Нержавейка состав сплава: New Rostfrei – Ошибка 404

alexxlab | 17.12.2020 | 0 | Разное

Содержание

Состав нержавеющей стали: какие типы антикоррозийных сплавов существуют    

Сталь – высокопрочный и долговечный материал, способный выдерживать значительные нагрузки в течение многих лет. В его состав входят железо (50%) и углерод (не более 2,14%), последний значительно улучшает износоустойчивость сплава, его твердость.

Чтобы произвести нержавеющий сплав, требуется также хром. Из чего еще состоит нержавеющая сталь еще? Разбираемся.

Особенности сплавов, устойчивых к коррозии

Легирующим элементом нержавеющей стали является хром, а также вольфрам, никель, ниобий, молибден и т. д. С их помощью сталь обретает все необходимые антикоррозийные и физико-механические качества. Другие возможные примеси – кобальт и титан, процент которых в составе металла минимален.

Пластичность и хрупкость (твердость) – два физических свойства, определяющих качество стали. Первое из них показывает, насколько сильно может деформироваться изделие из нержавеющей стали без разрушения. Твердость металла – обратный показатель, означающий способность материала удлиняться в незначительной мере, без появления больших остаточных деформаций.

Чтобы отрегулировать эти свойства (изменить внутреннюю структуру сплава), проводится термическая обработка: закалка критически высокой температурой и охлаждение в несколько подходов.

В зависимости от физических свойств состав нержавеющей стали бывает трех типов:

  • коррозиестойкий. Используется в быту и на производстве, в котором не требуется высокая защита металла от вредных сред;
  • жаростойкий. Не деформируется и не меняет свойств, в том числе в условиях крайне высоких температур;
  • жаропрочный. Сохраняет прочность в агрессивной среде, но может ржаветь.

Ассортимент сплавов отечественного рынка можно разделить на 2 группы: хромистые и хромоникелевые стали. Обе включают такие структурные классы:

  1. Аустенитный. Обладает хорошими антикоррозионными качествами. С повышением доли никеля и хрома в составе (до 20%) улучшает сопротивление к высокой температуре. Такая сталь называется жаропрочной.
  2. Ферритные. Содержат малое количество хрома и углерода (до 17%).
  3. Дуплексные. Сочетают качества двух предыдущих типов. Никель в составе нержавеющей стали на уровне 4,5–8%, хром – до 28%.
  4. Мартенситные. Сплав с уменьшенным содержанием углерода, укрепляется методом закалки, благодаря чему долго не стареет.

Чаще всего используется химический состав нержавеющей стали аустенитного и ферритного типов в литом либо деформированном состоянии. Отдельная группа – хромомарганцевоникелевые сплавы, по структуре они сходны с хромоникелевыми.

Типы нержавеющих сплавов и их свойства

Как известно, для того чтобы железо стало коррозиеустойчивым, в него необходимо добавить какой-то цветной или благородный металл. В зависимости от того, какой состав металла нержавеющей стали, выделяют 3 его типа. Самая простая структура у марок 08X13 и 12X13, чаще всего используется в быту и промышленности, где нет высоких ударных нагрузок. Процент хрома в таких сплавах равен 13%. 8 и 12 в маркировке – это цифры, обозначающие процентное соотношение углерода.

Более высокое содержимое этого элемента (от 17%) делает нержавейку хорошо приспособленной к применению в самых агрессивных средах. Имеющаяся на поверхности металла оксидная пленка не позволяет образовываться окалине.

Химические свойства хромистых коррозиестойких сталей

Железо – основа любой стали – может обретать состояния, сопоставимые с периодами активности и покоя кристаллической решетки, которые являются определяющими для коррозионной выносливости. Более высокий показатель свидетельствует о большей пассивности металла.

Чаще всего встречаются сплавы высокой гибкости (образующиеся при закладке мартенситной структуры). Химически это чистый металл с насыщенным содержанием углерода в составе. Сюда относится быстрорежущая и пищевая нержавейка, из которой делают кухонную посуду и ножи. Такой металл отлично переносит контакт с веществами, оказывающими незначительное химическое воздействие.

Еще один тип – ферритные сплавы, магнитные. Кристаллическая решетка такого вещества имеет несколько иную структуру из-за наличия хрома. Такой состав пищевой нержавеющей стали также используется в производстве инструмента.

Что касается мартенситно-ферритных сплавов, то они сочетают качества двух предыдущих типов: прочны, устойчивы к деформации, имеют магнитный потенциал. Среди минусов – меньшая устойчивость к окислению.

Отличительные черты аустенитных сплавов

Так называемое γ-железо представляет собой прочный сплав с углеродом. Он подвергается коррозии даже при высоком содержании хрома (если в нем нет ниобия и титана). В таком случае проводится термообработка.

Другие свойства металла высокого уровня: прочность, технологичность, пластичность. Для производства кухонной утвари этот класс не пригоден из-за высокой аллергенности никеля.

Независимо от того, что входит в состав нержавеющей стали аустенитной, она всегда немагнитная. Однако при незначительном холодном изгибании магнитные свойства могут появиться, так как в этом случае аустенит трансформируется в феррит. Чтобы обеспечить прочность таких сплавов, уменьшается содержание углерода, но не более чем до 0,04%. В противном случае образуются карбиды. Нередко для улучшения прочности стали в состав добавляется связанный азот, образующий карбонитрид (например, марка Х17АГ14).

Другие составы имеют несколько иные параметры, например, аустенитно-мартенситные. Они менее устойчивы к коррозии, но более крепкие, тяжело поддаются температурной обработке. Преимущественно используются в производстве легких конструкций.

Аустенитно-ферритные сплавы содержат относительно небольшое количество никеля, благодаря чему их проще сваривать, выполняя швы высокого качества. Примером могут послужить марки 08Х22Н6Т или 12Х21Н5Т. Однако стоит заметить, что такие промежуточные составы менее пластичны и жаропрочны.

Состав нержавеющей стали – какие типы сплавов существуют? + видео

Сегодня все большей популярностью пользуются легированные сплавы, особенно с добавлением хрома, который входит в состав нержавеющей стали, обладающей высокими антикоррозийными свойствами. Мы рассмотрим, какие бывают классы нержавейки.

1 Рассмотрим особенности коррозиеустойчивых сплавов

Стали с различными добавками, улучшающими физические свойства, называются легированными. К ним относятся и нержавеющая сталь, в состав которой обычно входит хром, как основной элемент, отвечающий за сопротивление коррозии. Для этой же цели используются в некоторых случаях никель, ванадий, марганец, медь и даже связанный азот. В гораздо меньшем процентном соотношении добавляются другие элементы, улучшающие качества металла: ниобий, кобальт и молибден, иногда – титан. И, конечно, не обойтись без вечных спутников железа – углерода, серы, фосфора, кремния. К слову, чем меньше их процентная доля в сплаве, тем выше качество стали.

Нержавеющая сталь

Нержавеющий сплав образуется в том случае, если химический состав имеет включение более 13 % хрома. Если же этот элемент добавить в количестве свыше 17 % от общего соединения компонентов, то сталь будет устойчива к коррозии даже в предельно агрессивных средах. Различают 3 типа нержавейки, которые определяются физическими свойствами. Так, обычный сплав называют просто коррозиестойким, он применяется в быту, а также повсеместно на производстве, где нет необходимости высокой степени защиты металла от агрессивных сред. Второй тип – жаростойкий, у него устойчивость к коррозии сохраняется при крайне высоких температурах. И, наконец, жаропрочный, у которого, как можно понять из названия, в той же агрессивной среде остается неизменной прочность, но коррозия нержавеющей стали у марок этого типа вполне возможна.

Итак, две основные группы нержавеющих сплавов – хромистые и хромоникелевые. Та и другая включают в себя несколько структурных классов. В первую входят мартенситные и ферритные стали, а также еще одна, являющаяся промежуточной и объединяющая в себе некоторые химические показатели двух первых – это мартенситно-ферритный сплав. Во второй группе насчитывается 4 класса: аустенитные, а также переходные аустенитно-ферритные, аустенитно-мартенситные и аустенитно-карбидные. Существует также группа хромомарганцевоникелевых сталей, которые, в целом, схожи по своей структуре с хромоникелевыми. Рассмотрим более подробно все вышеуказанные типы и классы.

2 Типы нержавеющих сплавов и их свойства

Как уже было сказано, коррозийную стойкость железо приобретает при добавлении в его расплав другого металла, как правило, благородного или любого цветного. При этом, в зависимости от химического состава сплава, сталь может получить свойства одного из 3 типов нержавейки. Самый простой структурой обладают обычные коррозиестойкие марки, такие как 08X13 и 12X13. Они пластичны и могут быть использованы как в быту в виде различных изделий, так и в промышленности, там, где от деталей и узлов требуется устойчивость к ударным нагрузкам. Как ясно из маркировки, содержание хрома в этих сплавах составляет 13 %. Первые же 2 цифры – это количество углерода, исчисляющееся в сотой доле процента.

Трубы из нержавеющей стали

Следующие 2 типа относятся к сплавам, которые должны сохранять коррозиестойкость при воздействии высоких температур. В жаростойких сталях добавление хрома (или кремния) в количестве от 28 % и более обеспечивает снижение интенсивности окисления вплоть до полного его прекращения даже при сильном нагреве. Иными словами, окалина практически не возникает по той причине, что на поверхности уже имеется оксидная пленка. В той же степени хром может изменить структуру сплава при выработке жаропрочных марок сталей, которые обладают высокой степенью прочности под большой нагрузкой в процессе сильного и длительного нагрева.

3 Химические свойства хромистых коррозиестойких сталей

Следует отметить, что железо, которое является основой любой стали, имеет несколько состояний, совпадающих с фазами активности и покоя кристаллической решетки, которые зависят от степени коррозийной стойкости. Чем она выше, тем более пассивным считается металл. Наиболее распространенными считаются сплавы с образующейся при закалке мартенситной структурой, обладающие достаточно высокой пластичностью. Согласно химическим характеристикам, это железо в α-фазе (чистый металл), содержащее насыщенный твердый раствор углерода. К таковым относятся пищевая и быстрорежущая нержавейка, из которой изготавливают изделия для использования в быту на кухне, например, всевозможные емкости и ножи. Мартенситные стали способны выдержать контакт со слабоагрессивными химическими веществами.

Хромистые коррозиестойкие стали

Другой тип – ферритные сплавы с достаточно высоким магнитным показателем. Разница у них по большей части в форме кристаллической решетки, она имеет кубическую структуру, в отличие от тетрагональной мартенситной. В целом же это средненасыщенный твердый раствор углерода в α-железе с добавлением легирующих элементов, таких как хром. Примечательно, что такие сплавы не подвергаются изменениям при нагреве до предельно возможных температур и не теряют свои свойства. Чаще всего таким изделиям находят применение в пищевой промышленности или для изготовления инструментов. Мартенситно-ферритные сплавы имеют свойства обоих перечисленных типов, то есть они механически устойчивы, обладают высокой прочностью и имеют магнитный потенциал.

Но устойчивость к окислительной среде у таких сталей не очень высока, намного ниже, чем у обычных ферритных сплавов.

