Нержавеющие сплавы и стали: Состав нержавеющей стали – какие типы сплавов существуют? + видео
alexxlab | 15.01.1981 | 0 | Разное
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
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.
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 сталиФизические 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:
- 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.
- 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.
- Жаропрочность. Изделия из нержавейки устойчивы к высоким температурам, даже при воздействии открытого огня. Также не меняя форму, размеры и свойства при значительных перепадах температур.
- Экологичность. Антикоррозийные свойства препятствуют процессу окисления. Кроме того, материал не содержит в составе вредных компонентов, поэтому широко применяется в пищевой промышленности.
- Антикоррозийные свойства. Главное свойство, которым обладает такая сталь, это препятствие возникновению ржавчины. Причем сплав не поддается коррозии даже после воздействия кислот или щелочей.
- 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.
- 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:
- 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.
- 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.
- 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.
- 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:
- А1 – сталь, содержащая в составе значительную часть серы, из-за чего более подвержена коррозии чем остальные.
- А2 – наиболее широко используемая марка. Легко поддается сварке без потери физических свойств. Морозостойкая, но подвержена коррозии в агрессивной кислой среде.
- А3 – производная от А2, но с добавлением стабилизирующих компонентов. Отличается повышенной устойчивостью к высокой температуре и кислой среде.
- А4 – сплав с добавление молибдена (до 3%). Характеризуется сопротивлением кислой среде. Широко используется в судостроении.
- 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:
- Машиностроение. Нержавейка массово используется для производства автомобилей, промышленных станков и различных агрегатов. Обычно применяются ферритные и аустенитные типы.
- 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.
- Энергетика. В сфере электроэнергетики используются только высокопрочные материалы, так как прочность и надежность рабочих узлов имеют особую важность.
- Целлюлозно-бумажная промышленность. Практически все оборудование в этой сфере изготавливается из высококачественной нержавейки.
- 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.
- Авиационно-космическая сфера. Особые типы нержавейки стали применять для постройки самолетов, ракет и космических кораблей.
- 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.
Преимущества использования изделий из нержавеющих сталей в промышленности и быту
Нержавеющая сталь в пищевой промышленности
Нержавеющая сталь – сплав металла, в который входит хром, никель, титан. За счет высокой отражающей способности этот сплав имеет красивый блеск, устойчив к ржавчине.
Преимущества нержавеющей стали
- Нержавеющая сталь характеризуется самой гигиенической поверхностью, которая не имеет пор и трещин, где могут скапливаться бактерии, и легко очищается от любых загрязнений.
- Изделия из нержавеющей стали имеют привлекательный вид.
- Нержавеющая сталь не влияет на вкус и цвет пищи, так как не вступает во взаимодействие с кислотами, содержащимися в ней.
- При правильной эксплуатации посуда из нержавеющей стали служит больше 100 лет и пригодна к переработке для вторичного использования.
Свойства нержавеющих сталей.
Железо, главный элемент нержавеющей стали, добываемое из железной руды, нестабильно в чистом виде и подвержено коррозии (ржавчине). Хром в составе нержавеющей стали предотвращает коррозию железа, замедляя химическую реакцию железа с кислородом, в результате которой образуется оксид железа (ржавчина). В результате реакции хрома с кислородом образуется твердый, прозрачный слой оксида хрома. Небольшие механические повреждения этой пленки могут затягиваться, если есть свободный доступ к кислороду.Увеличение количества хрома в сплаве увеличивает устойчивость к коррозии. Добавление никеля и молибдена также способствует устойчивости стали к ржавчине. Титан, ванадий, медь и неметаллы (углерод, азот и кремний) используются для улучшения структуры стали. Высокоуглеродистая нержавеющая сталь содержит не менее 0,3% углерода. Чем выше содержание углерода, тем прочнее сталь. Прочность стали позволяет использовать ее для лезвий ножей. Углерод в составе стали облегчает заточку лезвий и способствует долгому сохранению их остроты.
Влияние нержавеющей стали на здоровье человека
Элементы нержавеющей стали, которые могут влиять на организм человека – железо, хром и никель.
- Железо – необходимый элемент здоровой диеты.
- Хром полезен для человека в небольших количествах, но даже четыре блюда в день, приготовленные в стальной посуде, не приводят к превышению допустимой суточной дозы хрома.
- Никель токсичен в больших количествах, но из стальной посуды в пищу попадают незначительные количества этого металла. Людям, страдающим от аллергии на никель, лучше не использовать посуду из нержавеющей стали.
Меры предосторожности при использовании посуды из нержавеющей стали.
- Для предотвращения перегревания посуды, она должна иметь дно из теплорассеивающего материала, например, из меди или алюминия. Эти металлы имеют хорошую теплопроводность и позволяют готовить на слабом огне и без частого помешивания.
- Не храните пищу или жидкости в посуде из нержавеющей стали.
- Чтобы сохранить поверхности посуды из нержавеющей стали гладкими, не используйте абразивные моющие средства.
- Если с остывшей кастрюли не снимается крышка, разогрейте ее и выкрутите крышку.
- Не оставляйте пустую посуду на огне. Если так получилось, дайте ей остыть самостоятельно.
Уход за изделиями из нержавеющей стали (на производстве и в быту).
- Обработка поверхности специальными чистящими пастами.
- Не рекомендуется использования металлических щеток для зачищения поверхностей изделий из нержавеющей стали
- Не используйте средства, содержащие хлор и аммиак.
- Ножи из нержавеющей стали лучше мыть сразу после использования, не допуская засыхания на лезвии.
Классификация нержавеющих сталей.
- Аустенитная сталь – это сплав хрома (16-26%), никеля и железа с небольшим количеством углерода. Никель обеспечивает устойчивость к коррозии. Этот сплав закаляется при помощи низких и высоких температур. Он не обладает магнитными свойствами. Наиболее часто используется сплав AISI 304 или 304L (08Х18Н9/10)
- Ферритная сталь – сплав хрома и железа с содержанием хрома от 17 до 27 % и низким содержанием углерода. Сплав обладает магнитными свойствами. Сплав AISI 430 (12Х17).
Использование нержавеющей стали в быту.
Аустенитная и ферритная сталь очень прочная, легко моется, устойчива к царапинам и высоким температурам. Аустенитная сталь широко используется в промышленном пищевом производстве. Столовые приборы невысокого качества производятся из ферритной стали 430 (12Х17). Для высококачественных ножей обычно используют мартенситную сталь AISI 410 (12Х13) и 420 (20Х13), которая обеспечивает остроту лезвия в течение многих лет. В сплавы для ножей самого высокого качества добавляют молибден и ванадий. Для ложек и вилок используют аустенитную сталь AISI 304 или 304L, которая позволяет формировать сложные элементы.
Нержавеющие стали. В наличии и под заказ по низким ценам
Нержавеющая сталь – это сплав, обладающий высокой химической устойчивостью к воздействию агрессивных сред. Основным компонентом, придающим стали способность противостоять коррозии, является хром. Его количественное содержание напрямую определяет уровень стойкости сплава к коррозионным процессам.
В состав сплавов могут входить и прочие химические элементы, придающие им необходимые полезные свойства и делающие их пригодными к использованию в заданных условиях. К таким элементам относятся титан, марганец, медь, никель, молибден и другие.
Классификация нержавеющих сталей
Нержавеющие стали классифицируются по группам в зависимости от физико-химических свойств и состава сплавов.
Знание физико-химических характеристик и свойств различных нержавеющих сплавов дает возможность потребителям сделать грамотный выбор конкретных марок стали, наиболее подходящих для производства тех или иных изделий.
Классификация по физико-химическим свойствам:
- Коррозионностойкие нержавеющие стали. Широко применяются для изготовления всевозможных изделий: деталей автомобилей, станков, оборудования пищевой промышленности, медицинских инструментов, кухонной посуды, бытовых приборов и многих других предметов;
- Жаростойкая нержавеющая сталь. Применяется для изготовления деталей и механизмов, эксплуатирующихся в условиях агрессивных сред в совокупности с высокими температурными режимами;
- Жаропрочная нержавеющая сталь. Способна сохранять хороший уровень прочности при работе в условиях высоких температур, потому подходит для изготовления деталей двигателей, металлургических печей, котлов.
Классификация сталей по химическому составу:
- Хромистые;
- Хромоникелевые;
- Хромомарганцевоникелевые.
В свою, очередь, вышеперечисленные стали разделяются на подгруппы по своей микроструктуре.
