Как делают нержавеющую сталь: Как делают нержавеющую сталь?
alexxlab | 29.06.2023 | 0 | Разное
Как делают нержавеющую сталь?
Нержавеющая сталь является видом металлопроката, способным выдерживать действие агрессивных факторов окружающей среды. Подобная характеристика достигается за счет добавления в сплав хрома, никеля, или меди. В отличие от низкоуглеродистых сплавов, нержавеющий металл выдерживает влияние влаги, колебание температур и действие химических агентов. В статье мы разберем особенности изделий с нержавеющими свойствами, а также остановимся на технологических особенностях производства.
Особенности изделий из нержавеющей стали
Нержавейка применяется во многих отраслях на протяжении десятилетий. Такую популярность она приобрела за счет своих свойств:
- стойкость к коррозии. Отличительной особенностью этого вида является стойкость к действию окружающей среды. Эта характеристика позволяет применять изделия для возведения надводных металлических конструкций;
- требования к уходу. Нержавеющая сталь не имеет особых требований к уходу. В основе сохранения продолжительного срока службы лежат соответствия применения и хранения изделия;
- длительный эксплуатационный срок металла;
- показатели прочности и пластичности. Делают возможным использовать изделие для оборудования несущих конструкций, навесных элементов;
- показатели массы и размера. Нержавеющие сплавы могут весить немного при больших размерах изделий. Подобная характеристика позволяет упростить процесс доставки, а также загружать изделия для монтажа крупногабаритных конструкций;
- внешний вид. В зависимости от типа нержавейки цвет металлопроката может отличаться от голубого до медного;
- нетоксичность. Нержавеющие сплавы не опасны для человека, что позволяет применять их в кухонной и мебельной промышленностях;
- характеристики свариваемости и обработки. В состав нержавейки входят низкоуглеродистые элементы, обладающие податливостью ко всем типам сварки. Они также позволяют легко выполнять внешнюю, термическую и химическую обработку;
- пригодность к переработке;
- стоимость нержавейки на рынке. Дешевизна сырья придает конечному продукту хорошую цену;
- стойкость к колебанию температур. Нержавеющая сталь легко выдерживает сильный нагрев и охлаждение.
Перечисленные характеристики делают нержавеющие материалы ценными в таких отраслях:
- автомобиле- и авиапромышленности;
- строительстве. Выполняют роль несущих конструкций, а также могут выполнять наружные элементы и каркасы малогабаритных строений;
- в проведении трубопроводов. Нержавеющий лист служит подходящим видом металлопроката для выполнения водопроводов;
- в кораблестроении. Ленты из нержавейки применяют для формирования палубы и корпуса кораблей.
Приобрести нержавеющий материал можно на официальном сайте компании “Металл Холдинг”.
Технология производства нержавеющей стали
Создания нержавейки проводится на производстве поэтапно. В первую очередь подготавливают сырье для процесса. Им выступает низкоуглеродная сталь, а также никель, хром и медь. Все ингредиенты загружаются в специальную печь, после чего выполняют нагрев, чтобы расплавить сырье. Наличие ненужных примесей требует дополнительной очистки. Поэтому после расплавления и остывания стали сырье перемещают в другую печь и стремятся расплавить повторно с добавлением газов — кислорода и аргона.
Охлаждать заготовку нужно постепенно. Очистка происходит с образованием шлаков на поверхности, что требует механического устранения ненужных примесей. Добавим, что во время кипения смеси может быть добавлен утиль для увеличения её объема и ускорения химической реакции. На следующем этапе раскатывают сырье на валках. В процессе получают ленты различной длины. Толщина изделия может достигать 70 миллиметров.
После получения заготовки ее загружают в установку для кипения еще раз, чтобы подвергнуть её термической обработке. На этом этапе на поверхности образуется ржавый налет, который необходимо удалить большим напором воды и не охлаждать. Затем прибегают к повторному использованию валок, где длина заготовки может увеличиваться в разы, при этом её масса будет оставаться прежней. Охлаждение придает изделию прочности и гибкости, что позволяет ленты формировать в рулоны. Рулоны необходимо отправить на финальную очистку изделия.