4 Отличительные черты аустенитных сплавов

В первую очередь рассмотрим аустенитные структуры сталей, которые определяются, как γ-железо (высокотемпературное изменение кристаллической решетки металла) в виде твердого раствора с углеродом. Проще говоря, такие сплавы могут подвергаться межкристаллической коррозии даже при высоком содержании хрома, если не имеют включения дополнительных элементов, таких как титан или ниобий. Во избежание их обязательно подвергают термообработке. В остальном это очень пластичные, прочные и технологичные стали, содержащие, помимо хрома еще и никель, которые относят к разряду конструкционных. Также из этих сплавов изготавливают инструменты, а вот в пищевой промышленности, равно как и для изготовления кухонной утвари, марки данного класса непригодны, поскольку никель весьма аллергенный.

Аустенитные сплавы

Межкристаллической коррозией называют внутреннее окисление металла, проходящее по границам отдельных зерен стали. По этой причине разрушение изделия остается незаметным, при сохранении характерного блеска узнать о коррозии можно только по звуку при ударах

Что примечательно, каким бы ни был химический состав аустенитных сплавов, они всегда немагнитные. Но при любой холодной деформации, например, под воздействием механических воздействий, они начинают приобретать небольшой магнитный потенциал. Это происходит по той причине, что при нарушении кристаллической решетки аустенит на некоторых участках превращается в феррит. Прочность таких сплавов достигается путем предельного уменьшения содержания углерода, впрочем, до определенного порога – не ниже 0,04 %, по причине присутствия в растворе никеля. В таких условиях легко образуются карбиды, то есть химическое соединение хрома с углеродом. Иногда в сплав добавляют связанный азот, благодаря которому возникают карбнитриды, также повышающие прочность стали. Примером может послужить марка нержавейки Х17АГ14.

Промежуточные сплавы имеют несколько иные характеристики, в частности, аустенитно-мартенситные. Они имеют более низкую коррозиестойкость, чем просто аустенитные структуры, но намного прочнее. При этом данный класс довольно тяжело поддается термообработке, вернее, воздействие на него высокими температурами связано с некоторыми сложностями. Зачастую такие сплавы со свойствами мартенситов требуют не только закалки, но также обработки холодом с последующим отпуском металла. Однако при такой технологии прочность нержавейки переходного класса повышается в несколько раз. В производстве элементов для тяжелых несущих конструкций стали, вроде марок 09X15Н8Ю или 20Х13Н4Г9, не используются, их применяют только для изготовления легких конструкций.

Особенность аустенитно-ферритных сплавов заключается в том, что они содержат сравнительно небольшое количество никеля в сравнении с другими промежуточными классами. За счет этого такие стали, как 12Х21Н5Т или 08Х22Н6Т, имеют гораздо лучшую свариваемость, швы при соединении металлопроката из них получаются очень качественные и прочные на деформацию. Обеспечивается это влиянием ферритной структуры, обеспечиваемой элементами Сr, Ti, Mo или Si. Однако следует отметить, что по той же причине, то есть из наличия ферритообразующих включений, в значительной степени ухудшается жаропрочность, равно как и пластичность. Высокой остается только механическая прочность.

В марках сталей обычно присутствуют буквы кириллицы, они тождественны латинским обозначениям, в частности Ю означает "ювенал" – алюминий, причем так он маркируется только в сталях. Другие элементы могут означаться также не по первым буквам, например кремний – С, от силициума, а марганец – Г, поскольку эта буква имеется в середине слова.

Нержавеющая сталь: марки, характеристика, виды, изобретение

Нержавеющая сталь, или как её называют в народе, нержавейка – это сплавы на основе железа с разными легирующими добавками: углеродом, хромом, никелем, титаном, ниобием и т. д. – производимые в соответствии с ГОСТ 5632-72. Каждый из этих элементов придаёт, усиливает или, наоборот, уменьшает определенные физико-механические свойства сплава: твердость, пластичность, прочность, магнитность, склонность к межкристаллитной коррозии и т.д. Основным же преимуществом и важнейшим качеством нержавеющей стали является её способность сопротивляться коррозии, чем нержавейка по праву обязана хрому.

Состав любого нержавеющего сплава отличается повышенным содержанием хрома: чем больше хрома, тем сильнее "нержавеющие" качества сплава. Поэтому количество хрома в нержавеющей стали всегда составляет не менее 10,5%. В чем же уникальность хрома? В особенности его реакции с кислородом! В присутствии кислорода на поверхности изделия из нержавейки образуется тонкий слой нерастворимого оксида хрома. В этой оксидной плёнке и кроется весь секрет "суперспособности" нержавеющей стали сопротивляться коррозии даже в сильно агрессивных средах при повышенных температурах. Оксидный слой делает нержавеющий сплав, по сути, инертным: он предотвращает возможность элементам сплава вступать в химическую реакцию со средой, в том числе, окисляться. А при повреждении поверхности изделия плёнка снова восстанавливается путём реакции хрома с кислородом, содержащимся в окружающей среде. Так что, хоть вечный двигатель пока что и не изобрели, но материал для него уже есть – и это нержавеющая сталь.

В свою очередь, добавление никеля, например, придаёт сплаву не менее ценные качества: дополнительную пластичность, сохранение вязкости при низких температурах, повышенные жаропрочные свойства, улучшает качество свариваемости, снижает скорость распространения точечной и контактной коррозии.

 

Что немаловажно, обретя исключительные антикоррозийные свойства, нержавеющая сталь сохранила и другие ценные качества, характерные для сталей. Она прочна, но при этом пластична и хорошо поддаётся обработке: резке, сварке, прокату, растяжению, сгибанию и т.д. Поэтому из нержавейки делают разные виды нержавеющего металлопроката.

По сравнению с чёрными сталями цена нержавеющей стали выше, но если учесть её качество и больший срок эксплуатации, использование этого материала полностью экономически оправдано. 

ИСТОРИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Сейчас в мире существует множество марок и форм проката из нержавеющей стали под разные сферы применения, но когда-то мир не знал этого, ставшего теперь незаменимым, материала.

Здесь мы приведем лишь краткую историческую сводку и опишем события, предшествовавшие мировой известности коррозионностойкой стали. Тем же, кто особо интересуется данным вопросом, предлагаем прочитать полную версию истории изобретения нержавеющей стали, включающую все даты, фамилии и фотографии ученых, внесших свой вклад в этот процесс.

Итак, нержавейка, так прочно вошедшая в нашу повседневную жизнь, была открыта миру в 1913 году. Произошло это благодаря талантливому английскому металлургу Гарри Бреарли. Это было время, когда Европа активно готовилась к Первой Мировой Войне, поэтому Англия, как и другие страны, значительно увеличила объемы производства военного вооружения. Но военные столкнулись с проблемой: внутренняя поверхность стволов быстро изнашивалась в результате механических воздействий при высоких температурах.

Чтобы решить проблему эрозии и повысить механическую устойчивость стальных оружейных стволов в условиях высоких температур, металлург начал рассматривать варианты введения в состав стали хрома, который, как уже было известно на тот момент, повышает уровень температуры плавления сплава. Далее при проведении металлографического исследования полученных экспериментальных образцов Бреарли подверг их травлению, использовав спиртовой раствор азотной кислоты, обычно применяемый для проявления микроструктуры углеродистых чёрных сталей. При этом металлург с удивлением для себя обнаружил, что полученная им сталь оказалась устойчивой к воздействию агрессивной химической среды – она не ржавела и не покрывалась пятнами. Так и были открыты антикоррозионные свойства сплава с повышенным содержанием хрома, который теперь мы называем нержавеющей сталью.

Таким образом нержавеющая сталь, как это нередко происходит в истории, была изобретена Гарри Бреарли случайно: ученый не ставил перед собой цель найти сплав, устойчивый к коррозии – разрушению в результате химического взаимодействия с окружающей средой.

В 1914 году из заготовок нового вида стали были отлиты первые столовые ножи, после чего в газетах появились сообщения о нержавеющей стали. Металлурги по заслугам оценили перспективы использования этого материала, и началось промышленное производство нержавейки.

В дальнейшем, благодаря своим качествам изобретённый сплав начал применяться везде, где важна устойчивость металла к окислению. Сейчас различные марки нержавеющей стали применяются в таких массовых сферах как пищевая промышленность, для изготовления столовых приборов и другой посуды, приспособлений для приготовления и хранения продуктов питания, в стоматологии и вообще медицине, в городском водоснабжении, в химическом машиностроении, авиации, судостроении, из нержавейки плетут сетки и канаты, делают пружины, гвозди и шурупы, бытовые предметы, канцелярские принадлежности, режущий инструмент, сварную аппаратуру и многое другое. Как мы видим, нержавейка прочно вошла в нашу жизнь, и теперь трудно представить, что когда-то в мире и вовсе не существовала столь распространенная сейчас сталь.

ВИДЫ НЕРЖАВЕЮЩЕГО МЕТАЛЛОПРОКАТА

Нержавеющий металлопрокат выпускается из различных марок нержавеющей стали в виде продукции следующих форм:

  • лист;

  • полоса;

  • лента;

  • круг;

  • круг калиброванный;

  • квадрат;

  • квадрат калиброванный;

  • шестигранник;

  • шестигранник калиброванный;

  • труба;

  • труба капиллярная;

  • труба профильная;

  • уголок;

  • проволока нержавеющая;

  • электроды;

  • швеллер;

  • сетка;

  • порошок.

 

Поверхность готовых изделий нержавеющего металлопроката может быть:

ВИДЫ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Прежде, чем говорить о марках нержавеющей стали, давайте разберемся в её видах.

 

По типу антикоррозионного свойства вся нержавейка делится на три большие группы стали:

  1. Коррозионностойкая – отличается стойкостью к коррозии в нормальных условиях;

  2. Жаростойкая – стойкость к коррозии при высоких температурах в агрессивной среде;

  3. Жаропрочная – обладает повышенной механической прочностью при высоких температурах.

 

В зависимости от своего химического состава нержавеющие стали делятся на:

  1. Хромистые;

  2. Хромоникелевые;

  3. Хромомарганцевоникелевые.

 

По строению кристаллической решетки выделяют стали:

  1. Мартенситную и мартенсито-ферритную нержавеющую сталь;

  2. Ферритную;

  3. Аустенитную;

  4. Аустенито-ферритную и аустенито-мартенситную.

МАРКИ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Современная сталелитейная промышленность предоставляет широкий спектр марок нержавеющей стали, способный полностью удовлетворить различные отрасли производства.

 

Сравнительная таблица основных марок нержавеющей стали по ГОСТу, AISI и Европейскому стандарту:

КАК КУПИТЬ НЕРЖАВЕЮЩУЮ СТАЛЬ

Компания АНСплав занимается оптовой и розничной продажей нержавеющего металлопроката из различных марок нержавеющей стали. Чтобы купить нержавейку у нас или получить консультацию специалиста, свяжитесь с нами любым из представленных способом:

 

Ваша заявка будет обработана в течение 2 часов в будний день.

Нержавеющая сталь. Свойства, применение, химический состав, марки

ПРОДУКЦИЯ


 

Внимание! Если Вы обнаружили ошибку на сайте, то выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.