Где купить нержавеющую сталь
Нужна нержавеющая сталь? Купить нержавеющие сплавы можно у нас, в компании «СТАЛЬПРОМ». Мы предлагаем Вашему вниманию большой выбор стали различных марок по привлекательным ценам. Благодаря сотрудничеству со многими транспортными компаниями, мы можем организовать доставку продукции по территории России и в Казахстан в любое удобное для Вас время. Позвоните по одному из телефонов, указанных на нашем сайте, и наши специалисты проконсультируют Вас по вопросам подбора нужных марок стали для решения Ваших задач, наличия необходимого металлопроката, способов оплаты и доставки.
| Наименование | Марки сталей | Размер мм |
|---|---|---|
| Лист х/к | Лист х/к 08-12Х18Н10Т, Лист х/к 20Х23Н18, Лист х/к 20Х13, Лист х/к 40Х13, Лист х/к AISI 304, Лист х/к AISI 304L, Лист х/к AISI 310S, Лист х/к AISI 316L, Лист х/к AISI 321, Лист х/к AISI 430 | от 0,5 до 3 |
| Лист г/к | Лист г/к 08-12Х18Н10Т, Лист г/к 20Х23Н18, Лист г/к 20Х13, Лист г/к 40Х13, Лист г/к AISI 304, Лист г/к AISI 304L, Лист г/к AISI 310S, Лист г/к AISI 316L, Лист г/к AISI 321, Лист г/к AISI 430 | от 3,0 до 100 |
| Круг | Круг 12Х18Н10Т, Круг 20Х23Н18, Круг 14Х17Н2, Круг 20Х13, Круг 30Х13, Круг 40Х13, Круг 95Х18, Круг AISI 304, Круг AISI 321, Круг 10Х17Н13М2Т, Круг 06ХН28МДТ | от 8 до 500 |
| Уголок | Уголок AISI 304 (08Х18Н10) | от 20 до 100 |
| Шестигранник | Шестигранник 12Х18Н10Т, Шестигранник 14Х17Н2, Шестигранник 20Х13, Шестигранник AISI 321 | от 12 до 55 |
| Труба бесшовная х/д ГОСТ 9941-81 | Труба бесшовная х/д ГОСТ 9941-81 08-12Х18Н10Т | от 5 до 89 |
| Труба бесшовная г/д ГОСТ 9940-81 | Труба бесшовная г/д ГОСТ 9940-81 08-12Х18Н10Т | от 57 до 630 |
| Труба бесшовная | Труба бесшовная 06ХН28МДТ | от 38 до 159 |
| Труба электросварная | Труба электросварная AISI 304 (08Х18Н10), Труба электросварная AISI 201 (12Х15Г9НД) | от 10 до 406 |
| Труба профильная | Труба профильная AISI 304 (08Х18Н10) | от 20 до 120 |
| Проволока | Проволока 12Х18Н10Т, Проволока AISI 304, Проволока AISI 321 | от 0,8 до 6 |
| Проволока сварочная | Проволока сварочная 04Х19Н11М3, Проволока сварочная 01Х19Н9, Проволока сварочная 07Х25Н13, Проволока сварочная 06Х19Н9Т | от 1,2 до 4 |
89270113177 – Марина
ООО «СТАЛЬПРОМ» специализируется на поставке нержавеющей стали, такой как:
- лист 08х18н10т,
- лист 08х18н10,
- лист 12х17,
- лист 10х17н13м2т,
- лист 20х23н18,
- труба 12х18н10т,
- труба 10х17н13м2т
- и другой
Нержавеющая сталь. Интересные факты | Новости | Ростехком | Цветной и черный металлопрокат оптом, доставка по России и СНГ
Дата публикации: 21.05.2018
- Нержавеющая сталь была изобретена случайно. Английский металлург Гарри Брирли искал способ защиты отверстия пушек от коррозии. Ученый экспериментировал со свойствами сплавов и обнаружил, что если сталь содержит много хрома (от 12 до 20%), то сопротивляется кислотной коррозии.
- Американцы создали мыло, которое изготавливается из нержавеющей стали. Мыло не является жидким, а представляет собой самый обычный кусок «нержавейки». Оказывается, что такое мыло способно удалять даже самые неприятные запахи от рук. Пользоваться им очень просто, нужно лишь подержать его в руках, потереть и все, запахов как небывало.
- На монтаж символа Парижа – Эйфелеву башню, потребовалось 7300 т стали. Из-за свойства стали расширяться при нагреве и сужаться при охлаждении высота Эйфелевой башни может меняться на 15 сантиметров в зависимости от времени года.
- Вторичная переработка одной тонны стали экономит 1100 кг железной руды, 600 кг угля и 50 кг известняка.
- Нержавеющая сталь сама по себе является очень прочной и жаростойкой. Температура, при которой сплав начинает приходить в жидкое состояние варьируется в диапазоне 1500-8000 °C, для сравнения, температура ядра земли максимум достигает 6000 – 6500 °C.
- На сегодняшний день существует более 150 марок стали, с различными соотношениями примесей, которые реагируют на окружающую среду совершенно по-разному. Так, одна марка стали может быть хорошо устойчива к воде, но при взаимодействии с воздухом начинает разрушаться. Уникальные сплавы создаются по одной причине, их сфера применения стала очень обширной.
- С развитием металлургии сталь все больше используется в строительстве в качестве несущей конструкции. Первый небоскреб, имеющий стальную конструкцию, был построен в 1883 году. А самое высокое здание – Бурдж- Халифа, высотой 828 м, также построено с использованием стальной конструкции.
Нержавеющая сталь характеристики
Нержавеющей сталью является хромосодержащий сплав стали, обладающий высокой коррозийной стойкостью. Повышенное сопротивление к коррозии объясняется содержанием не менее 11% хрома, при этом сплавы являются нержавеющими в слабоагрессивных средах, при содержании более 17% хрома — агрессивных окислительных и других средах. Среди остальных важных легирующих элементов нержавеющая сталь может содержать никель, азот, титан и молибден. Последний, в свою очередь, используется для достижения сверхвысокой коррозионной стойкости. Высокая сопротивляемость к коррозии объясняется наличием очень тонкой, невидимой оксидной пленки, покрывающей поверхность стали. Эта пленка (оксид хрома) защищает сталь от воздействия агрессивных сред. При повреждении она самостоятельно восстанавливается.
Нержавеющая сталь обладает следующими основными характеристиками:
- Высокое сопротивление коррозии, прочность и долговечность.
- Стойкость к окислению при высоких температурах.
- Гигиеничность (не имеет пор и трещин для проникновения грязи и бактерий).
- Огнеупорность.
- Эстетичный вид поверхности.
- Высокие пластичные характеристики.
Виды нержавеющих сталей
Существует четыре основных вида нержавеющей стали:
- Аустенитные.
- Ферритные.
- Дуплексные.
- Мартенситные.
Наиболее распространены среди них аустенитные и ферритные.
Аустенитные стали – эта группа нержавеющих сталей является наиболее широко используемой. Содержание никеля в такой стали составляет не менее 7%, что придает ей пластичность, широкий спектр температурных режимов эксплуатации, обеспечивает легкий процесс сварки. К сталям этого вида относятся:
Ферритные стали – имеют свойства близкие к свойствам малоуглеродистой стали, но с лучшей сопротивляемостью к коррозии. Наиболее известна из этого вида сталь AISI 430 (12Х17), которая используются в домашнем хозяйстве, декоративной отделке, бытовой технике. Она достаточно дешева, но обладает рядом существенных недостатков:
- Низкая коррозионная стойкость и повышенная хрупкость по сравнению с аустенитными сталями.
- Особые требования к режимам сварки (необходим подогрев деталей и быстрое охлаждение сварного шва).
- Ферритная сталь является магнитной. Она притягивает частицы к поверхности, что вызывает её загрязнение и, как следствие, появление коррозии.
Получение нержавеющей стали
Нержавеющая сталь, включает в себя сплав различных химических элементов. Поверхность металла покрывает тонкая пленка окислов, которая предохраняет их от коррозии, данный процесс называется пассивирование. Улучшить пассивирующие свойства, можно легированием, происходит торможение анодных процессов. Что в свою очередь приводит к самопассивированию сплава при эксплуатации. Легче всего пассивируютсяТитан (Ti) и Хром (Cr).Путем введения хрома в металл- железо, ему передаются его характеристики и повышается стойкость к коррозии. Так производится нержавеющая сталь.
Химический элемент Молибден (Mo) повышает стойкость стали в хлор содержащих средах, помогая избежать точечной коррозии (питтинговой). Не маловажную защитную функцию выполняют Ниобий (Nb) и Титан (Ti), которые связывают углерод в стойкие карбиды.Препятствуя выведению хрома из твердого раствора, тем самым снижают склонность стали к межкристаллитной коррозии, улучшая свариваемость. Добавление никеля(Ni),обеспечит сплаву жаростойкие и жаропрочные функции. Доля веществ в железо-никелевых сталях составляет 18% Хрома Crи 8% Никеля Ni.
Незначительное введение Азота (N) и большого количества Марганца (Mn)в сталь при снижении Никеля (Ni),позволяют сохранить аустенитную структуру. Аустенит (y- фаза) – гранецентрированная высокотемпературная модификация железа и сплавов. Названа в честь сера Уильяма Чандлера Робертс-Остина (англ. . WilliamChandlerRoberts-Austen, 1843—1902).
Нержавеющая сталь, является легированной, она кроме обычных примесей содержит специально вводимые (лигирующие) элементы в определенном количестве для обеспечения физических и механических свойств. Аустенит в легирующих сталях существует и при низких температурах, Никель стабилизирует данную фазу. Марки AISI 304 , AISI 316 относятся к аустенитному классу.
Нержавеющая сталь прочный и долговечный материал в зависимости от входящих в состав веществ она делится на марки по ГОСТу. Применяется в различных сферах и отраслях.