Нержавейка погружается в специальный раствор кислоты и выдерживается продолжительный срок. После этого она еще раз прокатывается на валках и приобретает еще меньшие параметры толщины. Завершив этот этап обработки, ленты стали приобретают характерный блестящий цвет. После этого можно раскатывать материал по параметрам от заказчика: изделиям придают необходимые размеры, форму и вес.
Заказать листы нержавеющей стали можно на официальном сайте компании “Металл Холдинг“.
Нержавеющая сталь – кто и когда изобрел этот материал
Сто лет назад мир услышал о замечательном материале, который чрезвычайно широко применяется в самых различных областях нашей жизни, – нержавеющей стали.
О технологических новинках публика часто узнает из средств массовой информации, однако такие сообщения обычно не опираются на дипломатические источники. 31 января 1915 года это правило было нарушено. Газета New York Times опубликовала небольшую заметку, озаглавленную A Non-Rusting Steel. В газетном сообщении говорилось, что компания из британского города Шеффилда выпустила на рынок новый вид стали,
Производитель утверждал, что она чрезвычайно подходит для изготовления столовых приборов, поскольку изделия из нее хорошо моются и не теряют блеска при контакте даже с самой кислой пищей. В качестве источника информации был назван американский консул в Шеффилде Джон Сэвидж. Вот так, без большого шума и с изрядным запозданием, мир узнал об изобретении нержавеющей стали.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Предки нержавейки
Вообще-то такую сталь выпускали в Европе и США еще до шеффилдских металлургов. Обычная сталь, сплав железа и углерода, легко покрывается пленкой оксида железа — то есть ржавеет. К слову, именно это обстоятельство было одной из причин блестящего коммерческого успеха американского предпринимателя Кинга Кемпа Жиллетта, который придумал безопасную бритву. В 1903 году его фирма продала лишь 51 лезвие, в 1904-м — без малого 91 000, а к 1915 году общий объем продаж превысил 70 млн. Жиллеттовские лезвия, на которые шла нелегированная сталь из бессемеровских конвертеров, быстро ржавели и тупились и потому требовали частой замены. Любопытно, что рецепт борьбы с этой болезнью главного металла тогдашней индустрии был давно найден. В 1821 году французский геолог и горный инженер Пьер Бертье заметил, что сплавы железа с хромом обладают хорошей кислотоустойчивостью, и предложил делать из них кухонные и столовые ножи, вилки и ложки. Однако эта идея долго оставалась благим пожеланием, поскольку первые сплавы железа и хрома были очень хрупкими. Лишь в начале XX века были изобретены рецептуры сплавов железа, способные претендовать на титул нержавеющей стали. Среди их авторов был один из пионеров американского автомобилестроения Элвуд Хейнс, который собирался использовать свой сплав для изготовления металлорежущего инструмента. В 1912 году он подал заявку на соответствующий патент, который был получен лишь семью годами позже после длительных споров с Бюро патентов США.
Случайная находка
Но официальным родителем всем известной нержавейки стал человек, который ее вовсе не искал и создал лишь благодаря счастливому случаю. Этот жребий выпал на долю английского металлурга-самоучки Гарри Брирли, который в 1908 году возглавил небольшую лабораторию, учрежденную двумя шеффилдскими сталеплавильными компаниями. В 1913 году он проводил исследования стальных сплавов, которые предполагалось использовать для изготовления ружейных стволов. Научное металловедение пребывало тогда в зачаточном состоянии, поэтому Брирли действовал методом проб и ошибок, проверяя на прочность и жароустойчивость сплавы с разными присадками. Неудачные заготовки он попросту складывал в углу, и они там спокойно ржавели. Как-то он заметил, что отливка, извлеченная из электрической печи месяц назад, вовсе не выглядит ржавой, а блестит как новая. Этот сплав содержал 85,3% железа, 0,2% кремния, 0,44% марганца, 0,24% углерода и 12,8% хрома. Он-то и стал первым в мире образцом той стали, о которой позднее сообщила газета New York Times. Он был выплавлен в августе 1913 года.