 

8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

(800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
e-mail: [email protected]

Нихром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Фехраль

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Нихром в изоляции

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Титан

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Вольфрам

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Молибден

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Кобальт

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Термопарная проволока

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Провода термопарные

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Никель

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Монель

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Константан

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Мельхиор

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Твердые сплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Порошки металлов

Продукция

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Нержавеющая сталь

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Жаропрочные сплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ферросплавы

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Олово

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Тантал

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ниобий

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Ванадий

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Хром

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Рений

Продукция

Описание

Цены

Стандарты

Статьи

Фото

Прецизионные сплавы

Продукция

Описание

Магнитомягкие

Магнитотвердые

С заданным ТКЛР

С заданной упругостью

С высоким эл. сопротивлением

Сверхпроводники

Термобиметаллы

На странице "Нержавеющая сталь - описание" Вы можете найти интересную информацию о сталях как-то: физические, химические свойства сталей, области их применения, различные марки нержавеющих сталей и др.

Основные сведения

Нержавеющие стали, которые можно также отнести к более широкому классу коррозионностойких сталей - материалы, обладающие высокой стойкостью к коррозии во влажной атмосфере и слабоагрессивных водных растворах.

Коррозией называется разрушение металлов и сплавов вследствие их химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой. Коррозионная стойкость - способность материала сопротивляться коррозионному воздействию среды.

Основой нержавеющих сталей является железо. Основным легирующим элементом, обеспечивающим стойкость к коррозии, является хром (Cr). Также в состав указанных материалов обычно входят углерод (C), кремний (Si), марганец (Mn), сера (S) и фосфор (P). Многие из нержавеющих сталей содержат в качестве легирующих элементов никель (Ni), который улучшает коррозионную стойкость и жаропрочность стали; молибден (Mo), ниобий (Nb), которые повышают рабочую температуру стали; кобальт (Co), повышающий износостойкость материала.

Классификация

Наиболее распространенной является классификация сталей по их структуре. Выделяют следующие типы коррозионностойких сталей:
  • ферритный;
  • мартенситный;
  • аустенитный;
  • ферритно-мартенситный;
  • аустенито-мартенситный;
  • аустенито-ферритный.

Стоит отметить, что, как правило, в особый класс выделяют коррозионностойкие сплавы на основе никеля, хрома и никеля, никеля и молибдена.

Структуры сталей отличаются благодаря различным способам их охлаждения после высокотемпературной обработки. Структура наряду с химическим составом оказывает большое влияние на стойкость материала к коррозии в тех или иных агрессивных средах, что, в свою очередь, определяет области применения изделий из конкретного сплава или стали. Свойства нержавеющих сталей определяются химическим составом стали, а также ее структурой. Указанные признаки особенно важны для определения среды, в которой стоек тот или иной материал.

Мартенситный и мартенсито-ферритные стали обладают хорошей коррозионностойкие стойкостью в атмосферный условиях, слабоагрессивных средах (например, в слабых растворах солей, кислот), а также имеют высокие механические свойства.

Основной рабочей средой ферритных сталей являются растворы азотной кислоты аммиака, аммиачная селитра, смесь фосфорной, азотной, фтористоводородной кислот, а также некоторые другие окислительные агрессивные среды. Стали данного класса становятся хрупкими при температуре 475 °С, а также имеют сравнительно невысокие показатели прочности и жаропрочности. Стоит отметить плохую свариваемость ферритных сталей и низкую коррозионную стойкость сварных швов.

Аустенитные стали обладают хорошими показателями механических и технологических свойств, а также стойки в большом количестве агрессивных сред. Стали данного класса имеют высокую пластичность и прочность, а также хорошо обрабатываются.

Аустенито-ферритные и аустенито-мартенситные стали по коррозионной стойкости схожи со сталями аустенитного класса, но превосходят их по механическим характеристикам. Так аустенито-ферритные стали имеют повышенный предел текучести, аустенито-мартенситные - повышенную прочность.

Марки нержавеющих сталей

Необходимо сказать несколько слов о маркировке легированных сталей. В ее основу положена буквенно-цифровая система (ГОСТ 4543-71). Легирующие элементы: марганец - Г, кремний - С, хром - Х, никель - Н, вольфрам - В, ванадий - Ф, титан - Т, молибден - М, кобальт - К, алюминий - Ю, медь - Д, бор - Р, ниобий - Б, цирконий - Ц, азот - А. ; Количество легирующего элемента в процентах указывается цифрой, стоящей после соответствующего индекса. В начале перед буквенным обозначением пишется (регламентируется маркой) в виде цифрового значения умноженное на 10 процентное содержание углерода в стали. Отсутствие цифры после индекса элемента указывает на то, что его содержание менее 1,5 %. Высококачественные стали имеют в обозначении букву А, а особо-высококачественные - букву Ш, проставляемую в конце.

Например, сталь 12Х2Н4А содержит 0,12% С, около 2% Cr, около 4% Ni и менее 0,025% S и P.

Достоинства / недостатки

    Достоинства:
  • обладают высокой коррозионной стойкостью в различных агрессивных средах;
  • имеют более низкую стоимость по сравнению с коррозионностойкими сплавами на никелевой основе.
    Недостатки:
  • имеют невысокую жаропрочность и жаростойкость по сравнению с коррозионностойкими сплавами на никелевой основе.

Области применения нержавеющих сталей

Указанные материалы применяются при изготовлении изделий для энергетического машиностроения и печестроения. К таким изделиям можно отнести рабочие лопатки, болты, гайки, диски и роторы и другие элементы газовых турбин, а также узлы деталей печей и прочих изделий, требующих защиты от коррозии в агрессивных средах. Нержавеющие стали имеют меньшие рабочие температуры по сравнению с жаростойкими сплавами и сталями на никелевой основе, поэтому применяются в случаях, когда рабочие температуры не превышают 500-700 °С.

Продукция из нержавеющей стали

Нержавеющие стали: свойства, характеристики, состав, виды

Представить современную жизнь без антикоррозийной стали невозможно. Разработка такого сплава позволила сделать качественный рывок не только в металлургии, но и во многих других сферах. Нержавеющие стали отличаются от классической тем, что содержат в составе кроме железа и углерода еще и хром. Именно добавление хрома придает сплаву антикоррозийные свойства.

Продукция из нержавеющей стали очень разнообразна. У любого производителя вы сможете найти широкий выбор изделий. Так, например, качественную продукцию, что подтверждают многочисленные отзывы, можно заказать в интернет-магазине БСМ – Металл. 

Нержавеющие стали

Физические свойства

Нержавеющая сталь обрела высокую популярность не только благодаря антикоррозийным свойства, но также за счет разнообразия физических свойств. Современные коррозионностойкие стали производятся путем добавления к стали различных примесей.

От количества и типа примеси зависят физические свойства готовой стали. Следует отметить, что некоторые марки нержавеющей стали поддаются коррозии после длительного срока эксплуатации. Это связано с составом, то есть добавлением того или иного метала. Такой сплав имеет другие преимущества, которые нивелирует подверженность окислению.

Следует выделить основные физические свойства нержавеющей стали, которые качественно выделяют ее из ряда других металлов. К таким свойствам относятся:

  1. Высокая прочность. Изделия, изготовленные нержавейки отличаются повышенной прочностью в сравнении с аналогами. Благодаря устойчивости к физическим нагрузка, изделия не повреждаются и не теряют начальную форму. Качественная сталь сохраняет надежность более десяти лет.
  2. Устойчивость к агрессивной внешней среде. Подобная сталь практически не подвержена изменениям в связи с условиями окружающей среды. Это позволяет длительное время сохранять эксплуатационные свойства изделия.
  3. Жаропрочность. Изделия из нержавейки устойчивы к высоким температурам, даже при воздействии открытого огня. Также не меняя форму, размеры и свойства при значительных перепадах температур.
  4. Экологичность. Антикоррозийные свойства препятствуют процессу окисления. Кроме того, материал  не содержит в составе вредных компонентов, поэтому широко применяется в пищевой промышленности.
  5. Антикоррозийные свойства. Главное свойство, которым обладает такая сталь, это препятствие возникновению ржавчины. Причем сплав не поддается коррозии даже после воздействия кислот или щелочей.
  6. Внешний вид. Внешний вид изделий из нержавейки качественно отличается от предметов из других материалов. Сталь имеет чистый, блестящий вид, который не меняется после длительного срока эксплуатации.
  7. Податливость. Подобный сплав легко обрабатывать, и изготовление из него предмета желаемой формы не составляет труда.

Выбор нержавейки с определенными физическими свойствами зависит от целей ее использования. На сегодняшний день, разнообразие компонентов для производства нержавеющей стали позволяет создать материал с необходимыми характеристиками.

Химический состав

Химический состав нержавеющей стали зависит от типа и марки сплава. Главными особенностями, которые характеризирует нержавейку, являются наличие в составе не менее 10,5% хрома и низкое содержание углерода. Углерод очень важен при изготовлении стали, так как он придает необходимую прочность. Процентная составляющая которого в антикоррозийном сплаве не должна превышать 1,2%.

Также в состав нержавейки может включатся Титан, Фосфор, Молибден, Сера, Никель и Ниобий. В зависимости от химического состава, нержавейка делиться на несколько типов.

Наиболее широко используемая – нержавейка группы А2. Группа А2 содержит в составе 10% никеля, 18% хрома и 0,05% углерода. Большую часть занимает основа, а именно железо с сопутствующими компонентами.

В состав сталей этой группы входят 0,05% углерода, 2% молибдена, 12% никеля и 17% хрома. Благодаря наличию в составе молибдена, сплав устойчив к воздействию кислоты, поэтому часто к нему применяется названия «кислостойкого».

Антикоррозийные стали группы А, благодаря химическому составу, легко поддаются сварке. Именно поэтому такой тип широко используется в промышленности. Из такой стали можно производить детали практически любой формы, с прочным соединением составных частей.

Особое внимание при производстве уделяется стали для пищевой промышленности. Коррозионностойкая сталь таком случае не должна содержать посторонних компонентов, которые могут негативно повлиять на вкусовые качества продуктов, а также примесей опасных для здоровья человека.

Сопротивления стали к коррозии зависит от количества хрома. Чем его составная часть больше, тем устойчивее сплав. Классическая нержавеющая сталь, используемая в обычных условиях, содержит не более 13% хрома. Для противостояния агрессивной среде доля хрома должно превышать 17%. Такой коррозионностойкий спав подходит для использования в кислотной среде.

Высокоустойчивые сплавы сохраняют свои свойства даже в азотной кислоте 50% насыщенности. Для устойчивости против более сильных кислот, в составе увеличивают процент никеля и добавляют другие компоненты в малых количествах.

Классификация нержавеющих сталей

Классификация нержавеющих сталей разнится в зависимости от стран, но имеет общие принципы. Маркировка нержавейки осуществляется в зависимости от химического состава, свойств и внутренней структуры готового материала. Исходя из этого сталь делят на такие типы:

  1. Ферритные. Данная группа сталей характеризируется высоким содержанием хрома, обычно более 20%. Поэтому иногда этот тип называют хромистым. Такой химический состав способствует высокой устойчивости к агрессивной внешней среде. Сплавы этой группы обладают магнитными свойствами. Стали ферритной группы относительно дешевые, широко используются в промышленности, уступая лишь аустенитным.
  2. Аустенитные. Группа противокоррозионных сплавов, которые отличаются высоким содержанием хрома и никеля. За счет этого они отличаются повышенной прочностью и гибкостью в сравнении с аналогами. Также легко поддаются сварке и устойчивы к коррозии. Наиболее широко используемые в промышленности. Относятся к немагнитным металлам.
  3. Мартенситные. Особый тип нержавеющих сплавов. Отличается повышенной прочностью и износоустойчивостью. Не подвержены воздействию высоких температур, при этом содержат минимальную часть вредных компонентов, которые не выделяют паров при интенсивном нагреве. К этой группе относят жаропрочную коррозионностойкую сталь.
  4. Комбинированные. Особый тип стали, комбинирующий свойства вышеуказанных групп. Такие инновационные стали разрабатываются индивидуально в зависимости от требуемых заказчиком свойств. На сегодняшний день выделяют аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситные стали.