Типы никелевых сплавов – нержавеющие стали, никель-медные сплавы, никель-хромовые сплавы, сплавы с низким коэффициентом расширения
Охватываемые темы
Предпосылки
Никелевые сплавы широко используются из-за их коррозионной стойкости, жаропрочности и особых свойств магнитного и теплового расширения.
Основными типами используемых сплавов являются:
Нержавеющие стали
Большинство нержавеющих сталей содержат 8-10% никеля.Во всех случаях работает комбинация хрома с никелем. Нержавеющие стали также полезны в качестве огнестойких материалов, поскольку они сохраняют свою прочность при более высоких температурах, чем конструкционная сталь.
Самая распространенная нержавеющая сталь – это нержавеющая сталь марки 304 с 8% никеля и 18% хрома и остаточным железом. Он используется для таких обычных предметов, как ложки и вилки, кастрюли и кухонные раковины. Если требуется дополнительная коррозионная стойкость, например, для кровли в морских условиях, используется тип 316.Он содержит примерно такое же количество никеля и хрома, что и 304, но с добавлением 3% молибдена. Весы снова железные.
Существует множество других нержавеющих сталей, которые удовлетворяют широкий спектр требований инженеров и архитекторов, например, никелированная сталь (NPS).
Никель-медные сплавы
Эти никелево-медные сплавы иногда называют NiCu или MONEL или NICORROS и содержат никель с медью и небольшие количества железа и марганца.Типичный медно-никелевый сплав марки 400 (UNS N04400). Эти никелево-медные сплавы содержат минимум 63% никеля, 28-34% меди и максимум 2% марганца и 2,5% железа. Также существует небольшое количество примесей, сохраняемых в ограниченных количествах, чтобы гарантировать, что свойства металла не будут повреждены.
Эти никелево-медные сплавы используются там, где требуется более высокая прочность по сравнению с чистым никелем. Никель-медные сплавы имеют более широкий диапазон сред, в которых они устойчивы к коррозии, но для некоторых специализированных применений, таких как сильные щелочные загрязнения, никель или коммерчески чистый никель будут лучше.
Никелево-медные сплавы находят широкое применение в нефтепереработке и судостроении, где требуется длительный срок службы без коррозии. Из-за хорошей теплопроводности никель-медных сплавов они часто используются в теплообменниках, где морская вода является одной из рассматриваемых жидкостей.
Сплавы на основе никеля и хрома
Эти сплавы на основе никеля и хрома широко используются в тех областях, где требуется термостойкость и / или коррозионная стойкость. В некоторых членах группы, где условия менее жесткие, часть никеля заменяется железом, чтобы снизить общую стоимость.
Металлы разрушаются при высоких температурах как из-за окисления (окалины), так и из-за потери прочности. Сплавы этого класса спроектированы таким образом, чтобы противостоять отказу от обоих этих механизмов. Никелевые сплавы не подходят для высокотемпературных сред с высоким содержанием серы.
Там, где коррозионная стойкость значительна, молибден используется в качестве легирующей добавки в сплавах на основе никеля и хрома.
Эта группа сплавов часто продается под торговыми марками, но большинство из них перечислены в единой системе нумерации.Общие торговые наименования: Hastelloy, Incoloy, Inconel, Nicrofer, NiChromM и NiMonic.
Более современные сплавы на основе никеля и хрома в этих группах также имеют широкий спектр вспомогательных элементов, добавленных для придания особых свойств – некоторые из них могут быть довольно сложными и требуют очень тщательного контроля над составом и термообработкой.
| UNS No | Al | Cr | Co | Fe | Mo | Ni | Nb + Ta | Ti | W | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| N10276 | 15.5 | 5,5 | 16 | 57 | 3,8 | |||||
| N06600 | 15,5 | 8 | 76 | N0 | 21,5 | 9 | 61 | 3,6 | ||
| N08800 | 21 | 46 | 32.5 | |||||||
| N07718 | 0,5 | 19 | 18,5 | 3 | 52,5 | 5,1 | ||||
| N07090 | 1,5 | 19,5 | 60 | 2,5 |
| Номер UNS | Состояние | UTS (МПа) | 0,2 Испытательное напряжение (МПа) | Удлинение. На 5 см (%) | Твердость (HB) | 1000hr Ruptire Str. 750 ° C (МПа) |
| N10276 | Отожженный | 790 | 415 | 50 | 184 | Нет данных |
| N06600 | Отожженный | 550-690 | 210- 430 | 55-35 | 120-170 | 38 |
| N06625 | Отожженный | 930 | 520 | 45 | 180 | 160 |
| N08800 | Отожженный | 520-690 | 210-410 | 60-30 | 120-184 | 70 (700 ° C) |
| N07718 | Возрастная закалка | 1350 | 1180 | 17 | 382 | 170 |
Этот список далеко не исчерпывающий, и запросы к производителям никелевых сплавов следует направлять в отношении специализированных высокотемпературных или коррозионных ситуаций.
Все металлы «ползущие» под нагрузкой при высокой температуре и в производственном виде компоненты могут деформироваться. Эта деформация может привести к поломке. Никелевые сплавы обладают более высокой прочностью и более длительным сроком службы при повышенных температурах, чем большинство сплавов. Это делает их идеальными для таких деталей, как лопатки и диски газотурбинных двигателей. Однако проектировщик должен определить ожидаемый срок службы каждого компонента и использовать при проектировании соответствующую прочность на ползучесть и разрыв.
Сплавы с низким коэффициентом расширения
Существует группа никель-железных сплавов с контролируемым расширением, у которых коэффициент расширения низкий и постоянный в диапазоне температур.
Эти никелево-железные сплавы с низким коэффициентом расширения широко используются там, где изменение механических свойств в зависимости от температуры может быть проблемой, например, в прецизионных пружинах. Эти никелево-железные сплавы также используются там, где требуется уплотнение металл / стекло, называемое сплавами для герметизации стекла.
Одним из примеров является сплав, содержащий 48% никеля и остаточное железо (UNS K94800). Этот сплав имеет следующие коэффициенты расширения:
20-100 ° C: 8,5 x 10 -6 м / м. ° C
20-400 ° C: 8.3-9,3 x 10 -6 м / м ° C
Этот никелево-железный сплав имеет коэффициент расширения, соответствующий коэффициенту расширения натронно-известкового и мягкого свинцового стекла, и, таким образом, обеспечивает прочное стекло / металлическое уплотнение, которое будет не трескается из-за разного расширения двух материалов. Еще одно такое уплотнение обеспечивается с помощью вытяжных проводов для ламп
Магнитные сплавы
Существует требование к материалам с высокой магнитной проницаемостью для минимизации требований к мощности для создания сильного магнитного поля, например, требуемого в головках магнитофона и для магнитного экранирования. вокруг прецизионных электронно-лучевых устройств отображения.
Эти материалы с высокой проницаемостью представляют собой сложные сплавы на основе никеля с различными вариантами состава. Типичный состав может быть следующим: 70-80% никеля с небольшими количествами молибдена и / или меди и остальное железо. Ожидается, что этот сплав будет иметь максимальную относительную проницаемость от 50 000 до 100 000. Распространенные торговые наименования этой группы – МУ-МЕТАЛЛ и ПЕРМАЛЁЙ.
Также существуют требования к материалам с постоянной проницаемостью в диапазоне плотностей магнитного потока.Это требуется в телефонном оборудовании и электромонтерах, где изменение проницаемости может привести к искажениям. Эти сплавы обычно известны как сплавы PERMINVAR, и их состав составляет около 45% никеля, 30% железа и 25% кобальта.
Торговые наименования и владельцы никелевых сплавов
HASTELLOY – зарегистрированная торговая марка Haynes Intl.
INCOLOY, INCONEL, MONEL и NIMONIC являются зарегистрированными торговыми наименованиями группы компаний INCO.
INVAR – зарегистрированная торговая марка Imphy S.A.
MU-METAL является зарегистрированным товарным знаком Telcon Metals Ltd
NICORROS и NICROFER являются зарегистрированными торговыми наименованиями Krupp UM GmbH
Источник: Выдержано из Руководства по инженерным материалам, 5 th Edition.
Для получения дополнительной информации об этом источнике посетите Австралазийский институт материаловедения. Сплавы
широко используются из-за их коррозионной стойкости, жаропрочности и особых свойств магнитного и теплового расширения.В этой статье рассматриваются следующие типы сплавов: железо-никель-хромовые сплавы; Нержавеющая сталь; Медно-никелевые сплавы; Никель-хром и др.видов нержавеющей стали Архив
Опубликовано 21 августа 2012 г. Реда Абулеиш
Откройте для себя многочисленные преимущества нержавеющей стали.
Что такое нержавеющая сталь?
Нержавеющая сталь – это коррозионно-стойкая сталь, которая отталкивает ржавчину и остается неповрежденной против агрессивных химикатов, жидкостей и газов, которые обычно вызывают истирание, разрушение и полное разрушение других материалов.Большинство из этих классифицированных сталей демонстрируют высокую устойчивость к экстремальным условиям окружающей среды и способны выдерживать повышенные и чрезвычайно низкие уровни температуры, что делает их пригодными для широкого спектра применений.
Что относит эти металлы к нержавеющей стали?
Все нержавеющие стали содержат железо в качестве основного элемента и включают процентное содержание хрома, которое варьируется от 10% до 29% (приблизительно). Хром – это то, что обеспечивает устойчивость к атмосферным воздействиям. Этот состав отличается от хромоникелевой нержавеющей стали.