Провал и успех
Брирли заинтересовался необычной отливкой и вскоре выяснил, что она хорошо сопротивляется действию азотной кислоты. Хоть в качестве оружейной стали новый сплав успеха и не принес, Брирли понял, что этот материал найдет множество других применений. Шеффилд с XVI столетия известен изделиями из металла, такими как ножи и столовые приборы, так что Брирли решил опробовать свой сплав в этом качестве. Однако двое местных фабрикантов, которым он отправил отливки, отнеслись к его предложению скептически. Они сочли, что ножи из новой стали требуют больших трудозатрат для изготовления и закалки. Металлургические компании, в том числе и та, в которой работал Брирли, тоже не горели энтузиазмом. Понятно, что и ножовщики, и производители металла опасались, что изделия из нержавеющей стали окажутся настолько долговечными, что рынок быстро насытится и спрос на них упадет. Поэтому вплоть до лета 1914 года все попытки Брирли убедить промышленников в перспективности нового сплава ни к чему путному не привели.
Но потом ему повезло. В середине лета судьба столкнула его со школьным товарищем Эрнестом Стюартом. Стюарт, сотрудник компании R.F. Mosley & Co, выпускавшей столовые приборы, поначалу вообще не поверил в реальность существования стали, которая неподвластна ржавчине, однако согласился в виде эксперимента изготовить из нее несколько ножей для сыра. Изделия получились отменными, однако Стюарт счел эту затею неудачной, поскольку его инструменты при изготовлении этих ножей быстро тупились. Но в конце концов Стюарт и Брирли все-таки подобрали режим нагрева, при котором сталь поддавалась обработке и не становилась хрупкой после охлаждения. В сентябре Стюарт сделал небольшую партию кухонных ножей, которые он раздал знакомым для тестирования с одним условием: он попросил вернуть их в случае появления на клинках ножей пятен или ржавчины. Но ни один нож так и не вернулся в его мастерскую, и вскоре шеффилдские фабриканты признали новую сталь.
Резцы и ножи
В августе 1915 года Брирли получил на свое изобретение патент в Канаде, в сентябре 1916 года — в США, затем и в нескольких европейских странах. Строго говоря, он патентовал даже не сам сплав, а лишь изготовленные из него ножи, вилки, ложки и прочие столовые приборы. Хейнс опротестовал американский патент Брирли, ссылаясь на свой приоритет, но в конце концов стороны пришли к соглашению. Это сделало возможным учреждение в Питтсбурге совместной англо-американской корпорации The American Stainless Steel Company. Но это уже совсем другая история.
Стоит отметить, что нержавеющая сталь Хейнса содержала куда больше углерода, нежели сталь Брирли, и потому имела иную кристаллическую структуру. Это и понятно: углерод обеспечивает твердость при закалке, а Хейнс стремился создать именно сплав для изготовления станочных резцов и фрез. Сейчас стали хейнсовского типа называют мартенситными, а стали, которые исторически восходят к сплаву Брирли, — ферритными (существуют и другие виды нержавеющих сталей).
Естественный вкус
Стюарт не только открыл путь к применению новой стали, но и нашел для нее общепринятое ныне англо-язычное название stainless steel, «сталь без пятен». Если верить стандартному объяснению, оно пришло ему в голову, когда он окунул отполированную стальную пластинку в уксус и, глядя на результат, с удивлением произнес: «This steel stains less», то есть «На этой стали остается мало пятен». Брирли называл свое детище несколько иначе — rustless steel, что соответствует русскоязычному термину «нержавеющая сталь». Кстати, заглавие заметки в New York Times возвещало о появлении именно нержавеющей (а не слаборжавеющей!) стали.
Секрет ее несложен. При достаточной концентрации хрома (не менее 10,5% и до 26% для особо агрессивных сред) на поверхности изделий из нержавейки формируется твердая прозрачная пленка оксида хрома Cr2O3, прочно сцепленная с металлом. Она образует невидимый глазу защитный слой, который не растворяется в воде и препятствует окислению железа, а следовательно, не позволяет ему ржаветь. У этой пленки есть еще одно ценнейшее качество — она самовосстанавливается в поврежденных местах, поэтому ей не страшны царапины.