Детали из нержавеющей стали

В свою очередь, марки нержавеющей стали аустенитной группы делятся на 4 типа:

  1. А1 – сталь, содержащая в составе значительную часть серы, из-за чего более подвержена коррозии чем остальные.
  2. А2 – наиболее широко используемая марка. Легко поддается сварке без потери физических свойств. Морозостойкая, но подвержена коррозии в агрессивной кислой среде.
  3. А3 – производная от А2, но с добавлением стабилизирующих компонентов. Отличается повышенной устойчивостью к высокой температуре и кислой среде.
  4. А4 – сплав с добавление молибдена (до 3%). Характеризуется сопротивлением кислой среде. Широко используется в судостроении.
  5. А5 – схожа с маркой А4. Отличается лишь соотношением стабилизирующих компонентов. Производиться для повышенного сопротивления высоким температурам.

Виды нержавеющей стали не ограничиваются вышесказанными типами. Так как даже малейшее изменения процентного соотношения компонентов могут значительно повлиять на свойства стали.

Область применения нержавеющих сталей

С момента разработки, коррозионностойкие стали применялись только в высокотехнологичном производстве в таких сферах как авиастроение, атомная энергетика, нефтехимическое производство и машиностроении. На сегодняшний день нержавеющие стали широко используются в различных сферах нашей жизни.

Деталь автомобиля из нержавеющей стали

Выделим основные сферы использования нержавеющих сплавов:

  1. Машиностроение. Нержавейка массово используется для производства автомобилей, промышленных станков и различных агрегатов. Обычно применяются ферритные и аустенитные типы.
  2. Химическая промышленность. Химическая промышленность сопровождается использованием агрессивных веществ, для содержания которых требуется специальное оборудование. Для его производства применяют аустенитные сплавы. Производственные емкости, трубы и сосуды не подвергаются воздействию химикатов и не теряют эксплуатационных свойств.
  3. Энергетика. В сфере электроэнергетики используются только высокопрочные материалы, так как прочность и надежность рабочих узлов имеют особую важность.
  4. Целлюлозно-бумажная промышленность. Практически все оборудование в этой сфере изготавливается из высококачественной нержавейки.
  5. Пищевая промышленность. К производству, хранению и перевозки продуктов питания выставлены повышенные требования. Поэтому при изготовлении оборудования можно использовать только стекло, несколько видов пластика и нержавейки. Это обеспечивает повышенный уровень гигиены.

В пищевой промышленности обычно используется сплав с содержанием малого количества компонентов, так как оборудование не подвергается воздействию сверхвысоких температур и агрессивных веществ. Для холодильных установок применяют морозостойкие материалы.

  1. Авиационно-космическая сфера. Особые типы нержавейки стали применять для постройки самолетов, ракет и космических кораблей.
  2. Строительство. Нержавейка широко используется в строительстве и в дизайне. Такие листы не поддаются царапинам и не оставляют следов от рук.

Коррозионностойкие стали также применяется во многих сферах, благодаря разнообразию видов и свойств.

Что такое нержавеющая сталь и как она работает / OSFIX

Если быть чуть точнее, в настоящее время, под нержавеющей сталью понимают сплавы, имеющие в своем составе не менее 10,5% хрома. «Механизм работы» нержавеющей стали следующий: под влиянием кислорода, находящегося в окружающей среде, на поверхности нержавейки образуется тонкий бесцветный слой окиси хрома, толщиной в несколько атомов. Иначе, процесс образования окисла называют «пассивированием», а слой – пассивным. Пассивный слой надежно защищает детали из нержавеющей стали от дальнейшего вредного химического влияния окружающей среды.

Если поверхность металла по каким-то причинам повреждается, контактируя с кислородом в окружающей среде, слой окисла самостоятельно восстанавливается, поэтому процесс можно называть самовосстанавливающимся, а нержавейку – «самозаживляющейся». Понимание того, что только эта тонкая пленочка отделяет нержавеющую сталь от обыкновенной, позволяет определить границы допустимого для работы с нею. Проблемными зонами остаются места с малым количеством кислорода, в этих случаях пассивный слой будет образовываться медленнее, чем будут проистекать процессы коррозии и изделие соржавеет.

В сильнопротяженных горных тоннелях и глубоких шахтах или канализациях, коррозию вызывает дефицит кислорода и конденсат влаги. В таких агрессивных случаях рекомендуют использовать особо устойчивые нержавеющие стали, наподобие AISI321 или AISI316Ti (А5). Кроме малокислородных сред, случаями повышенной коррозионной опасности могут являться конструкции, допускающие возникновение щелевой коррозии или контакт различных металлов с нержавеющей сталью в среде электролита, т.е. воде, особенно, морской.

Механические и химические свойства нержавеющей стали можно изменить при помощи различных легирующих элементов:

  • Никель (Ni) – содержится в аустенитных нержавеющих сталях и позволяет повысить сопротивление коррозии;
  • Сера (S) – снижает сопротивляемость коррозии, но позволяет повысить механические свойства;
  • Титан, Ниобий и Тантал (Ti, Nb и Ta) повышают жаропрочность и жаростойкость;
  • Марганец, Молибден и Медь (Mn, Mo и Cu) и другие элементы – улучшают сопротивление кислотам и локализуют коррозию.

История появления нержавеющей стали

 

Нержавеющая сталь имеет почти вековую историю создания научного базиса, позволившего дать определение найденным сплавам и очертить требуемые химические и физические свойства нержавейки. Начало было положено англичанами Стоддардом и Фарадеем и французом Пьером Бертьё в 1820-1821 годах. Ученые отметили устойчивость сплавов железа с хромом к воздействию некоторых кислот. Но сплавы, которые они испытывали содержали недостаточное количество хрома, чтобы иметь возможность называться полноценной нержавеющей сталью, а попытки создать сплавы с более высоким его содержанием не увенчались успехом из-за большого содержания углерода в сплаве.

Через 50 лет, в 1872 году, двое британских ученых Вудс и Кларк, подали заявку на патент на сплав железа, хрома (30-35%) и вольфрама (2%), однако производством этого сплава занялся лишь французский исследователь Брюстлейн, подтвердивший необходимость содержания углерода. Однако, из-за отсутствия технологии производства безуглеродного хрома работы были отложены. В 1895 году немец Ганс Гольдшмидт разработал процесс, получивший название «алюмотермия», после чего стало возможным производство нержавеющей стали.

Спустя девять лет, французский ученый Леон Гуллит провел обширное исследование сплавов железа и хрома в различных вариациях. Его труд лег в основу стандартов нержавеющей стали 410, 420, 440, 442 и 446 по стандарту Американского института стали и сплавов (AISI). Только в 1911 году, два немецких исследователя Моннарц и Борчерс выявили взаимосвязь между содержанием хрома в сплаве и устойчивостью последнего к коррозии. Они определили его количество (10,5%), а также описали влияние молибдена на коррозионную стойкость.

И только теперь, спустя, без малого, 100 лет, в истории появления нержавеющей стали появляется новое действующее лицо. Гарри Брайрли, уроженец г. Шеффилд, Англии, на 37 году своей жизни становится ведущим исследователем в компании Brown Laboratories. В 1912 году, небольшая оружейная фирма размещает в этой лаборатории заказ на разработку способа продления срока службы оружейных стволов. Проблема возникла в эрозии – стволы разрушались под физическим и химическим действием пуль и пороха. В ходе экспериментов, Брайрли создал несколько видов сплавов с различным содержанием хрома (от 6% до 15%) с разными долями углерода. 13 августа 1913 года исследователь создал сталь с содержанием 12,8% хрома и 0,24% углерода, которая считается первой в мире нержавеющей сталью. Заказчиков Гарри Брайрли, ту самую оружейную фирму, разработка не впечатлила, зато устойчивая к лимонной кислоте и уксусу сталь вызвала глубокий интерес производителей столовых приборов, а точнее компанию Mosley`s Portland Works. Эрнест Стюарт, друг детства Гарри и сотрудник этой компании и нарек новый сплав «нержавеющей сталью». Если бы имя ей присвоил все же Брайрли, мы сейчас называли бы эти сплавы «безржавчинной сталью».

Есть еще некоторые моменты, которые следовало бы упомянуть. В 1908 году немецкая компания «Krupp Iron Works» изготовила хромово-никелевую сталь для строительства корпуса яхты «Полнолуние». Насыщенная жизнь корабля окончилась на дне у западных берегов Флориды и узнать, содержал ли материал корпуса требуемые 10,5 процентов хрома не представляется возможным. Сотрудники компании конструировавшей яхты Эдвард Маурер и Бенно Штраус в 1912-1914 годах работали со сталями содержащими <1% углерода, <20% никеля и 15-40% хрома. В то же время, в 1912 году, уроженец Польши Макс Майерманн, по слухам, создал первую нержавеющую сталь, которую показал на выставке «Adria» в Вене, в 1913 году. Кроме того, сравнительно недавно, была обнаружена статья из шведского охотничьего журнала, описывающая сталь, похожую на нержавеющую, предлагаемую к использованию в оружейных стволах. Как доказательства этого не совсем достаточно, однако несостоятельность аргументов не помешала шведам заявлять о том, что нержавейка – весьма шведское изобретение. Таким вот образом и происходило создание нержавеющей стали.

В итоге, первым зафиксированным изобретением оказалась сталь Гарри Брайрли, он в наше время считается настоящим изобретателем нержавейки. Поэтому, записывайте все ваши шаги, особенно если вы – изобретатель. Тем не менее, упорство и труд всех без исключения людей также важны, их силами и энергией строится мир и человечество.

Свойства, классификация и аналоги нержавеющих сталей

Главная / Блог директора /Версия для печати

31 Июля 2019 г.

Получая заказы на изготовление резервуаров и емкостей из нержавеющей стали, нам часто задают вопросы, чем одна марка отличается от другой в плане эксплуатационных характеристик и долговечности работы. Чтобы расставить все точки над "i", в этой статье мы разберемся в марках нержавеющей стали и их зарубежных аналогах, проанализируем их физико-химические свойства.

Понятие нержавеющей стали

Приведем определение: нержавеющая сталь - сложнолегированная сталь, стойкая против ржавления в атмосферных условиях и коррозии в агрессивных средах.1

Своей стойкостью к коррозии она отличается от обычных углеродистых сталей и поэтому широко применяется в пищевой промышленности, в нефтегазовой и химической отрасли для эксплуатации с высокоагрессивными средами и пищевыми продуктами, так как в процессе хранения при контакте жидкости и поверхности емкости не образуются окислы и другие вещества, которые могут влиять на свойства хранимого продукта.