В чем разница между углеродом и неуглеродом?
Хромоникелевые нержавеющие стали – это металлы, содержащие небольшое количество углерода. Проблема заключается в том, что наличие углерода делает эти материалы неуязвимыми для эрозии. Это уводит большинство потребителей от вариантов углеродистой нержавеющей стали к выбору других марок нержавеющей стали для своего следующего дома или коммерческих проектов.
Чтобы узнать больше о никелевых сплавах и нержавеющей стали, поговорите с одним из наших специалистов сегодня!
Опубликовано 17 ноября, 2011 автором admin
Три основных типа нержавеющей стали: аустенитная, ферритная и мартенситная.Эти три типа сталей идентифицируются по их микроструктуре или преобладающей кристаллической фазе.
Аустенитная :
Аустенитная сталь имеет аустенит в качестве первичной фазы (гранецентрированный кубический кристалл). Это сплавы, содержащие хром и никель (иногда марганец и азот), со структурой типа 302, состоящей из железа, 18% хрома и 8% никеля. Аустенитная сталь не закаливается при обычной термообработке , но может подвергаться деформационной закалке.Они также немагнитны. Самая известная нержавеющая сталь – это, вероятно, тип 304, иногда называемый T304 или просто 304. Хирургическая нержавеющая сталь типа 304 – это аустенитная сталь, содержащая 18-20% хрома и 8-10% никеля.
Ферритная :
Ферритная сталь имеет феррит (объемно-центрированный кубический кристалл) в качестве основной фазы. Эти стали содержат железо и хром на основе состава Тип 430 с 17% хрома. Ферритная сталь менее пластична, чем аустенитная сталь, и не закаливается при термообработке .
Мартенситный :
Характерная орторомбическая микроструктура мартенсита была впервые обнаружена немецким микроскопистом Адольфом Мартенсом около 1890 года. Мартенсит – продукт твердого превращения, технически считающийся пересыщенным раствором углерода в железе. Это характеризуется игольчатым (или игольчатым) рисунком в микроструктуре как черных, так и цветных сплавов. Мартенсит может быть преобразован в аустенит при закалке и охлаждении стали ниже 450 градусов по Фаренгейту, в результате чего твердость варьируется от 30 до 68 по шкале Роквелла, в зависимости от содержания углерода.Он также может подвергаться закалке и закалке. Мартенсит придает стали большую твердость, но он также снижает ее ударную вязкость и делает ее хрупкой, поэтому мало сталей полностью закалены.
Существуют также другие марки нержавеющих сталей, такие как дисперсионно-упрочненная, дуплексная и литая нержавеющая сталь.
Цинковый сплавпротив нержавеющей стали: различия и преимущества
Цинковые сплавы и нержавеющая сталь – обычные материалы, используемые для изготовления деталей во многих областях.Выбор цинковых сплавов или нержавеющей стали в качестве материала будет зависеть от конкретных применений, для которых каждый сплав лучше всего подходит (включая литье каждого сплава). Готовый продукт будет обладать собственными механическими и физическими свойствами, которые определяют его долговечность, долговечность, прочность и общую функциональность.
Процесс литья любого сплава включает инжекцию расплавленного металла в форму или матрицу под высоким давлением для получения определенной формы. Этот процесс идеально подходит для изготовления деталей большого объема из-за его точности размеров, сложной детализации и способности создавать очень сложные геометрические формы.Выбор цинковых сплавов и нержавеющей стали в конечном итоге будет определяться такими факторами, как объем, стоимость, использование и размер, среди других причин, определяемых рынком.
Нержавеющая сталь
Выбор нержавеющей стали вместо цинкового сплава будет зависеть от потребностей компании. Нержавеющая сталь – это сплав железа, углерода и минимум 10,5% хрома, известный своей прочностью и коррозионной стойкостью. Он бывает разных сортов, которые определяются степенью и сочетанием элементов, смешанных с железом, углеродом и хромом.Современная нержавеющая сталь может содержать такие элементы, как никель, ниобий, молибден и титан для повышения коррозионной стойкости, повышения прочности и пластичности к погодным факторам окружающей среды, которые встречаются в климатических условиях от тропических, сухих, умеренных, холодных и полярных, встречающихся на суше и на море. , и даже в верхних слоях атмосферы и космическом пространстве.
Применение из нержавеющей стали
Самый известный тип нержавеющей стали – это тип 304, или просто 304. Эта марка аустенитной нержавеющей стали находит широкое применение в промышленности.Основное применение – архитектурная облицовка, кухонное оборудование, такое как кастрюли, сковороды и столовые приборы, вдоль перил, а также для изготовления пружин или морского оборудования.
Для сравнения, если ваши потребности требуют исключительной стойкости к коррозии и отличных сварочных возможностей, то лучшим выбором будет нержавеющая сталь марки 316. Это включает в себя оборудование для лодок, детали реактивных двигателей, прибрежную архитектуру или фильтры для фильтрации воды.
Профили из нержавеющей стали- Сильный
- прочный
- Коррозионностойкий
- Защита от коррозии
- Эстетично
- Дорого
- Высокая стоимость инструмента
- Сложно изготовить большие изделия
цинк
Цинк редко используется в чистом виде, но вместо этого используется для формования многочисленных металлических литейных сплавов, включая латунь, бронзу, нейзильбер, мягкий припой, немское серебро, пружинную латунь и алюминиевый припой.Популярные цинковые сплавы обозначаются аббревиатурой ZAMAK, обозначающей цинк, алюминий, магний и медь.
Вероятно, самый известный сплав цинка – это латунь, которую получают путем добавления 55% или более меди к цинку. Латунь сегодня широко используется из-за ее коррозионной стойкости. Когда цинк подвергается воздействию воздуха, он естественным образом реагирует на содержащийся в нем углекислый газ и образует слой карбоната цинка. Этот слой действует как защитное покрытие от дальнейших реакций с воздухом или водой, поэтому примерно треть всего производимого сегодня металлического цинка используется для гальванизации других металлов для предотвращения коррозии.
Применение цинка
От розеток до радиаторов и гвоздей – цинковое литье обычно используется для изготовления электрического, автомобильного и аппаратного оборудования. Из-за более низкой стоимости цинковые сплавы часто выбирают для более крупных изделий, где для изготовления детали требуется больший объем материалов.
Цинк Плюсы- прочный
- Рентабельность
- Коррозионностойкий
- Защита от ржавчины
- Можно оцинковать на другие металлы
- Универсальный (можно смешивать с различными сплавами)
- Менее эстетично
- Немного менее прочный
Выбор между цинковыми сплавами и нержавеющей сталью
При сравнении двух сплавов по стоимости, цена на нержавеющую сталь выше из-за содержания в ней хрома.Цинк дешевле хрома, поэтому в целом цинковые сплавы относительно дешевле, чем нержавеющая сталь. Нержавеющая сталь, хотя и более дорогая, является прочным и прочным материалом, известным своей коррозионной стойкостью. Хотя некоторые цинковые сплавы могут быть очень прочными, в целом нержавеющая сталь прочнее. Однако цинк является тяжелым элементом, и при легировании с другими металлами он обеспечивает лучшую коррозионную стойкость, стабильность, размерную прочность и ударную вязкость. Из-за более низкой температуры литья цинк обеспечивает гораздо более длительный срок службы штампа, что дополнительно снижает производственные затраты.Когда дело доходит до литья деталей с жесткими допусками и участков с более тонкими стенками, никакие другие сплавы не могут сравниться с цинковыми сплавами.
В конечном счете, какой сплав использовать, будет зависеть от ваших потребностей в литье. В целом, из-за разницы в стоимости цинк обычно предпочитают для больших предметов, где эстетика менее важна (уличное оборудование), в то время как нержавеющая сталь чаще всего используется для небольших предметов, где эстетика имеет значение (использование в помещении и декор).
Как правильно выбрать нержавеющую сталь или жаропрочный сплав
Выбор подходящей нержавеющей стали или жаропрочного сплава для работы на заграждении не представляет проблемы, если производитель крепежа соответствует требуемым спецификациям материалов.Если таковых не предусмотрено, лучший сплав может быть определен с помощью упорядоченного четырехэтапного процесса выбора.
В порядке важности необходимо ответить на следующие вопросы:
- Какая требуется коррозионная стойкость?
- Какая прочность необходима с учетом того, что на механические свойства может повлиять заголовок или последующая термообработка?
- Какая из марок, отвечающих требованиям к коррозии и прочности, имеет лучшую напорность?
- Какая доступность у выбранного сплава?
Кроме того, следует учитывать две другие переменные.Один из них – сложность детали, которая определяет серьезность высадки или выдавливания. Другой вариант – покрытие проволоки из заголовка, которое, особенно в случае сплава с трудной головкой, имеет важное значение для облегчения формовки и получения приемлемого срока службы инструмента.
Классы сплавов
Прежде чем рассматривать коррозионную стойкость в качестве требования к выбору, может оказаться полезным обзор классов нержавеющей стали и жаропрочных сплавов.