Столовые приборы из нержавейки приобрели огромную популярность еще и потому, что позволили избавиться от специфического привкуса, свойственного недорогой металлической посуде. Слой оксида хрома предоставляет возможность наслаждаться естественным вкусом пищи, поскольку препятствует непосредственному контакту вкусовых сосочков языка с металлом. В общем, нержавеющая сталь, которую современная индустрия выпускает во множестве разновидностей — поистине замечательное случайное изобретение.
Изготовление из нержавеющей стали|Outokumpu Нержавеющая сталь
- Перейти на главную страницу
- Экспертиза
- Как делают нержавеющую сталь
Outokumpu — единственный производитель нержавеющей стали с полностью интегрированной производственной цепочкой.
Он начинается на глубине 500 метров под землей в Кеми, Финляндия, где добывается хром для всех литейных цехов Outokumpu по всему миру. У компании есть существенное преимущество, поскольку ее феррохромовый завод — крупнейший в мире — расположен в непосредственной близости от плавильного цеха в Торнио.Производство нержавеющей стали включает плавильный цех, горячую и холодную прокатку. В зависимости от того, на каком производственном участке была произведена сталь, конечными продуктами могут быть, например, рулоны, листы, прутки, проволока или плиты.
Последние штрихи к нержавейке делаются в сервисных центрах рядом с покупателями, которые будут превращать ее, например, в небоскребы, ложки или вентили – предела нет! Посмотрите сами и посмотрите наше видео о производстве нержавеющей стали менее чем за 8 минут!
Посмотреть все
Кейс Fiskars Group
На пути к посуде, которая прослужит поколениям: Fiskars Group производит долговечные сковороды и.
..Артикул
Декарбонизация производства нержавеющей стали – наш шанс создать будущее нашей…
АртикулOutokumpu готова к выпуску высокоэффективного коррозионностойкого сплава Sanicro® 35
Артикул
Строительство устойчивых морских сооружений из дуплексной нержавеющей стали
Артикул
Новое преимущество устойчивости архитектурных фасадов
Артикул
Как тяжелая промышленность может извлечь выгоду из углеродного следа конкретных продуктов
Артикул
Предоставление OEM-производителям устройств устойчивого развития
Артикул
Выбор устойчивой нержавеющей стали для фасадов
Артикул
Как переход на дуплексную нержавеющую сталь снижает вес морских платформ
Как производится нержавеющая сталь?
Как производители и строители, мы знаем, как делать вещи, потому что это наша работа. Но знаете ли вы, откуда берутся материалы, на которые вы опираетесь при создании своей продукции? Например, множество различных сортов нержавеющей стали, которые мы продаем, не берутся из земли таким образом. Они должны пройти интенсивный процесс легирования, чтобы гарантировать, что каждый дюйм металла, который вы используете в производственном процессе, соответствует самым высоким стандартам производительности, долговечности и надежности.
Понимание того, как производятся ваши материалы, может помочь вам получить именно тот металл, который подходит для любой конкретной работы. Чтобы помочь вам сделать идеальный выбор, команда технических специалистов Clinton Aluminium готова помочь вам на протяжении всего производственного процесса. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать, как мы можем помочь.
Происхождение нержавеющей стали
Может показаться, что растущее число очень специализированных высокопроизводительных нержавеющих сталей и алюминиевых сплавов — это совсем недавнее явление, учитывая тот факт, что нержавеющая сталь существует всего около века. Но реальность такова, что люди сплавляют металлы уже несколько тысяч лет. На самом деле, это один из важнейших факторов развития цивилизации.
Первыми обнаруженными металлическими сплавами были бронза, сочетание меди и олова, и латунь, сочетание меди и цинка. Но именно разработка углеродистой стали, которая должна была возвестить доисторический железный век, действительно подстегнула человеческий прогресс.
До этого исторического момента железо не пользовалось большой популярностью. Это произошло потому, что чистое железо на самом деле мягкое и слишком пластичное. Процесс добавления углерода, необходимого ингредиента для создания стали, упрочняет металл, заполняя кристаллическую структуру и уменьшая количество дислокаций на молекулярном уровне.