Что же такое нержавеющая сталь с точки зрения химии? - Это сплав с минимальной массовой долей хрома 10,5% и максимальной массовой долей углерода 1,2%.2

Простыми словами, нержавеющую сталь получают путем добавления к железу легирующих веществ в разных пропорциях для получения необходимых характеристик.

Так, основным легирующим элементом является хром Cr. Также сплавы дополнительно содержат углерод C, никель Ni, кремний Si, марганец Mn, титан Ti, ниобий Nb, кобальт Co, молибден Mo, ванадий V, сера S, фосфор Р, вольфрам W, алюминий Al, медь Cu, кобальт Co.

Свойства нержавеющей стали

За счет чего достигаются коррозионностойкие свойства? - Благодаря добавлению дополнительных химических элементов на этапе производства металла на поверхности образуется оксидная пленка, которая не растворяется, а, наоборот, защищает сам сплав от влияния коррозии.

К основным свойствам нержавейки также относятся:

  • высокая прочность
  • высокое качество сварных соединений
  • пластичность
  • большой срок службы с сохранением своих свойств

В качестве базового металла могут использоваться никель (сплавы на никелевой основе) и железоникель (сплавы на железоникелевой основе).

Введение различных легирующих элементов добавляет те или иные свойства к исходному металлу:

  • хром повышает коррозионную стойкость, твердость и прочность сплава; уменьшение коэффициента линейного расширения упрощает процесс сварки
  • никель дополнительно повышает вязкость, пластичность, прокаливаемость и снижает коэффициент теплового расширения, что позволяет использовать изделие из такого сплава с серной, соляной и фосфорной кислотами
  • марганец в процентном соотношении более 1% способствует увеличению стойкости, прокаливаемости, твердости и износоустойчивости (частично может быть заменен на никель)
  • титан увеличивает прочность стали и ее плотность, что обеспечивает высокие коррозионностойкие свойства
  • молибден повышает упругость, антикоррозионные свойства, увеличивает предел прочности на растяжение и сопротивление высоким температурам
  • ниобий обеспечивает низкую коррозию в сварных изделиях
  • ванадий увеличивает прочность, плотность и твердость сплава
  • вольфрам увеличивает твердость и уменьшает хрупкость при термообработке (отпуске) за счет образования с другими элементами твердых соединений карбидов
  • кремний в процентном соотношении более 1% увеличивает жаростойкость, упругость, окалиностойкость и кислотность, а также повышает электросопротивление и прочность с теми же параметрами вязкости
  • кобальт способствует повышению ударного сопротивления, улучшению жаропрочных свойств
  • медь придает сплаву высокую стойкость к атмосферной коррозии
  • алюминий способствует уменьшению старения металла, а также увеличивает ударную вязкость и текучесть

Классификация марок нержавеющей стали

В зависимости от состава сплава выделяют следующие группы сталей:

  • ферритные стали (их еще называют хромистые) содержат более 20% хрома и углерода до 0,15%, за счет чего обладают пластичностью, высокой стойкостью к высокоагрессивным средам и имеют хорошие магнитные характеристики
  • аустенитные (аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситные) стали состоят до 33% из хрома и никеля
  • мартенситные и ферритно-мартенситные содержат до 17% хрома и до 0,5% углерода, имеют максимальную прочность к воздействию различных агрессивных сред

В зависимости от содержания легирующего вещества те или иные сплавы применяются в различных целях и для работы с различными средами. Ниже приведем список марок стали, которые наиболее часто применяются в нефтегазовой и химической промышленности.

Маркировка стали Тип стали Сфера применения Химический состав
12Х18Н10Т хромоникелевые стали аустенитного класса для изготовления свариваемой аппаратуры в разных отраслях промышленности Cr 17-19
C до 0,12
Si до 0,8
Mn до 2
Ni 9-11
S до 0,02
Р до 0,0,5
Ti 5C-0,8
08Х18Н10Т хромоникелевые стали аустенитного класса для изготовления сварных изделий, работающих в средах более высокой агрессивности, чем сталь марок 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т Cr 17-19
C до 0,08
Si до 1
Mn до 2
Ni 9-12
S до 0,02
Р до 0,0,4
08Х18Г8Н2Т хромомарганценикелевые стали аустенито-ферритного класса для изготовления свариваемой аппаратуры, работающей в агрессивных средах, в химической, пищевой и других отраслях промышленности Cr 17-19
C до 0,08
Si до 0,8
Mn 7-9
Ni 1,8-2,8
S до 0,025
Р до 0,0,35
Ti 0,2-0,5
08Х22Н6Т хромоникельмолибденовые стали аустенитно-ферритного класса для изготовления свариваемой аппаратуры в химической, пищевой и других отраслях промышленности, работающей при температуре не более 300ºС Cr 21-23
C до 0,08
Si до 0,8
Mn до 0,8
Ni 5,3-6,3
S до 0,025
Р до 0,0,35
Ti 5C-0,65
08Х18Н10 хромоникелевые стали аустенитного класса для изделий, подвергаемых термической обработке (закалке) Cr 17-19
C до 0,08
Si до 0,8
Mn до 2
Ni 9-11
S до 0,02
Р до 0,0,04
Ti 5C-0,7
08Х17Н13М2, 08Х17Н13М2Т хромоникелевые молибденовые стали аустенитного класса для технологического оборудования химической промышленности Cr 16-18
C до 0,08
Si до 0,8
Mn до 2
Ni 12-14
S до 0,02
Р до 0,035
Ti 5C-0,70
Mo 2-3

Справочно
Расшифровка нержавеющих марок стали: наименование стали состоит из буквенных и цифровых обозначений, в которых принято: А (в начале марки) — сера, А (в середине марки) — азот, Б — ниобий, В — вольфрам, Г — марганец, Д — медь, Е — селен, К — кобальт, М — молибден, Н — никель, П — фосфор, Р — бор, С — кремний, Т — титан, Ф — ванадий, X — хром, Ц — цирконий, Ю — алюминий, Ч — РЗМ (редкоземельные металлы: лантан , празеодим, церий и пр.).
Цифра после буквы обозначает среднюю массовую долю легирующего химического элемента. Цифра перед буквы указывает на массовую долю углерода в сотых долях. Если легирующего элемента содержится менее 1%, то процентное соотношение не указывается.
Например: 12Х18Н10T - это нержавеющая сталь с содержанием углерода 0,12%, 18% хрома, 10% - никеля и менее 1% титана.

Аналоги нержавеющих марок стали

В современной металлургической промышленности существует несколько систем маркировок сталей, что связано с отсутствием единой системы.

Так, в России принята маркировка нержавеющих сталей по ГОСТ 5632-20142. За рубежом систем стандартизации несколько в разных странах. Например, в Европе стали маркируются в соответствии с Европейским комитетом по стандартизации EN, в США - со стандартом AISI, в Германии - Европейским институтом по стандартизации DIN. При заказе изделий из нержавеющей стали Заказчик может указывать как российскую маркировку, так и европейскую или американскую. Ниже приведем таблицу соответствий основных нержавеющих сталей:

Маркировка нержавеющей стали по ГОСТ Маркировка нержавеющей стали по AISI Маркировка нержавеющей стали по EN Маркировка нержавеющей стали по DIN
12Х18Н10Т AISI 321 1.4878 X12CrNiTi18-9
08Х18Н10 AISI 304 1.4301 X5CrNi18-10
08Х17Н13М2 AISI 316 1.4436 X5CrNiMo17-13-3
08Х17Н13М2Т AISI 316Ti 1.4571 Х6CrNiMoTi17-12-2
03Х17Н13М2 AISI 316L 1.4404 X2CrNiMo17-12-2

Использованные материалы

  • 1 Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.
  • 2 ГОСТ 5632-2014 "Нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки (с Изменением №1)"
  • ГОСТ 4543-2016 "Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия"

Для справки: Нержавеющая сталь была запатентована впервые в 1913 году английским металлургом Гарри Брирли. Первоначально его целью было изобрести сплав для использования в стволах оружия, который (сплав) мог дольше не подвергаться эрозии из-за высокой температуры. Уже тогда было известно, что хром имеет высокую температуру плавления, поэтому в процессе исследований к основному металлу было добавлено 0,2% от общей массы углерода и 6-15% хрома. В результате получилась хромистая сталь, которая имела высокую устойчивость к химическому воздействию.

 

Что такое нержавеющая сталь и как она производится?

Благодаря своей превосходной коррозионной стойкости, высокой прочности и привлекательному внешнему виду нержавеющая сталь находит широкое применение как на промышленных, так и на потребительских рынках.

Но как нержавеющая сталь превращается из груды лома или очищенной руды в свою окончательную форму и применение?

Большинство нержавеющих сталей начинают свой жизненный цикл аналогичным образом, прежде чем отправиться на переработку. Эта обработка - наряду с точным составом стального сплава - определяет его многие характеристики.

Итак, чтобы понять, как производится нержавеющая сталь, мы должны сначала погрузиться в ее состав.

Что такое нержавеющая сталь?

Нержавеющая сталь - это сплав железа и хрома.

Хотя нержавеющая сталь должна содержать не менее 10,5% хрома, точные компоненты и соотношения будут зависеть от требуемой марки и предполагаемого использования стали.

Другие распространенные добавки:

  • Никель
  • Углерод
  • Марганец
  • Молибден
  • Азот
  • Сера
  • Медь
  • Кремний

Точный состав сплава строго измеряется и оценивается на протяжении всего процесса легирования, чтобы гарантировать, что сталь демонстрирует требуемые качества.

Распространенные причины добавления других металлов и газов в сплав нержавеющей стали:

  • Повышенная коррозионная стойкость
  • Устойчивость к высоким температурам
  • Низкотемпературная стойкость
  • Повышенная прочность
  • Повышенная свариваемость
  • Повышенная формуемость
  • Управляющий магнетизм

Однако то, что содержится в вашей нержавеющей стали, не является единственным фактором, определяющим ее уникальные характеристики…

Способ изготовления в дальнейшем изменит свойства стали.

Как производится нержавеющая сталь

Точный процесс получения марки нержавеющей стали будет отличаться на более поздних стадиях. То, как марка стали формируется, обрабатывается и обрабатывается, играет важную роль в определении ее внешнего вида и характеристик.

Прежде чем вы сможете создать поставляемый стальной продукт, вы должны сначала создать расплавленный сплав.

По этой причине для большинства марок стали используются общие этапы запуска.

Шаг 1: плавление

Производство нержавеющей стали начинается с плавки металлолома и добавок в электродуговой печи (ДСП).Используя электроды большой мощности, ДСП нагревает металлы в течение многих часов для создания расплавленной жидкой смеси.

Поскольку нержавеющая сталь на 100% подлежит вторичной переработке, многие заказы на нержавеющую сталь содержат до 60% вторичной стали. Это помогает не только контролировать расходы, но и снижает воздействие на окружающую среду.

Точные значения температуры зависят от марки стали.

Шаг 2: Удаление содержания углерода

Углерод помогает повысить твердость и прочность железа.Однако слишком много углерода может создать проблемы, такие как выделение карбида во время сварки.

Перед разливкой жидкой нержавеющей стали необходима калибровка и снижение содержания углерода до надлежащего уровня.

Есть два способа контролировать содержание углерода в литейном производстве.