Самые простые нержавеющие стали, помимо железа, содержат минимум около 11% хрома.Они широко известны как серия нержавеющих сталей AISI 400. В зависимости от содержания хрома и углерода они могут быть мартенситными или ферритными. Мартенситные сплавы, обычно содержащие более 0,08% углерода, подвергаются упрочнению с помощью термической обработки. CarTech 410 – это типичный сорт нержавеющей стали.
Увеличение содержания хрома или восстановление углерода приводит к получению ферритной нержавеющей стали, которая не закаливается при термообработке. CarTech 430 нержавеющая сталь – типичный сплав в этом семействе. Увеличение содержания хрома также улучшает коррозионную стойкость.Таким образом, нержавеющая сталь CarTech 430 (18% хрома) более устойчива к коррозии, чем нержавеющая сталь CarTech 410 (12% хрома).
Для более значительного повышения коррозионной стойкости требуется переход на серию AISI 300. Никель является важным легирующим элементом в серии 300, в которую входят такие типы, как сплав CarTech Custom Flo 302HQ, нержавеющая сталь CarTech 304 и CarTech 305.
Эти марки представляют собой нержавеющие стали 18-8, содержащие около 18% хрома и минимум 8% никеля.Они аустенитные и не отверждаются при термообработке, но деформируются при холодной обработке. Для большей устойчивости к точечной коррозии хлоридов может быть добавлен молибден (CarTech 316). Еще могут быть добавлены другие легирующие элементы для улучшения характеристик изготовления сплавов. Например, сплав CarTech Custom Flo 302HQ содержит от 3 до 4% меди, что снижает степень деформационного упрочнения сплава и, таким образом, улучшает напорность.
Другая категория нержавеющей стали включает в себя упрочняющиеся старением или дисперсионно-твердеющие сплавы, такие как нержавеющая сталь CarTech Custom 450®, нержавеющая сталь CarTech Custom 455® и нержавеющая сталь CarTech Custom 630® (17Cr-4Ni).Они обеспечивают коррозионную стойкость на уровне прочности, недоступном для нержавеющих сталей серий 300 или 400.
В отдельную группу входят жаропрочные сплавы. В эту классификацию входят такие марки, как сплав CarTech 718, сплав CarTech A-286 и CarTech Waspaloy. Эти сплавы, как и дисперсионно-твердые сплавы, требуют гораздо более специализированных методов обработки и требуют значительно больше энергии для обработки.
Еще одним материалом, используемым в специализированных областях, является сплав CarTech Ni-Cu 400.Это сплав с относительно высокой прочностью и ударной вязкостью в широком диапазоне температур. Сплав CarTech Ni-Cu 400 с очень низкой скоростью наклепа легко наполняется головкой.
Определение курса
Заголовок, естественно, формируется на застежке путем высадки. Плавность определяется механическими свойствами сплава и скоростью наклепа, которая, в свою очередь, отражает скорость, с которой эти механические свойства улучшаются при холодной обработке.
Сама по себе прочность на разрыв не является показателем товарной пригодности, поскольку два разных сплава с одинаковым отожженным пределом прочности на растяжение могут иметь разные скорости деформационного упрочнения.Если два материала подвергнуты холодной обработке методом поточного волочения, то материал с более высокой степенью деформационного упрочнения будет иметь более высокий предел текучести и предел прочности. Таким образом, будет сложнее выполнить головку, потому что для придания формы детали потребуется больше усилий.
Плавность в значительной степени зависит от отношения предела текучести к пределу прочности на разрыв. Предел текучести должен быть превышен до того, как может возникнуть течение материала, но нельзя превышать предел прочности на растяжение, иначе деталь будет трескаться.
Химический состав сплава определяет скорость его деформационного упрочнения.Состав и свойства товарных нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов показаны на рис. 1 в порядке убывания от самого простого к самому сложному.
Марки нержавеющей стали в холодной головке серии 400 во многом аналогичны углеродистым и низколегированным сталям. CarTech 430 нержавеющая сталь самая легкая в головке, а CarTech 440C нержавеющая – самая трудная. Хотя сплав CarTech Ni-Cu 400 показан в разделе «Специальные / жаропрочные сплавы», его товарные характеристики сопоставимы с таковым у CarTech 430 из нержавеющей стали.
Серия 300 создает больше проблем, чем серия 400, поскольку сплавы в группе 300 имеют более высокую скорость деформационного упрочнения. (См. Рис. 2 и 3). Нержавеющая сталь серии 300 требует больше энергии на головку, чем сталь серии 400. CarTech No. 10 из нержавеющей стали и CarTech Custom Flo 302HQ из нержавеющей стали имеют самый низкий уровень деформационного упрочнения среди сталей серии 300, и поэтому их легче всего обрабатывать.
Несмотря на то, что CarTech 304 Modified имеет меньший запас прочности, чем CarTech 304, его высокая скорость наклепа является преимуществом для крепежных изделий, требующих высокопрочной резьбы.CarTech 304 Modified может подвергаться холодной обработке до RC 40-45.
Как и следовало ожидать, дисперсионно-твердеющие нержавеющие стали и жаропрочные сплавы обычно труднее обрабатывать из-за легирующих элементов, которые в целом придают большую прочность при низких рабочих температурах.
В случае нержавеющих сталей PH оптимальная формуемость может быть получена, если материал используется в термически обработанном состоянии h2150M. Термическая обработка h2150M обеспечивает самый низкий предел текучести и прочности на разрыв, а значит, лучшую формуемость.Материал, обработанный этим методом, должен быть впоследствии обработан раствором перед старением для достижения максимальной прочности на разрыв.
Производятся некоторые нержавеющие стали, которые обеспечивают максимальные характеристики технологичности холодной штамповки для компонентов, требующих вторичных операций, таких как механическая обработка. CarTech 302HQ-FM® нержавеющая сталь является хорошим примером того, как некоторые марки могут быть изменены для соответствия определенным требованиям к свойствам. Этот сплав сочетает в себе характеристики нержавеющей стали CarTech 302HQ с преимуществами легкости обработки нержавеющей стали CarTech 303.Из него можно холодно нарезать множество деталей, а затем легко обрабатывать вторичные операции, такие как сверление, нарезание пазов и нарезание резьбы.
Достижения в технологии выплавки стали теперь позволяют изменять состав и процессы в соответствии с более конкретными потребностями применения. Когда требуется такая модификация, применяется обычное предостережение; объем использования должен оправдывать необходимые опытно-конструкторские работы.
Метод выбора
Чтобы упростить выбор лучшего сплава для проходческих работ, Карпентер разработал собственный метод построения графиков относительной коррозионной стойкости и напорности наиболее часто используемых материалов.На рис. 4 показана диаграмма, на которой расположены 16 нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов в соответствии с этими двумя ключевыми характеристиками.
Используя эту диаграмму, просто переместитесь вверх для лучшей проходимости или вправо для лучшей устойчивости к коррозии. На рисунке показано, что нержавеющая сталь CarTech 430 и сплав CarTech Ni-Cu 400 имеют лучшую напорную стойкость, а Waspaloy – самую высокую коррозионную стойкость. CarTech No. 10 и CarTech 302HQ предлагают хорошее сочетание устойчивости к голове и коррозии.
Следует отметить, что в процессе выбора есть компромиссы, поскольку каждое приложение следует рассматривать как уникальную ситуацию. С точки зрения затрат лучшим выбором будет самый дешевый сплав, который обеспечит необходимые свойства.
Кроме того, коррозионная стойкость, показанная на диаграмме, представляет собой только относительную зависимость, которую можно использовать в качестве общего ориентира. Для получения более подробной информации о коррозионной стойкости к среде применения рекомендуется проконсультироваться с поставщиком сплава.В общем, если коррозионная стойкость относительно схожа, для коллектора следует выбирать сплав с наилучшим сочетанием наплавки и стоимости.
Типичное использование
Начиная с верхней части диаграммы на рис. 1 и обращаясь также к диаграмме на рис. 4, CarTech 430 предлагает лучшую формуемость из всех нержавеющих сталей с немного меньшей коррозионной стойкостью, чем CarTech 304. Его формуемость аналогична из низколегированных сталей, которые легко обрабатываются. CarTech 430 используется для изготовления многих типов крепежных деталей и болтов.
CarTech 410 – это закаливаемая нержавеющая сталь с такой же прочностью на растяжение, что и CarTech 431 при термообработке. Он менее устойчив к коррозии, чем CarTech 431, и чаще всего используется для винтов, болтов и крепежных изделий для листового металла, подверженных атмосферным условиям.
CarTech TrimRite® из нержавеющей стали, который использовался для самосверлящих строительных креплений, имеет лучшую коррозионную стойкость, чем 410, прочность 420 и коррозионную стойкость, равную 430.
CarTech No. 10 (Тип 384) из нержавеющей стали и CarTech Custom Flo 302HQ из нержавеющей стали обеспечивают отличную головную стойкость и коррозионную стойкость для деталей с тяжелой деформацией. CarTech № 10 с высоким содержанием никеля остается немагнитным после холодной обработки. Сплав CarTech 302HQ, который будет слегка магнитным после холодной обработки, более доступен, чем CarTech № 10.
CarTech 302HQ-FM из нержавеющей стали – это обрабатываемая модификация CarTech 302HQ, которая подходит как для рубки, так и для последующей обработки.Он использовался в форме стержня на автоматических винтовых станках для производства деталей, где операции нарезания резьбы или нарезания резьбы холодной штамповкой имеют решающее значение.