Для сравнения, нержавеющая сталь появилась гораздо позже. На протяжении многих десятилетий в 1800-х годах металлурги изучали возможности сплавов железа и хрома, которые, казалось, обладали гораздо большей долговечностью и коррозионной стойкостью, чем традиционная углеродистая сталь. Как только им удалось решить проблему экономичного и эффективного производства нержавеющей стали, она быстро стала обязательным материалом для множества отраслей промышленности.
Нержавеющая сталь может содержать от 10 до 30 процентов хрома. Он также требует более низкого содержания углерода, чем углеродистая сталь. Это основные требования к нержавеющей стали, но различные сплавы могут включать в себя добавление многих других элементов, таких как никель, алюминий, молибден, титан, медь, азот, ниобий, сера, фосфор и селен. Различные способы их комбинирования могут привести к огромному разнообразию многих марок нержавеющей стали, доступных на рынке.
Какие классы нержавеющей стали?
Существует пять признанных классов или семейств нержавеющих сталей. Как правило, при выборе сплава вы выбираете один из этих пяти классов. Наиболее распространенная из них называется аустенитной нержавеющей сталью. Это сплавы, которые в основном состоят из хрома и никеля. Они немагнитны и обладают высокой коррозионной стойкостью. К аустенитному классу относятся марки марок 200 и 300 серий.
Нержавеющие стали ферритного класса содержат меньше хрома и никеля, чем аустенитные стали, но также содержат молибден, алюминий или титан. Эта комбинация приводит к повышенной пластичности и устойчивости к коррозионному растрескиванию под напряжением. Они состоят из сплавов серии 400.
Следующий класс — мартенситная нержавеющая сталь. Эти сплавы также относятся к серии 400, а это означает, что между ними и ферритными нержавеющими сталями есть много общего. На молекулярном уровне их можно отличить по тому, что мартенситные стали имеют повышенное содержание углерода и пониженное содержание хрома. Это означает, что, в отличие от двух уже упомянутых классов, эти стали легче упрочнить термической обработкой.
Нержавеющая сталь с дисперсионным твердением содержит алюминий, медь и титан в качестве легирующих присадок. Он получил свое название от растворения и термической обработки старения, которой он подвергается, что придает этим сплавам более высокую прочность на растяжение, чем у других классов.
Наконец, самый последний класс известен как дуплексная нержавеющая сталь. Этот класс сочетает в себе свойства ферритных и аустенитных сплавов. Сочетание 24% хрома и 5% никеля приводит к увеличению предела текучести и улучшению коррозионной стойкости под напряжением. Это особенно верно в хлоридных средах.
Как производится нержавеющая сталь?
Чтобы создать нержавеющую сталь, сначала необходимо объединить сырье (железо и легирующие добавки). Делается это путем нагревания всего в электропечи. В рамках этого процесса часть содержащегося углерода должна быть извлечена путем его очистки в сосуде. Это происходит в процессе аргонно-кислородного обезуглероживания, при котором кислород и газообразный аргон впрыскиваются в расплавленную сталь.
После плавления сталь может быть отлита в различных формах. Этими формами могут быть блюмы, заготовки, плиты, стержни или трубы. Затем сталь подвергается процессу горячей прокатки, в результате которого могут быть получены пластины, листы, проволока или другие формы, требуемые производителями.
Далее сталь должна быть подвергнута термической обработке или отжигу, что изменяет физические и химические свойства. Процесс включает в себя нагревание металла до тех пор, пока он не начнет светиться, а затем охлаждение, либо естественным путем, либо путем закалки в воде. Это повысит пластичность и уменьшит твердость, что, в свою очередь, улучшит обрабатываемость материала. Тип отжига определяется тем, с каким классом нержавеющей стали вы имеете дело.
После этого процесса с металла необходимо удалить окалину из-за отложений, возникающих во время отжига. Методы включают травление или электроочистку. После этого металл готов к резке и чистовой обработке.
Резюме
Глубокие знания о том, что входит в подготовку сплавов из нержавеющей стали до того, как они попадут на склад оптового продавца, значительно облегчают производителям получение нужного материала для работы. Чтобы сделать процесс выбора еще проще, вы можете проконсультироваться с одним из дружелюбных и знающих технических специалистов Clinton Aluminium.