Первый - обезуглероживание кислородом аргона (AOD). Введение газовой смеси аргона в жидкую сталь снижает содержание углерода с минимальными потерями других важных элементов.

Другой используемый метод - вакуумное кислородное обезуглероживание (VOD).В этом методе расплавленная сталь переносится в другую камеру, где кислород вводится в сталь при приложении тепла. Затем из камеры удаляются выпускаемые газы, что еще больше снижает содержание углерода.

Оба метода обеспечивают точный контроль содержания углерода, чтобы гарантировать правильную смесь и точные характеристики в конечном продукте из нержавеющей стали.

Шаг 3: Настройка

После восстановления углерода происходит окончательная балансировка и гомогенизация температуры и химического состава.Это гарантирует, что металл соответствует требованиям к его предполагаемой марке и что состав стали остается неизменным на протяжении всей партии.

Образцы протестированы и проанализированы. Затем производятся корректировки до тех пор, пока смесь не будет соответствовать требуемому стандарту.

Шаг 4: Формовка или отливка

Создав расплавленную сталь, литейщик должен создать примитивную форму, используемую для охлаждения и обработки стали. Точная форма и размеры будут зависеть от конечного продукта.

Общие формы включают:

  • Цветет
  • Заготовки
  • Плиты
  • Стержни
  • Трубы

Формы затем помечаются идентификатором для отслеживания партии в различных последующих процессах.

Далее шаги будут отличаться в зависимости от предполагаемой марки и конечного продукта или функции. Плиты становятся пластинами, полосами и листами. Блюмы и заготовки превращаются в прутки и проволоку.

В зависимости от заказанной марки или формата сталь может проходить некоторые из этих этапов несколько раз для создания желаемого внешнего вида или характеристик.

Следующие шаги являются наиболее распространенными.

Горячая прокатка
Этот этап, выполняемый при температурах выше, чем температура рекристаллизации стали, помогает установить приблизительные физические размеры стали.Точный контроль температуры на протяжении всего процесса сохраняет сталь достаточно мягкой, чтобы работать без изменения структуры.

В процессе используются повторяющиеся проходы для медленной корректировки размеров стали. В большинстве случаев для достижения желаемой толщины требуется прокатка на нескольких станах с течением времени.

Холодная прокатка
Холодная прокатка, которая часто используется, когда требуется точность, происходит при температуре ниже температуры рекристаллизации стали. Ролики с несколькими опорами используются для формовки стали.Этот процесс создает более привлекательную и однородную поверхность.

Однако он также может деформировать структуру стали и часто требует термической обработки для рекристаллизации стали до ее исходной микроструктуры.

Отжиг
После прокатки большая часть стали проходит процесс отжига. Это включает в себя контролируемые циклы нагрева и охлаждения. Эти циклы помогают смягчить сталь и снять внутреннее напряжение.

Точные значения температуры и времени зависят от марки стали, при этом скорость нагрева и охлаждения влияет на конечный продукт.

Удаление окалины или травление
Поскольку сталь обрабатывается на различных этапах, на ее поверхности часто накапливается окалина.

Это скопление не просто непривлекательно. Это также может повлиять на стойкость к пятнам, долговечность и свариваемость стали. Удаление накипи необходимо для создания оксидного барьера, который придает нержавеющей стали характерную устойчивость к коррозии и пятнам.

При удалении окалины или травлении эти окалины удаляются либо с помощью кислотных ванн (известное как кислотное травление), либо с помощью контролируемого нагрева и охлаждения в бескислородной среде.

В зависимости от конечного продукта металл может вернуться на прокатку или выдавливание для дальнейшей обработки. За этим следуют повторные фазы отжига до достижения желаемых свойств.

Резка
Как только сталь обработана и готова, партия разрезается в соответствии с требованиями заказа.

Наиболее распространенными методами являются механические, такие как резка гильотинными ножами, дисковыми ножами, высокоскоростными лезвиями или штамповка штампами.

Однако для сложных форм также может использоваться газовая резка или плазменная резка.

Наилучший вариант будет зависеть как от требуемой марки стали, так и от желаемой формы поставляемого продукта.

Отделка
Нержавеющая сталь доступна в различных вариантах отделки от матовой до зеркальной. Отделка - один из последних этапов производственного процесса. Обычные методы включают кислотное или песчаное травление, пескоструйную очистку, ленточное шлифование, полировку ленты и полировку ленты.

На этом этапе сталь собирается в окончательном виде и готовится к отправке заказчику.Рулоны и рулоны - распространенные способы хранения и отправки больших количеств нержавеющей стали для использования в других производственных процессах. Однако окончательный вид будет зависеть от типа требуемой стали и других факторов, специфичных для заказа.

Последние мысли

Понимание надлежащих марок и типов нержавеющей стали для конкретных применений и сред является важной частью обеспечения долговременных результатов и оптимизации затрат. Ищете ли вы что-то прочное и устойчивое к коррозии для морской среды или что-то потрясающее и простое в уходе для использования в ресторане, для ваших нужд найдется сплав нержавеющей стали.

Если вам интересно, как нержавеющая сталь может работать для вашего следующего проекта, проконсультируйтесь с Unified Alloys. Являясь ведущим поставщиком нержавеющей стали на всей территории Канады на протяжении более 40 лет, мы обладаем знаниями и ресурсами, чтобы помочь вам найти продукт, идеально соответствующий вашим требованиям.

Руководство по выбору сплавов из нержавеющей стали

Нержавеющие стали - это стали, содержащие минимум 10% хрома и более устойчивые к коррозии, чем обычные стали.Нержавеющие стали могут различаться по составу от простого сплава железа и хрома до сложных сплавов, содержащих хром, никель и различные другие элементы в небольших количествах.

Существует три основных классификации нержавеющих сталей, которые различаются в зависимости от их состава и внутренней структуры. Это аустенитные, ферритные и мартенситные.

Аустенитные стали - это сплавы, содержащие 16–26% хрома и 6–22% никеля. Они немагнитны и обладают отличной коррозионной стойкостью.Они не затвердевают при термической обработке. Однако они могут развить высокую прочность даже при легкой холодной обработке. Они обладают превосходной свариваемостью и формуемостью, заметными криогенными свойствами и хорошим гигиеническим фактором. Они обозначены в серии AISI 300.

Ферритная сталь - это сплавы, содержащие 12-30% хрома без никеля. Они ферромагнитны по своей природе, обладают хорошей стойкостью к коррозии и хорошей свариваемостью. Они обозначены в серии AISI 400.Они менее пластичны, чем аустенитные стали, и не подвергаются закалке при термической обработке.

Мартенситные стали - это сплавы, содержащие 11-14% хрома без никеля, но с немного более высоким содержанием углерода по сравнению с аустенитными и ферритными нержавеющими сталями. Они являются ферромагнитными по своей природе и могут закаливаться при термообработке. Они обладают средней коррозионной стойкостью, плохой свариваемостью и относятся к серии AISI 400.

Марки

Стали можно разделить по определенным маркам или типам.Некоторые из наиболее распространенных - это тип 304, тип 316, тип 410 и тип 430.

Тип 304 - наиболее широко производимая нержавеющая сталь, на которую приходится более половины всего производства нержавеющей стали. Это аустенитный сорт, который противостоит обычной коррозии в архитектуре, долговечен в типичных условиях пищевой промышленности и устойчив к большинству химикатов.

Тип 316 - это аустенитная сталь, содержащая молибден, что придает ей большую устойчивость к различным видам износа и коррозии.

Тип 410 - наиболее широко используемая мартенситная нержавеющая сталь. Он отличается высокой прочностью, дешевизной, поддается термообработке и подходит для применений с нетяжелой коррозией.

Тип 430 - наиболее широко используемая ферритная нержавеющая сталь, обеспечивающая стандартную коррозионную стойкость. Часто используется в декоративных целях.

Технические характеристики

Выбор металлических сплавов требует анализа требуемых размеров и технических характеристик. Размеры, которые следует учитывать, включают:

  • Наружный диаметр (OD)
  • Внутренний диаметр (ID)
  • Общая длина
  • Общая толщина

Другие важные характеристики (в зависимости от области применения) включают форму продукта, предел прочности, предел текучести, точку плавления, проводимость, коррозионную стойкость, пластичность и пластичность.Эти свойства различаются в зависимости от метода формования и состава сплава.

Приложения

Коррозионная стойкость

из нержавеющей стали делает ее идеальной для различных областей применения. Некоторые из них включают кухонную посуду, столовые приборы, оборудование, хирургические инструменты, приборы, промышленное оборудование и конструкционные сплавы для автомобильной и аэрокосмической промышленности.

Изображение предоставлено:

High Performance Alloys, Inc.


Прочитать мнение пользователей о сплавах нержавеющей стали Сплав нержавеющей стали

- обзор

5.2 Экспериментальные процедуры

В этих исследованиях использовались коммерческие плавки сварочных металлов из нержавеющей стали, сплава 600, сплава 690 и сплава 182. Нержавеющие стали обычно подвергали отжигу на твердый раствор при 1050 ° C (1100 ° C для сплава 600) в течение 30 минут с последующей закалкой в ​​воде. Нержавеющую сталь деформировали ковкой и прокаткой, часто путем нагрева листового материала до + 140 ° C или охлаждения до -55 ° C. Деформация при + 140 ° C (называемая в этой главе холодной обработкой ) приводит к образованию гораздо меньшего количества мартенсита, вызванного деформацией, в этих нержавеющих сталях, чем деформация при -55 ° C (называемая холодной обработкой , ), которая дает очень высокий уровень мартенсита.Для оценки содержания мартенсита использовалась оптическая металлография после травления или окрашивания феррожидкостью. Никелевые сплавы деформировали при 25 ° C, поскольку в сплаве 600 не образовывался мартенсит, вызванный деформацией. При прокатке до обжатия более 15% примерно половина общего обжатия приходилась на каждое направление.

Образцы компактного типа (КТ) (1 и 0,5 тонны) были обработаны с 5% боковыми канавками на каждой стороне. Образцы CT были оснащены платиновыми проводами для измерения тока и потенциала для измерения падения потенциала постоянного тока на длине трещины.Используя этот метод, ток через образец реверсируется примерно раз в секунду, в первую очередь для уменьшения ошибок измерения, связанных с эффектами термопары и смещениями усилителя. Компьютеризированное управление реверсированием тока, сбор данных, методы усреднения данных, взаимосвязь между измеренным потенциалом и длиной трещины, а также контроль постоянного коэффициента интенсивности напряжений были представлены ранее [20–23]. Данные сохранялись в постоянном файле на диске, как правило, каждые 1,5 часа. Помимо номера записи данных, общего прошедшего времени и времени приращения, а также длины трещины, система измеряла и сохраняла температуру, ток, потенциал коррозии, растворенные газы, проводимость входящего и выходящего потока, нагрузку и время / дату.Кроме того, сообщения оператора и автоматизированной программы, описывающие изменения в условиях тестирования и статусе тестирования, были постоянной частью записи данных.

Электрическая изоляция была достигнута на образцах CT с использованием циркониевых гильз на нагрузочных штифтах, а внутри автоклава циркониевая шайба также изолировала верхнюю тягу от внутренней силовой рамы. Нижняя тяга была электрически изолирована от автоклава с помощью герметичного уплотнения OmniSeal и от нагружающего привода с помощью изолирующей шайбы.Для прикрепления платинового датчика тока и потенциала к образцу использовались изолированные от земли приборы.