CarTech 305 из нержавеющей стали использовался для деталей и крепежных деталей сложной формы, изготовленных на нескольких этапах изготовления. Помимо хорошей формуемости, этот сплав также подходит для деталей, которые должны оставаться немагнитными после холодной обработки. CarTech 305 из нержавеющей стали устойчив к коррозии в тяжелых атмосферных условиях, азотной кислоте и пищевых продуктах.
CarTech 316 нержавеющая сталь, легко формируемый сплав, обладает превосходной коррозионной стойкостью и, в частности, стойкостью к точечной коррозии.Он использовался для изготовления крепежных изделий в химической обрабатывающей промышленности.
CarTech 304 нержавеющая сталь, которая часто используется для крепежных деталей с простой конструкцией головок, устойчива к сильной коррозии и коррозионным веществам, таким как азотная кислота. Модифицированный CarTech 304 широко используется для крепежа строительного типа. Состав можно регулировать также для снижения скорости деформационного упрочнения крепежных изделий, требующих более жесткой штамповки.
При термообработке нержавеющая сталь CarTech 431 может быть прочнее, чем CarTech 304.Хотя CarTech 431 имеет меньшую коррозионную стойкость, чем CarTech 304, он имеет лучшую коррозионную стойкость из всех закаливаемых марок. Марка CarTech 431 используется для морских и авиационных креплений, требующих коррозионной стойкости и прочности.
CarTech 303Se нержавеющая – это хромоникелевая сталь 18-8 без механической обработки, которую можно отнести к менее жестким крепежным изделиям. CarTech 321 и CarTech 347 также являются аустенитными нержавеющими сталями, которые можно подвергать холодной деформации. Они устойчивы к коррозии и нагреванию и использовались для крепежа самолетов при температуре от 800 ° до 1500 ° F (от 427 ° до 816 ° C).
Рассмотрите возможность использования нержавеющей стали CarTech 20Cb-3® для крепежных деталей или деталей, которым необходима устойчивость к коррозионному растрескиванию под действием хлоридов, горячей серной кислоте и / или во многих агрессивных средах, которые легко повреждают нержавеющую сталь марки 316. Этот сплав легко образуется и разрушается.
Если требуется большая прочность, чем та, которую можно получить у сплава, такого как нержавеющая сталь CarTech 431, можно рассмотреть одну из трех мартенситных нержавеющих сталей с высоким пределом прочности. Компромисс со всеми тремя – меньшая формуемость и доступность.
CarTech Custom 450 нержавеющая сталь – это упрочняемая сталь, которую можно использовать в отожженном состоянии. Он обладает очень хорошими характеристиками коррозионной стойкости нержавеющей стали CarTech 304 и хорошими прочностными характеристиками.
Нержавеющая сталь CarTech Custom 455 аналогична нержавеющей стали CarTech Custom 450, но имеет несколько более высокие уровни прочности. Она имеет уровень твердости приблизительно RC 50.
CarTech Custom 630 (17Cr-4Ni) нержавеющая сталь – это дисперсионно-твердеющая сталь, обладающая высокой прочностью и твердостью с отличной коррозионной стойкостью.Уровень прочности аналогичен нержавеющей стали CarTech Custom 455.
CarTech 440-C нержавеющая сталь, самый сложный из всех нержавеющих сплавов для обработки, приобретает закаливаемость и высокую прочность на разрыв за счет термообработки. Он использовался в основном в приложениях, где шарики предназначались для подшипников из нержавеющей стали.
Для работы при высоких температурах
Крупные производители самолетов и их главные подрядчики обычно склонны указывать сплавы, которые им нужны.Однако, если сплав не указан, заголовок может участвовать в процессе выбора.
Из всех материалов для работы при высоких температурах, которые обычно являются холодноголовыми, сплав CarTech Ni-Cu 400 является самым легким в формовании. Его товарность по сравнению с другими нержавеющими и жаропрочными сплавами можно увидеть на диаграмме на рис. Его расчетные и прочностные характеристики показаны на диаграмме рис.
Сплав CarTech Ni-Cu 400, используемый при температурах до 8001F (427 ° C), обладает превосходной коррозионной стойкостью к морской воде и практически невосприимчив к коррозионному растрескиванию под действием хлоридов.Его очень низкая скорость деформационного упрочнения облегчает формование. Материал широко используется для заклепок.
CarTech A-286, который использовался во множестве аэрокосмических и автомобильных приложений, имеет прочность на разрыв надрезом, превосходящую любой другой сплав с сопоставимыми высокотемпературными свойствами. Он пригоден для эксплуатации при температурах до 13001F (704 ° C).
Этот популярный сплав доступен в нескольких различных условиях холодной вытяжки для удовлетворения заданных требований к свойствам после термообработки.Он часто поставляется в обработанном растворе и слегка вытянутом состоянии, достигая минимальной прочности на разрыв 130 тыс. Фунтов на квадратный дюйм после термообработки в соответствии с AMS 5731.
Сплав A-286 также может подвергаться холодной обработке с помощью обжатия от 15 до 17%, затем прямое старение для получения прочности на разрыв минимум 160 тысяч фунтов на квадратный дюйм. Еще более высокая холодная обработка приведет к растяжению минимум до 200 тысяч фунтов на квадратный дюйм после прямого старения. Во всех случаях температура старения будет зависеть от степени холодной обработки для максимальной реакции на старение и прочности на разрыв.
CarTech 718 обладает исключительно высокими характеристиками текучести, растяжения и ползучести при температурах до 1300 ° F (704 ° C). Он обычно используется для высокотемпературных болтов и креплений в реактивных самолетах. Коррозионная стойкость этого сплава сопоставима с коррозионной стойкостью нержавеющей стали 20Cb-3.
CarTech Waspaloy может использоваться для крепежа и деталей газотурбинных двигателей, требующих хорошей прочности и коррозионной стойкости при температурах до 1600 ° F (870 ° C). Этот сорт обеспечивает самый высокий предел ползучести, стабильность и коррозионную стойкость из всех жаропрочных сплавов, обычно подвергаемых холодной деформации.
Системы классификации
Заголовки иногда могут быть введены в заблуждение такими терминами, как «нержавеющая застежка» или «высокопрочная застежка». Заказы, в которых указываются эти общие термины, имеют тенденцию быть неоднозначными, поскольку существует множество сплавов на выбор. Каждый из них предлагает определенный набор свойств в готовом продукте.
Разочарование, скорее всего, ожидает сборщика, который пытается заменить один нержавеющий или жаропрочный сплав на другой в попытке снизить затраты на сырье, ускорить производство или получить другие преимущества.Если крепежные детали должны быть немагнитными, например, нельзя использовать нержавеющую сталь CarTech 430 или CarTech 410, несмотря на их превосходную формуемость.
Много усилий было направлено на то, чтобы облегчить выбор сплава за счет повышения стандартов технических характеристик. В широком смысле Единая система нумерации (UNS) представляет собой попытку установить универсальный метод классификации сплавов.
Такая система необходима, например, если вы изучите рис. 5 и увидите, сколько спецификаций относится к одному сплаву.В этой таблице перечислены основные товарные позиции нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов, а также показано, как каждый сорт определяется в соответствии с несколькими системами классификации.
В рамках дальнейшей попытки стандартизации Американское общество испытаний и материалов (ASTM) разработало спецификации для деталей из нержавеющей стали. F593 предназначен для болтов, винтов с шестигранной головкой и шпилек; F594 – для гаек; и F738 для метрических болтов, винтов и шпилек.
Семнадцать марок нержавеющей стали включены в спецификации ASTM.Хотя эти стандарты на крепежные изделия ASTM не включают все нержавеющие сплавы, пригодные для использования в головке, они обеспечивают широкий охват и включают марки нержавеющей стали, используемые для производства механически обработанных крепежных изделий.
Такие спецификации, как F593, F594 и F738, предназначены для установления общих ограничений на нержавеющие сплавы, классифицируя их по процентному содержанию и типам элементов, входящих в состав каждого сплава. Однако спецификации по своей природе не всегда являются последним словом.
Например, семь товарных марок нержавеющей стали – 430, 410, No.10, 305, 316, 304 и 440-C – соответствуют спецификациям Общества автомобильных инженеров (SAE) для проволоки, подвергнутой холодному отжигу. Этих характеристик недостаточно для выбора, учитывая очевидный большой разрыв между коррозионной стойкостью типа 410 и нержавеющей стали типа 316. Выбор подходящего сплава должен зависеть от коррозионной стойкости и уровня прочности, требуемых для конкретного применения.
Выбирая нержавеющую сталь для формования, пользователь всегда должен обращаться к спецификации ASTM A493 для подачи проволоки.Для заголовка это наиболее полезное руководство по выбору проволоки, поскольку оно дает сведения о химическом составе и механических свойствах каждого сплава. Поставщик проволоки несет естественную ответственность за обеспечение определенного состава и свойств.
Сводка
Если спецификации материалов не предоставлены, головной цех или отдел может выбрать подходящую нержавеющую сталь или жаропрочный сплав для работы, учитывая следующие факторы в представленном порядке:
- Определите необходимую коррозионную стойкость.
