protected] • cdmsys.com

Нержавеющая сталь по сравнению с низкоуглеродистой сталью, бросок вниз.

Понедельник, 15 ноября 2010 г.

С чего начать, с чего начать. Есть так много разных аспектов этих двух металлов, о которых мы могли бы поговорить, но чтобы никого не утомлять, сделав статью 20 страниц, мы (попытаемся) сосредоточиться на аспектах металлов, которые будут интересны для кофе. читатель.Эта статья специально предназначена для разговора об этих двух металлах, поскольку они могут быть интересны при создании и проектировании камеры обжига, будь то печь с псевдоожиженным слоем или барабанная печь. Хотя вы можете легко применить это и к пивоварам, это то, что мы обсудим в другой статье.

Прежде чем мы зайдем слишком далеко, важно определить, о чем мы говорим, когда говорим об углеродистой стали и нержавеющей стали. Нержавеющая сталь определяется как металл, имеющий не менее 10.Добавлен 5% хрома. Углеродистую сталь дать немного сложнее, потому что под эту категорию попадает широкий спектр металлов. Но если вы войдете в цех по производству листового металла и попросите сделать что-нибудь из обычной стали, вы получите так называемую низкоуглеродистую сталь с содержанием углерода менее 0,15%. Низкоуглеродистая сталь также может содержать небольшие количества других металлов, таких как никель, хром, алюминий и другие, но именно содержание углерода определяет ее как низкоуглеродистую сталь.

Низкоуглеродистая сталь имеет приемлемую прочность и твердость; его легче сваривать, чем нержавеющий, и он дешевле.Тем не мение; нержавеющая сталь имеет ряд преимуществ с точки зрения прочности и твердости. Кроме того, она не ржавеет, не подвергается коррозии и не реагирует так же легко, как низкоуглеродистая сталь. Это важно для любого пищевого продукта, но особенно важно, когда вы имеете дело с кофе, когда любые изменения в обработке или любые посторонние вещества, введенные в кофе, могут существенно повлиять на конечный результат.

Важным свойством низкоуглеродистой стали, которое вы теряете с нержавеющей сталью, является пластичность, способность материала противостоять пластической деформации без разрушения.Пластическая деформация – это когда материал достигает точки изгиба или растяжения, когда материал больше не возвращается к своей первоначальной форме, он был деформирован навсегда. Для справки, потому что я знаю, что вы, вероятно, записываете все это, чтобы поделиться со своими друзьями, и вы просто знаете, что они собираются сказать: «Подождите, подождите минутку, тогда как это называется, когда материал действительно возвращается к своей первоначальной форме? ” И чтобы вы не выглядели полным дураком, упругая деформация – это диапазон изгиба или растяжения, в котором материал возвращается к своей первоначальной форме.

Я очень счастлив прямо сейчас, потому что у меня просто полный ботаник, но все это просто причудливый способ сказать, что мягкие стали могут иметь относительно большие усилия, не будучи постоянно деформированными или сломанными. Так почему мы заботимся об эластичности этих двух металлов? Честно говоря, силы, которые требуются для фактической пластической деформации любого из этих двух металлов, довольно высоки, и вам не стоит слишком беспокоиться при строительстве камеры для обжига, если только металлы не станут действительно тонкими.Но нас это заботит, потому что это большая часть того, почему с мягкой сталью дешевле работать, с ней легче формовать, формировать и сваривать, чем с нержавеющей.

На данный момент я чувствую, что мы находимся даже между двумя типами стали, мы набираем прочность и твердость с меньшим количеством ржавчины и коррозии с нержавеющей сталью. Но материал менее пластичный, и мы потеряли некоторую обрабатываемость, плюс нержавеющая сталь дороже. Теперь мы подошли к двум факторам, которые будут иметь гораздо большее влияние на то, какой металл вы будете использовать: теплопроводность и удельная теплоемкость.

Теплопроводность – это способность материала проводить тепло через себя по температурному градиенту (разнице температур). Удельная теплоемкость – это количество энергии, необходимое для изменения температуры материала на определенное количество.

Многие структурные свойства низкоуглеродистой стали могут быть обусловлены ее обработкой, а не какими-либо добавками; чистые металлы обычно передают тепло лучше, чем сплавы (металлы с другими добавками), потому что в них нет лишних атомов, которые нарушают движение энергии через них.С другой стороны, нержавеющая сталь по определению содержит минимум 10,5% хрома, что придает ей некоррозионные свойства. Но атомы хрома, которые смешиваются с железом, имеют дополнительный эффект, делая материал хуже проводящим тепло, чем мягкая сталь.

В жаровне с псевдоожиженным слоем, где вы нагреваете фасоль горячим входящим воздухом, а не стенками камеры для жарки, низкая теплопроводность является хорошей, потому что вы хотите, чтобы камера для жарки изолирула и сохраняла тепло.С другой стороны, если вы используете барабанную жаровню, барабан используется как источник тепла. Одна сторона барабана нагревает бобы, а другая нагревается природным газом. Итак, для барабана вам нужно число, которое находится где-то посередине, чтобы тепло от газа легко передавалось от внешней стороны барабана к зернам внутри. В то же время вы не хотите, чтобы он сразу же потерял все свое тепло из-за бобов, вы хотите, чтобы он сохранил часть его, и вы хотите, чтобы он сохранял его как можно более равномерно.

Удельная теплоемкость выбранного вами металла будет одинаковой как для барабанов, так и для обжарочных аппаратов с псевдоожиженным слоем. Это просто случай, когда вам не нужно использовать кучу энергии для нагрева камеры для жарки. Опять же, поскольку в жаровне с псевдоожиженным слоем вы не используете камеру для нагрева зерен, она будет забирать только часть тепла от ваших зерен после того, как они нагреваются воздухом, пока не достигнет температуры окружающей среды. Для барабана, поскольку у вас есть относительно большая масса металла, который вам нужно нагреть, прежде чем нагреть бобы, он нагреется дольше, и это будет пустой тратой энергии, если у вас есть металл, который требует много энергии для увеличения это температура.

Подведем итоги: по сравнению с нержавеющей сталью мягкая сталь имеет меньшую прочность и твердость, но более пластична. В системе обжига различия в прочности, твердости и пластичности между мягкой сталью и нержавеющей сталью не будут иметь существенного значения, потому что мы не используем эти материалы в конструкционных целях. Но это снизит стоимость производства, так как с мягкой сталью легче работать с производственной точки зрения. Таким образом, на самом деле осталось принять во внимание только три важных фактора: меньшее количество коррозии в нержавеющих сталях, теплопроводность и удельная теплоемкость каждого из них.

Так что я ненавижу быть носителем плохих новостей, потому что я знаю, как вам будет грустно, когда эта статья закончится, но это конец. Надеюсь, это было информативным и интересным, и если есть что-то, что, по вашему мнению, мы могли упустить, мы хотели бы знать. Мы понимаем, что есть несколько факторов, которые необходимо учитывать при проектировании камеры для жарки, но эти два металла охватят большинство ваших основ.

Мы собираемся сделать наш блог постоянной функцией на нашем веб-сайте.Мы будем вести блог о технических аспектах кофейной индустрии, от двигателей до горелок и металлов до вопросов, задаваемых нашими читателями. Так что, если у вас есть какие-либо вопросы или предложения, просто отправьте нам электронное письмо.