Усталостное предварительное растрескивание 0,5–2,0 мм от обработанного паза выполнялось при ∼1 Гц при соотношении нагрузок ( K мин. / K макс. ) R 0,5, 0,6 и 0,7 и при K max несколько ниже испытательного значения (часто ∼27,5 МПа · м). Последующий предварительный трекинг в окружающей среде для изменения морфологии трещины и характеристик пластической зоны проводился при понижении частот до 0.001 Гц, затем путем введения времени удержания на уровне K max (при сохранении R на уровне 0,5–0,7) и, наконец, путем переключения на полностью статическую нагрузку. Испытания проводились с использованием сервоэлектрических испытательных машин Instron модели 1362, сервогидравлических машин Instron модели 1350, оснащенных одноступенчатым сервоклапаном с низким расходом для обеспечения оптимального (без шума) отклика, или сервоэлектрических контроллеров Interactive Instruments модели 5K. . Все системы были оснащены цифровыми средствами управления, которые обеспечивают улучшенное управление машиной и полный компьютерный интерфейс / возможности управления, включая постоянное управление K , профили подъема / спада K и многоусловные таблицы, которые позволяют использовать разные K / R / частота / удержание. временные условия, которые должны быть последовательно оценены.Постоянный контроль K использовался в большинстве испытаний с поправками на нагрузку, применяемыми после очень небольшого увеличения интенсивности напряжения, обычно <0,1%. Чтобы избежать «рывков» (увеличения и уменьшения нагрузки), уменьшение длины трещины никогда не приводило к корректировке нагрузки.

Темпы роста SCC можно считать статистически значимыми, если приращение роста трещины как минимум в 10 раз превышает разрешение метода, которое обычно составляло 0,001–0,005 мм. Таким образом, приращения длины трещины обычно были> 0.05 мм, хотя для условий очень низкой скорости роста иногда использовались меньшие приращения, чтобы сократить время тестирования с нескольких месяцев на данные до нескольких недель. Коэффициенты корреляции из линейного регрессионного анализа данных о длине трещины в зависимости от времени, из которых рассчитываются скорости роста, обычно составляли> 0,98. Методика падения потенциала постоянного тока обычно близка к фактической глубине приращения трещины (обычно в пределах 10–20%, хотя, если фронт трещины очень неровный, большие ошибки неизбежны).

Деаэрированная деминерализованная вода пропускалась через другой деминерализатор и субмикронный фильтр для обеспечения сверхвысокой чистоты (0,055 мкСм / см), а затем в стеклянную колонку (диаметр 6,4 см на длину 183 см). Насос низкого давления обеспечивал положительное давление в насосе высокого давления, а также забирал и рециркулировал избыточную воду (воду, которая не поступала в насос высокого давления) обратно в стеклянную колонну. В выходящем из автоклаве потоке регулировали противодавление, затем измеряли проводимость и содержание растворенного кислорода и водорода.Концентрации кислорода и водорода контролировались барботированием газовых смесей через воду при известном давлении. Примеси добавляли в стеклянную колонку с помощью дозирующего насоса, который контролировался измерителем проводимости. Испытания проводились в 4-литровых автоклавах из нержавеющей стали при 288 ° C и 10,3 МПа (1500 фунтов на квадратный дюйм) или до 360 ° C и 20,6 МПа (3000 фунтов на квадратный дюйм) в тестах PWR. В испытаниях первичной воды PWR использовался деминерализатор со смешанным слоем, уравновешенный H 3 BO 3 и LiOH для поддержания проточной системы с замкнутым контуром с низким уровнем примесей.Потенциал коррозии КТ-образца и платинового (Pt) образца измеряли с помощью диоксида циркония мембранного электрода сравнения [24].

Что такое нержавеющая сталь?

*

Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика ofCook IslandsCosta RicaCote D'IvoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland (Мальвинские) острова Фарерские IslandsFijiFinlandFmr Югославская Республика МакедонияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузские Южные ТерриторииГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарГрецияГренландияГренадаГваделупаГуамГватемалаГвинеяГвинея-БисауГайанаГаити Херд и Макдональд IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Киттс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МикелонСамоаСан-МариноСао-Томе и ПринсипиСаудовская АравияСенегалСейшельские островаСьерра-ЛеонеСингапурСловацкий iaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальных Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited арабских EmiratesUnited KingdomUruguayUS Minor Отдаленные IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (U.S.) Острова Уоллис и Футуна Западная Сахара Йемен Югославия Замбия Зимбабве

Легирующие элементы - SSINA

Углерод всегда присутствует в нержавеющей стали. Количество углерода - ключ к успеху. Во всех категориях, кроме мартенситной, уровень держится на довольно низком уровне. В мартенситном сплаве уровень намеренно повышен для получения высокой прочности и твердости. При термообработке путем нагревания до высокой температуры, закалки и затем отпуска образуется мартенситная фаза.

Углерод может влиять на коррозионную стойкость.Если углю дать возможность соединиться с хромом (с образованием карбидов хрома), это может отрицательно повлиять на способность «пассивного» слоя образовываться. Если на определенных участках содержание хрома уменьшится до уровня ниже 10,5%, слой не образуется.

Хром является высокореактивным элементом и определяет «пассивный» характер всех нержавеющих сталей. Устойчивость к химическим воздействиям коррозии и типичной «ржавчине» (окислению), которая происходит с незащищенной углеродистой сталью, является прямым результатом присутствия хрома.Как только композиция содержит не менее 10,5% хрома, мгновенно образуется прилипающая и нерастворимая поверхностная пленка, которая предотвращает дальнейшую диффузию кислорода на поверхность и предотвращает окисление железа в матрице. Чем выше уровень хрома, тем выше защита.

Никель является важным сопутствующим элементом марок нержавеющей стали серии 300. Присутствие никеля приводит к образованию «аустенитной» структуры, которая придает этим сортам прочность, пластичность и вязкость даже при криогенных температурах.Это также делает материал немагнитным. Хотя роль никеля не оказывает прямого влияния на развитие «пассивного» поверхностного слоя, она приводит к значительному повышению устойчивости к воздействию кислоты, особенно серной кислоты.

Добавление молибдена к матрице Cr-Fe-Ni повышает устойчивость к локальному питтингу и лучшую стойкость к щелевой коррозии (особенно в ферритных марках Cr-Fe). Он помогает противостоять пагубному воздействию хлоридов (316 с 2% молибдена предпочтительнее 304 в прибрежных и противообледенительных условиях).Чем выше содержание молибдена (бывают нержавеющие стали с содержанием молибдена 6%), тем выше устойчивость к более высоким уровням хлоридов.

Обычно марганец добавляют в нержавеющую сталь, чтобы способствовать раскислению во время плавления и предотвратить образование включений сульфида железа, которые могут вызвать проблемы с горячим растрескиванием. Он также является «аустенитным» стабилизатором и при добавлении более высоких концентраций (от 4 до 15%) заменяет часть никеля в марках нержавеющей стали серии 200.

В аустенитные нержавеющие стали, содержащие молибден, обычно добавляют небольшие количества кремния и меди для повышения коррозионной стойкости к серной кислоте. Кремний также улучшает стойкость к окислению и является стабилизатором «феррита». В «аустенитных нержавеющих сталях» высокое содержание кремния улучшает стойкость к окислению, а также предотвращает науглероживание при повышенных температурах (примеры 309 и 310).

Добавки ниобия предотвращают межкристаллитную коррозию, особенно в зоне термического воздействия после сварки.Ниобий помогает предотвратить образование карбидов хрома, которые могут лишить микроструктуру необходимого количества хрома для пассивации. В «ферритные» нержавеющие стали добавление ниобия является эффективным способом повышения сопротивления термической усталости.

Титан - основной элемент, используемый для стабилизации нержавеющей стали перед использованием сосудов AOD (аргонно-кислородное обезуглероживание). Когда нержавеющая сталь плавится на воздухе, трудно снизить уровень углерода.302, самый распространенный сорт до AOD, разрешалось иметь максимальный уровень углерода 0,15%). На этом высоком уровне требовалось что-то для стабилизации углерода, и титан был наиболее распространенным способом. Титан будет реагировать с углеродом с образованием карбидов титана и предотвращать образование карбидов хрома, которые могут повлиять на формирование «пассивного» слоя. Сегодня вся нержавеющая сталь обрабатывается в резервуаре AOD, и уровни углерода, как правило, низкие из-за отсутствия кислорода. Самая распространенная оценка сегодня - 304 (с 0.08 max carbon, хотя на самом деле уровни ниже).

Сера обычно поддерживается на низком уровне, так как она может образовывать сульфидные включения. Он используется для улучшения обрабатываемости (где эти включения действуют как «стружколомы»). Однако добавление серы снижает стойкость к точечной коррозии.

Элемент Воздействие на нержавеющую сталь
Хром Образует пассивную пленку с кислородом, которая предотвращает дальнейшую диффузию кислорода на поверхность.
Состав должен содержать не менее 10,5%, чтобы быть нержавеющей сталью.
Никель Повышает пластичность и вязкость. Повышает коррозионную стойкость к кислотам. Аддитон создает немагнитную структуру.
Молибден Повышает стойкость к питтингу и щелевой коррозии. Повышает устойчивость к хлоридам.
Медь Повышает коррозионную стойкость к серной кислоте.
Марганец Заменитель никеля (серия 200).
Титиний / ниобий Связывает углерод и предотвращает межкристаллитную коррозию в зоне сварки ферритных марок.
Азот Повышение прочности и коррозионной стойкости аустенитных и дуплексных марок.
Кремний Повышает устойчивость к высокотемпературному образованию накипи.
Сера Обычно поддерживается на низком уровне для легкообрабатываемых марок.
Углерод Обычно поддерживается на низком уровне.Используется в мартенситных марках для повышения прочности и твердости.
Элемент Воздействие на нержавеющую сталь
Влияние легирующих элементов на свойства нержавеющей стали.