- Определите требуемую прочность с учетом эффектов холодной обработки и термообработки.
- После сужения выбора с помощью предыдущих критериев определите, какой сплав имеет лучшую напорность.
- Убедитесь, что нужный сплав легко доступен.
- Не упускайте из виду сложность детали или крепежа или важность покрытия проволоки.
Используйте диаграмму на рис. 4 для определения относительной коррозионной стойкости и годности сплавов-кандидатов.См. Также диаграмму на рис. 1, чтобы оценить сплавы, от которых легче всего к головке, и оценить их относительную прочность. Не стесняйтесь обращаться к поставщику материалов за помощью в выборе правильного сплава или изменении сплава для достижения оптимальных рабочих характеристик.
Наконец, проверьте применимые отраслевые спецификации и обязательно ознакомьтесь с важными спецификациями ASTM A493 для подачи проволоки.
***
Дуглас Г. Фрик
Старший металлург – рулонная продукция
Carpenter Technology Corporation
Reading, PA
USA
Руководство по выбору материалов – нержавеющая сталь
Это легированные стали, содержащие не менее 10% хрома, которые обладают значительно улучшенной коррозионной стойкостью по сравнению с обычными или легированными сталями.Нержавеющая сталь будет окрашиваться и подвергаться коррозии (медленно) в суровых условиях, например в морской воде. Некоторые сплавы нержавеющей стали обладают повышенной устойчивостью к высоким температурам. Существует четыре типа нержавеющей стали: мартенситная, ферритная, аустенитная и дисперсионная. Последние два типа обычно используются в пружинах.
НЕРЖАВЕЮЩАЯ | ФОРМА | ПРОЧНОСТЬ | СТОИМОСТЬ | ТЕПЛО | КОРРОЗИЯ | ДРУГОЕ |
ТИП 302 | ПРОВОД | СРЕДНИЙ | СРЕДНИЙ | НЕТ * | СРЕДНЯЯ | НАИЛУЧШЕЕ ЗНАЧЕНИЕ |
ТИП 17-7 | ОБА | ВЫСОКАЯ | ВЫСОКАЯ | ДА | СРЕДНЯЯ | ВЫСОКАЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ |
ТИП 316 | ОБА | НИЗКИЙ | ВЫСОКАЯ | НЕТ * | ВЫСОКАЯ | CRES |
ТИП 304 | ОБА | РАЗЛИЧНЫЕ | СРЕДНЯЯ | НЕТ * | СРЕДНЯЯ | ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ |
ТИП 301 | ПОЛОСА | СРЕДНИЙ | СРЕДНЯЯ | НЕТ * | СРЕДНИЙ | НАИЛУЧШЕЕ ЗНАЧЕНИЕ |
ТИП 430,440 | ОБА | НИЗКИЙ | НИЗКИЙ | ДА | НИЗКИЙ | ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ |
- 300 Серия Нержавеющая сталь Аустенитная нержавеющая сталь легирована 17-25% хрома и 10-20% никелем.Он имеет лучшую коррозионную стойкость за счет никеля, немагнитен, обладает отличной пластичностью и вязкостью. Его нельзя затвердеть, кроме как холодной обработкой. Классифицируется как нержавеющая сталь 300 серии .
- Нержавеющая сталь Тип 301 Нержавеющая сталь 301 может достигать высоких пределов прочности и пластичности при холодной обработке. Не затвердевает при термической обработке. Тип 301 практически немагнитен в отожженном состоянии и становится магнитным при холодной деформации.
- Нержавеющая сталь Тип 302 Нержавеющая сталь 302 широко используется из-за ее коррозионной стойкости и физических свойств.
SS 302 приобретает состояние пружины за счет холодной обработки. Хотя SS 302 классифицируется как немагнитная нержавеющая сталь, он становится слегка магнитным в результате холодной обработки. Не затвердевает при термической обработке. SS 302 имеет серебристо-серый цвет.
- Нержавеющая сталь Тип 316 Нержавеющая сталь 316 по физическим свойствам и термостойкости почти идентична SS 302.
SS 316 обеспечивает дополнительную коррозионную стойкость, особенно против точечной коррозии, благодаря химическому содержанию молибдена. SS 316 обычно используется в пищевой, химической и морской воде. SS 316 имеет более низкий магнетизм, чем тип 302. Этот сорт нержавеющей стали также не закаливается при термообработке. Нержавеющая сталь марки 316 имеет серебристо-серый цвет.
Лучшие 5 нержавеющих сталей для обработки с ЧПУ | Ресурсы
Нержавеющая сталь является одним из самых популярных материалов для производства металлов и используется в самых разных областях, от кухонной посуды до автомобильных компонентов и оборудования для химической обработки.Многие изделия из нержавеющей стали производятся с помощью обработки с ЧПУ, универсального метода производства, который использует точность фрезерных, сверлильных, токарных и других режущих инструментов с компьютерным управлением для эффективного и экономичного создания точных, воспроизводимых деталей.
Однако термин «нержавеющая сталь» на самом деле относится не только к одному материалу. Нержавеющая сталь – это категория металлов, каждый из которых обладает разными характеристиками. Выбор правильной нержавеющей стали для конкретного применения может значительно улучшить или снизить производительность детали.Вот что нужно знать продуктовым командам.
Что такое нержавеющая сталь?
Нержавеющая сталь – это сплав, состоящий в основном из железа, углерода и хрома, хотя многие марки включают немного более высокий процент углерода для большей прочности и твердости. Включение других металлов, таких как никель для стабилизации кристаллической микроструктуры железа или молибдена или титана для повышения термостойкости и коррозионной стойкости сплава, также является обычной практикой.Нержавеющие стали могут быть относительно ковкими и пластичными, в зависимости от термической обработки.
Коррозия и коррозионная стойкость нержавеющих сталей обусловлены поведением сплавов при воздействии кислорода. Как только металл подвергается воздействию открытого воздуха, хром в сплаве образует тонкий оксидный слой. Этот оксидный слой препятствует дальнейшему окислению металла, предотвращая коррозию и ржавчину, вызванную влагой и кислородом. Эта устойчивость к коррозии и ржавчине делает многие нержавеющие стали подходящими для деталей, которые будут подвергаться воздействию элементов в течение длительного времени.
Существует пять основных категорий нержавеющих сталей:
- аустенитный
- Ферритный
- Мартенситный
- Дуплекс
- Закаленные от осадков
Хотя нержавеющие стали, как правило, трудно обрабатывать, обрабатываемость всех этих категорий можно улучшить, следуя ряду передовых методов, в том числе: Использование острого инструмента с правильной геометрией резания и выбор подходящей скорости подачи и глубины резания. вырезать под каждый конкретный сплав.
Кроме того, включение таких элементов, как сера, медь, свинец и другие сплавы, может изменить обрабатываемость материала. Сера, в частности, снижает пластичность стружки, что позволяет ей с большей легкостью отламываться.
1. Аустенитные нержавеющие стали
Аустенитная нержавеющая сталь, названная так в честь аустенитной кристаллической микроструктуры железа, является наиболее распространенной формой нержавеющей стали.Эти марки стали обеспечивают высокую коррозионную стойкость и прочность, впечатляющую формуемость после механической обработки, хорошую свариваемость и, как правило, имеют гораздо более высокое содержание никеля по сравнению с другими типами сплавов. Аустенитные стали обозначаются числами в диапазоне 300.
Chicago’s Bean – один из самых ярких примеров производства нержавеющей стали.Сталь марки 304, широко известная как стандартная нержавеющая сталь 18/8, содержит минимум 18% хрома и 8% никеля, а максимум 0.07% углерода. Они используются для создания широкого спектра бытовых и промышленных компонентов, в том числе кухонной посуды, шурупов и оборудования.
СталиGrade 316 довольно похожи, но содержат более высокие уровни никеля и молибдена, которые обладают большей стойкостью к кислотам и хлоридам. Таким образом, сплав 316 хорошо подходит для деталей, используемых в морской и химической промышленности. Однако дополнительные металлы увеличивают стоимость материала.
Стали 304 и 316 доступны в низкоуглеродистых сортах (304L и 316L), которые снижают риск выделения карбида хрома (явление, которое резко снижает коррозионную стойкость вдоль сварных швов).Они предпочтительны для высококоррозионных сред.
Аустенитные нержавеющие стали могут быть наиболее трудными для обработки, в основном потому, что они обладают липкостью и быстро затвердевают. Охлаждающие и смазочные материалы особенно важны во время обработки, чтобы предотвратить концентрацию тепла.
2. Ферритные нержавеющие стали
Ферритные нержавеющие стали – это магнитные, высокохромистые, низкоуглеродистые сплавы с высокой стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением (распространенный тип деградации стали) и окислению при высоких температурах.
Эти марки часто используются для автомобильных компонентов, кухонной посуды, нефтехимического оборудования и других приложений, которые должны взаимодействовать с потенциально коррозионными материалами. Ферритные нержавеющие стали также демонстрируют отличные свойства теплопроводности, что делает их идеальными для таких применений, как теплообменники котлов и печи.
Хотя ферритные стали не обладают такой же прочностью и коррозионной стойкостью, как аустенитные нержавеющие стали, их низкое содержание углерода обеспечивает превосходную пластичность, позволяя этим сортам подвергаться обширному формованию без ослабления материала.Они также не затвердевают при термообработке. Из-за отсутствия никеля ферритные нержавеющие стали часто дешевле аустенитных марок. Эти сорта обозначены цифрами в диапазоне 400.
Ферритная нержавеющая сталь обычно используется в кухонной технике.Марка 434 – одна из наиболее часто используемых ферритных нержавеющих сталей. Молибден повышает коррозионную стойкость сплава, в результате чего получается материал, который обеспечивает хорошие механические свойства, а также высокую стойкость к воздействию окружающей среды и окислению.
С другой стороны, маркаGrade 444 содержит низкие уровни углерода и азота, обеспечивая превосходную стойкость к точечной коррозии, щелевой коррозии и коррозионному растрескиванию под действием хлоридов, что делает его идеальным для таких применений, как резервуары с горячей водой и оборудование для пивоваренных заводов или виноградников.
Ферритные сталиотносятся к числу самых простых в обработке нержавеющих сталей, хотя сплавы с более высоким содержанием хрома, такие как сорт 446, часто представляют трудности при обработке.
3.Мартенситные нержавеющие стали
Мартенситные нержавеющие стали структурно аналогичны ферритным сталям, но содержат более высокий процент углерода (содержание углерода в ферритных сталях обычно ниже 0,10%, в то время как мартенситные стали могут содержать до 1% и более). Это создает мартенситные микроструктуры внутри материала, которые придают этим сплавам превосходную прочность и износостойкость после механической обработки по сравнению с другими нержавеющими сталями, но также могут увеличивать хрупкость материала.
Кроме того, повышенное содержание углерода в них позволяет подвергать мартенситные стали термообработке и старению для дальнейшего упрочнения и упрочнения металла. Однако это также увеличивает восприимчивость материалов к ржавчине и коррозии. Таким образом, это семейство идеально подходит для применений, требующих высокой прочности и долговечности, но со средней устойчивостью к коррозии, таких как компоненты турбин, высококачественные столовые приборы, механические клапаны и насосы.
Мартенситные нержавеющие стали также обозначаются числом 400 и, как и ферритные, относительно легко обрабатываются, хотя повышенное содержание углерода снижает обрабатываемость.Марка 440C отличается максимальной прочностью, твердостью и износостойкостью, возможной для сплавов нержавеющей стали, но требует сначала термической обработки, чтобы полностью реализовать эти характеристики. В отожженном состоянии стали 440C находятся в состоянии, наиболее легко поддающемся механической обработке, хотя рекомендуется использовать надежные инструменты.
4. Дуплексные нержавеющие стали
Дуплексные нержавеющие стали – это чрезвычайно устойчивые к коррозии сплавы, содержащие как аустенитные, так и ферритные микроструктуры.В результате получается довольно ковкий и свариваемый набор сталей с сочетанием характеристик обеих категорий.
Дуплексные сплавымогут обеспечивать вдвое большую прочность, чем аустенитные или ферритные нержавеющие стали, и демонстрировать сопротивление коррозионному растрескиванию под напряжением, намного большее, чем обычные аустенитные сплавы, такие как марки 304 и 316, если меньше, чем у стандартных ферритных сталей. Однако такое сочетание высокой прочности и коррозионной стойкости делает дуплексные сплавы идеальными для подводных применений, где детали должны выдерживать коррозию в соленой воде в течение продолжительных периодов времени.
Дуплексная нержавеющая сталь – идеальный выбор для крупномасштабного производства грузовых танков и другого промышленного оборудования.Стойкость к точечной коррозии и щелевой коррозии определяется содержанием хрома, молибдена и азота в конкретном сплаве, но дуплексные стали содержат меньше никеля и молибдена, чем аустенитные сплавы, и поэтому обычно менее дороги. Кроме того, их высокая прочность также позволяет конструкторам уменьшить толщину сечения некоторых компонентов, что еще больше способствует снижению стоимости и общего веса детали.
Возможно, наиболее распространенной формой дуплексной нержавеющей стали является 2205 (названная из-за ее 22% хрома и 5% никеля), которая обычно используется в оборудовании для химической обработки и хранения, а также в грузовых танках. Дуплексные стали, как правило, сложнее обрабатывать из-за их высокой прочности при отжиге.
5. Осадочно-упрочненные нержавеющие стали
Нержавеющая сталь с дисперсионным упрочнением сочетает в себе преимущества как аустенитных, так и мартенситных сплавов, что позволяет им достигать высоких прочностных и механических свойств за счет термообработки, сохраняя при этом хорошую коррозионную стойкость.
Эти дисперсионно-упрочненные нержавеющие стали не только обеспечивают хорошее окисление, но и в большинстве условий имеют характеристики, сопоставимые с аустенитной маркой 304. Наиболее распространенной формой дисперсионно-упрочненной нержавеющей стали является сталь 17-4 PH или марка 630, получившая свое название от состава 17% хрома и 4% никеля.
В то время как обрабатываемость дисперсионно-упрочненной нержавеющей стали варьируется в зависимости от конкретного сплава, одним из значительных преимуществ этих металлов является то, что они могут легко обрабатываться, когда они находятся в состоянии обработки на твердый раствор, что может сопровождаться процессом старения для улучшения прочности. прочность стали.
Найдите идеальный сплав нержавеющей стали для каждого проекта
Нержавеющая сталь бывает разных форм. Если производственные группы стремятся к сверхпрочности и средней коррозионной стойкости, то мартенситные сплавы будут хорошим выбором. Точно так же бригады, которым требуется сталь с высокой прочностью, высокой питтинговой стойкостью и стойкостью к коррозии, могут найти идеальный дуплексный сплав.
Определение подходящего материала для конкретного компонента является важной частью процесса проектирования и производства продукта, и продуктовые группы должны тщательно проверять варианты материалов.Тем не менее, поиск подходящего материала, отвечающего уникальным требованиям проекта, можно упростить с помощью такого опытного партнера-производителя, как Fast Radius.
Fast Radius предоставляет эффективные производственные услуги по запросу. Работая бок о бок с клиентами на каждом этапе проектирования и производства, наша команда опытных инженеров, дизайнеров, консультантов и технологов гарантирует, что детали оптимизированы с точки зрения технологичности и что наиболее подходящий метод производства – или комбинация методов – является всегда занят.Fast Radius помогает командам любых форм и размеров создавать детали превосходного качества по конкурентоспособной цене и в короткие сроки. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше.
Посетите учебный центр Fast Radius, чтобы узнать больше о современных высокопрочных сталях, обработке с ЧПУ и нашем полном спектре услуг.
Нержавеющая сталь – полированные металлы
304
Этот аустенитный сплав содержит 18% хрома и 8% никеля.Это один из наиболее широко используемых сплавов, поскольку он обеспечивает хорошую коррозионную стойкость и отличные характеристики формования. 304L – это низкоуглеродистая версия этого сплава, обеспечивающая лучшую сварочную и коррозионную стойкость без необходимости отжига после сварки.
304 Нержавеющая сталь имеет множество общих применений, включая лифты, бытовую технику, скульптуры, производство листового металла, мебель, вывески, витрины, входы, интерьер, автомобильные, солнечные, холодильные шкафы, витрины, запчасти для грузовиков и аксессуары.
316
Этот аустенитный сплав содержит 16% хрома, 10% никеля и 2% молибдена. Комбинация более высокого содержания никеля и добавления молибдена делает его гораздо более устойчивым к коррозии, чем 304. Он обычно используется там, где будет встречаться контакт с морской водой или солевыми растворами. 316L – это низкоуглеродистая версия этого сплава, обеспечивающая лучшую сварочную и коррозионную стойкость без необходимости отжига после сварки.
Популярные области применения нержавеющей стали 316 включают те же, что и выше, и часто используются там, где требуется более высокая коррозионная стойкость, включая внешние поверхности (особенно в морской среде), морское оборудование и в фармацевтической промышленности.
430
Этот ферритный сплав содержит 16% хрома и не содержит никель. Он обладает сильным магнитным полем и обеспечивает лишь базовую коррозионную стойкость, далеко не такую хорошую, как сплавы серии 300. Он имеет ограниченные характеристики формования и сварки, и его нельзя упрочнить путем термической обработки.
Популярное применение нержавеющей стали 430 аналогично нержавеющей стали 304, но доступно по более низкой цене и обеспечивает меньшую коррозионную стойкость.
441
Этот ферритный сплав содержит 18% хрома и имеет коррозионную стойкость, аналогичную коррозионной стойкости нержавеющей стали 304.Он обладает хорошей свариваемостью благодаря стабилизации титана и ниобия и обладает исключительной устойчивостью к коррозионному растрескиванию под напряжением.
Популярными пользователями нержавеющей стали 441 являются бытовая техника, пищевое и кухонное оборудование, теплообменники и архитектурные проекты.
Duplex
Duplex Сплавы из нержавеющей стали имеют структуру, содержащую как феррит, так и аустенит. Дуплексные сплавы имеют более высокую прочность и лучшую стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением, чем большинство аустенитных сплавов, и более высокую вязкость, чем ферритные сплавы, особенно при низких температурах.Коррозионная стойкость дуплексных сплавов в первую очередь зависит от их состава, особенно от количества содержащихся в них хрома, молибдена и азота.