Ссылка: «Легирование элементов в нержавеющей стали» Пьер-Жан Кунат Опубликовано Международной ассоциацией разработчиков хрома

Семейства сплавов - SSINA

304 Общего назначения Мешки для датчиков воздуха
Автомобильные стеклоочистители
Оборудование для обработки багажа
Оборудование для выпечки
Оборудование для бара и фонтана
Пивные бочки
Оборудование для розлива
Химическое оборудование для обработки дымовых труб
вкладыши
Внутренние части стиральной / сушильной машины
Кофеварки
Крышки колонн
Посуда
Столешницы
Криогенные сосуды и компоненты
Оборудование для обработки молочных продуктов
Барабаны для посудомоечных машин
Внутренние части лифта
Входные двери
Эскалаторы
Испарители
Передние двери камина
технологическое оборудование
Водостоки и водостоки
Крепежные детали, петли
Хомуты для шлангов
Больничные тележки
Компоненты системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
Ювелирные изделия
Кухонные шкафы
Кухонные вытяжные шкафы
Оборудование для переработки мяса
Металлическая кровля
Mi внутренние части печи
Доильные аппараты
Защитная оболочка для хранения ядерных материалов
Ядерные емкости
Детали печи
Скоростные вагоны
Панели холодильника
Втягивающие пружины
Кровельная плитка
Анкеры ремней безопасности
Знаки
Раковины
Брызговик
Пружинные зажимы
Мебель для улицы
Кузова и шасси прицепов-цистерн
Выхлопные системы грузовиков
Газовые цистерны для грузовиков
Зеркала для грузовиков
Грузовые двери и передняя угловая отделка грузовых прицепов
Оконные рамы
Оконные жалюзи (солнцезащитные экраны)
Винные баки
305 Ni с повышенным содержанием никеля для снижения деформационного упрочнения Столешницы для кофейных урн
Детали глубокой вытяжки
Расширенные металлические детали
Формованные детали (требующие очень низких характеристик деформационного упрочнения)
Операции свободного вращения
Чаши для смешивания
Отражатели
309S Cr & Ni с повышенным содержанием для высоких температур Ящики для отжига, Оборудование для химической обработки (повышенная температура), Детали конвейеров, Сушилки, Элементы электрической плиты, Детали печей
310S То же, что и 309, только более Ящики для отжига, Ленты печи, Оборудование для химической обработки (повышенная температура), Детали конвейера
Сушилки, Детали печей
316 Мо добавлен для повышения коррозионной стойкости Автобусы / навесы
Оборудование для химической обработки
Резервуары для перевозки химикатов
Входные двери
Оборудование для обработки удобрений
Противопожарные двери
Оборудование для пищевой промышленности
Резервуары для горячей воды
Металлическая кровля
Нефтепереработка оборудование
Фармацевтическое оборудование
Фотографическое оборудование
Компоненты морской воды
Оборудование для обработки мыла
Резервуары
Уличная (городская) мебель
Оборудование для бассейнов
Диспенсеры для билетов
Оборудование для очистки воды
Оконные рамы
Емкости для хранения вина
317 Добавлено больше Mo и Cr для улучшения коррозионных характеристик Оборудование для химической обработки, Оборудование для производства чернил, Оборудование для фармацевтической обработки, Оборудование для обработки удобрений
321 Ti добавлен для предотвращения осаждения карбидов Выпускной коллектор и фланцы самолета, химическое оборудование, противопожарные перегородки, напорные баки
347 Cb добавлен для предотвращения осаждения карбюратора Выхлопной коллектор и фланцы самолета, Компенсирующие муфты, Вытяжки и заслонки печей, Сварные резервуары для хранения органических химикатов
330 Si с повышенной термостойкостью Ящики для отжига, камеры сгорания, горелки и детали выхлопа
409 Низкое содержание Cr В основном используется для выхлопных газов автомобилей Выхлопные системы автомобилей
Рамы автобусов
Грузовые контейнеры
Ребра для трубок обогревателя
Перфорированный лист для кожухов глушителей
Воздуховоды дымоудаления
Корпуса трансформаторов и конденсаторов
410 / 410S Втулки общего назначения Втулки, лотки для колонн фракционирования масла, оборудование, столовые приборы, плиты пресса
420 Повышенный C для улучшения механических свойств Столовые приборы / ножницы, Стоматологическое оборудование, Хирургическое оборудование
430 P&S добавлены для улучшенной обработки Архитектурные приложения (интерьер), автомобильная отделка, кухонная утварь, пищевое оборудование
434 Mo добавлен для повышения коррозионной стойкости в автомобильной отделке салона Автомобильная отделка салона

304 против нержавеющей стали 316

Просмотреть эту страницу на французском языке
на испанском языке

Коррозионная стойкость нержавеющей стали варьируется в зависимости от марки

304 и 316 - две наиболее распространенные марки нержавеющей стали.

Судя по названию, можно предположить, что нержавеющая сталь никогда не оставляет пятен, но ошиблись.

Нержавеющая сталь менее легко окрашивается, чем другие металлы на основе железа, но это не буквально «нержавеющая сталь». Как и на стандартной стали, нержавеющая сталь может быть покрыта отпечатками пальцев и жиром, обесцвечивается и, в конечном итоге, ржавчиной. Разница в устойчивости. Нержавеющая сталь может выдержать гораздо больше времени и злоупотреблений, прежде чем появятся признаки износа.

Что такое нержавеющая сталь?

Все стали имеют одинаковый основной состав железа и углерода, но нержавеющая сталь также содержит здоровую дозу хрома - сплава, который придает нержавеющей стали знаменитую коррозионную стойкость.

Существует несколько марок нержавеющей стали, каждая из которых имеет немного разный состав сплава и, следовательно, немного разные физические характеристики.

Нержавеющая сталь должна содержать не менее 10,5% хрома. В зависимости от марки он может содержать гораздо более высокие уровни хрома и дополнительные легирующие ингредиенты, такие как молибден, никель, титан, алюминий, медь, азот, фосфор или селен.

Обычные нержавеющие стали

Двумя наиболее распространенными марками нержавеющей стали являются 304 и 316.Ключевым отличием является добавление молибдена, сплава, который значительно повышает коррозионную стойкость, особенно в средах, подверженных воздействию солей или хлоридов.

Нержавеющая сталь 316 содержит молибден. Нержавеющая сталь 304 нет.

Нержавеющая сталь является идеальным коррозионно-стойким материалом для наружной мебели, такой как рельсы и тумбы, но она выдерживает длительное воздействие только в том случае, если сорт соответствует условиям окружающей среды. 304 - это экономичный и практичный выбор для большинства сред, но он не обладает стойкостью к хлоридам, равной 316.Чуть более высокая цена 316 стоит того в районах с высоким содержанием хлоридов, особенно возле океана или у сильно засоленных дорог. В каждом случае применения нержавеющей стали предъявляются особые требования, и требуется нержавеющая сталь, отвечающая поставленным задачам.

Среди других широко распространенных потребительских нержавеющих сталей 409 и 430.

Нержавеющая сталь 304

Нержавеющая сталь

304 является наиболее распространенной формой нержавеющей стали, используемой во всем мире, благодаря ее превосходной коррозионной стойкости и стоимости.Он содержит от 16 до 24 процентов хрома и до 35 процентов никеля, а также небольшое количество углерода и марганца.

Самая распространенная форма нержавеющей стали 304 - нержавеющая сталь 18-8 (18/8), которая содержит 18 процентов хрома и 8 процентов никеля.

Нержавеющая сталь

304 является наиболее распространенной формой нержавеющей стали, используемой во всем мире, благодаря превосходной коррозионной стойкости и стоимости.

304 выдерживает коррозию от большинства кислот-окислителей.Такая долговечность позволяет легко дезинфицировать 304, что делает его идеальным для кухни и пищевых продуктов. Это также распространено в зданиях, декоре и обстановке на территории.

Нержавеющая сталь

304 имеет один недостаток: она подвержена коррозии из-за хлоридных растворов или соленых сред, таких как побережье. Хлорид-ионы могут создавать локальные области коррозии, называемые «точечной коррозии», которые могут распространяться под защитными хромовыми барьерами, нарушая внутренние структуры. Растворы, содержащие всего 25 ppm хлорида натрия, могут оказывать коррозионное действие.

Общие области применения для нержавеющей стали 304:

  • Резервуары
  • Крепеж и фурнитура (винты, гайки, болты, пластины, ручки)
  • Кастрюли и сковороды
  • Раковины и детали моек для жилых помещений
  • Внутренняя архитектурно-декоративная фурнитура (панели, скульптуры, бра)
  • НКТ
  • Бытовая техника
  • Нержавеющая сталь
316 лучше противостоит коррозии там, где присутствует соль - вблизи океана или зимой с химическими средствами для борьбы с обледенением.

Нержавеющая сталь 316

Марка 316 - вторая по распространенности форма нержавеющей стали. Он имеет почти те же физические и механические свойства, что и нержавеющая сталь 304, и содержит аналогичный состав материала. Ключевое отличие состоит в том, что нержавеющая сталь 316 содержит от 2 до 3 процентов молибдена. Добавка увеличивает коррозионную стойкость, особенно против хлоридов и других промышленных растворителей.

Нержавеющая сталь

316 содержит дополнительный молибден, который придает ей стойкость к хлоридам и другим химическим веществам.

Нержавеющая сталь

316 обычно используется во многих промышленных применениях, связанных с обработкой химикатов, а также в средах с высоким содержанием соли, таких как прибрежные районы и открытые территории, где широко распространены антиобледенительные соли. Из-за своих инертных свойств нержавеющая сталь 316 также используется в производстве медицинских хирургических инструментов.

Альтернативные марки серии 300 могут содержать до 7 процентов молибдена. Они обеспечивают даже лучшую стойкость к хлоридам, но такая высокая стойкость необходима только в промышленных условиях или в условиях воздействия высоких концентраций.

Общие области применения для нержавеющей стали 316:

  • Промышленное оборудование, используемое в:
    • Фармацевтическое производство
    • Химическое производство
  • Промышленный и химический транспорт
  • Сосуды под давлением
  • Цистерны и трубы для химической промышленности
  • Медицинское оборудование из нехирургической стали
  • Судовое оборудование
  • Садовое оборудование
  • Кухни для профессионального использования
  • Производство и переработка пищевых продуктов в засоленных средах
  • Торговая техника
Оксид железа, также известный как ржавчина, красный и чешуйчатый.Нержавеющая сталь обладает естественной устойчивостью к ржавчине.

Естественная коррозионная стойкость

Коррозия - это естественное явление. Чистые элементы всегда вступают в реакцию с окружающей средой, поэтому так мало элементов естественным образом встречаются в чистом виде. Железо не исключение.

Во влажных или влажных условиях железо реагирует с кислородом, содержащимся в воде, с образованием ржавчины ( оксид железа) . Красный чешуйчатый оксид легко разрушается, подвергая коррозии больше материала. Чугун и стандартные углеродистые стали очень подвержены этому типу коррозии.

Нержавеющая сталь обладает врожденной способностью образовывать пассивный слой, предотвращающий коррозию. Секрет?

Хром.

Хром, содержащийся во всех нержавеющих сталях, быстро реагирует с кислородом, почти так же, как железо. Однако разница в том, что окисляется только очень тонкий слой хрома (часто толщиной всего несколько молекул). В отличие от хлопьевидного и нестабильного оксида железа, оксид хрома очень прочен и нереактивен. Он прилипает к поверхностям из нержавеющей стали, не переносит и не вступает в реакцию с другими материалами.Он также самообновляется - если его удалить или повредить, большее количество хрома вступит в реакцию с кислородом, чтобы восполнить барьер. Чем выше содержание хрома, тем быстрее восстанавливается барьер.

После окисления или пассивирования нержавеющая сталь обычно ржавеет с очень низкой скоростью - менее 0,002 дюйма в год. В наилучшем состоянии нержавеющая сталь обеспечивает чистые и яркие поверхности, идеально подходящие для многих строительных и ландшафтных дизайнов.

Из-за свойств материала нержавеющая сталь является предпочтительным металлом в пищевой промышленности.

Универсальные приложения

В нержавеющих сталях 304 и 316 (а также в других марках серии 300) используется никель для поддержания аустенитного состава при более низких температурах. Аустенитные стали обеспечивают универсальный баланс прочности, обрабатываемости и коррозионной стойкости, что делает их идеальными для наружных архитектурных элементов, хирургических инструментов и оборудования для пищевой промышленности.

К основным преимуществам нержавеющей стали относится долгий срок службы, позволяющий сохранить привлекательный чистый внешний вид.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *