Что такое коррозионностойкая сталь
Elton-zoloto.ru

Драгоценные металлы

Что такое коррозионностойкая сталь

Нержавеющая сталь: состав, свойства, марки, маркировка

Высокая популярность такого материала, как нержавеющая сталь, объясняется ее уникальными характеристиками, которыми не обладают обычные углеродистые стальные сплавы. Благодаря большому разнообразию марок нержавеющих сталей, представленных на современном рынке, их можно подбирать для успешного решения технологических задач различного характера.

Внешний вид сооружений из нержавеющей стали не изменяется на протяжении всего срока эксплуатации

В чем состоит уникальность нержавеющих сталей

Нержавеющая сталь была запатентована в Англии в 1913 году. Автором данного изобретения, которое, без преувеличения, стало важнейшим этапом развития не только сталелитейной, но и других отраслей промышленности, является металлург Гарри Бреарли.

Наделить обычные стальные сплавы уникальными характеристиками и получить из них коррозионностойкие стали позволило добавление в их химический состав такого элемента, как хром.

Именно хром, которого в составе нержавеющих стальных сплавов должно быть не менее 10,5%, обеспечивает данным материалам такие характеристики, как:

  • исключительно высокая устойчивость к коррозии;
  • очень высокая прочность;
  • хорошая свариваемость;
  • простота обработки методами холодной деформации;
  • длительный эксплуатационный срок без потери первоначальных характеристик;
  • эстетически привлекательный внешний вид изделий, изготовленных из сплавов данной категории.

Влияние легирующих элементов на свойства сталей

Нержавеющие стали в обязательном порядке содержат в своем химическом составе хром и железо. Эти элементы дополняют друг друга, что и обеспечивает данным материалам такие уникальные характеристики. В частности, хром, соединяясь с кислородом, создает на поверхности нержавеющего сплава оксидную пленку, которая и становится надежным препятствием для коррозионных процессов.

Для того чтобы наделить нержавеющую сталь дополнительными характеристиками и значительно улучшить уже имеющиеся свойства, в ее химический состав вводят легирующие добавки – никель, титан, молибден, ниобий, кобальт и др. Такое легирование позволяет создавать различные виды стальных сплавов нержавеющей категории, отличающиеся друг от друга своими характеристиками и, соответственно, назначением.

Мы уже так привыкли к коррозиооностойкой стали, что даже не замечаем, насколько наша жизнь стала комфортнее из-за присутствия в ней нержавейки

Нержавеющая сталь содержит в своем химическом составе углерод, который придает ей высокую твердость и прочность. Следует отметить, что данный химический элемент является обязательным компонентом любого стального сплава и оказывает серьезное влияние на его свойства.

Уникальные характеристики, которыми отличается нержавеющая сталь, позволяют успешно использовать данный металл в самых различных сферах, связанных с эксплуатацией изделий и оборудования в условиях повышенной влажности и постоянного воздействия на них агрессивных сред. Активно используются нержавеющие стали для производства изделий как промышленного, так и бытового назначения. В частности, именно из этого металла чаще всего делают столовые приборы и ножи, изготавливают элементы коммуникаций и ограждающих конструкций, детали оборудования и др.

Методы классификации

Характеристики, которыми обладают нержавеющие стали, определяются как химическим составом сплавов, так особенностями их внутренней структуры. В зависимости от данных параметров все стали, относящиеся к категории нержавеющих, делятся на четыре группы.

В химическом составе сталей данной группы хром содержится в объеме 20% (поэтому их и называют хромистыми). Благодаря значительному содержанию хрома изделия из таких сталей способны успешно противостоять воздействию даже очень агрессивных сред. Стальные сплавы данной группы отличаются хорошими магнитными характеристиками.

Химический состав и механические свойства сталей ферритного класса

Крупными потребителями ферритных сталей являются предприятия тяжелой и химической промышленности, из нержавеющих сплавов этого вида производят элементы отопительного оборудования, а также многое другое. Сплавы ферритной группы занимают достаточно большую долю рынка нержавеющих сталей и по уровню своей востребованности лишь незначительно уступают материалам с аустенитной внутренней структурой, но стоят значительно дешевле последних.

Это нержавеющие стали, значительная доля химического состава которых (до 33%) приходится на хром и никель. Потребители отдают предпочтение этим сплавам из-за того, что такие материалы отличаются высокой прочностью и исключительной устойчивостью к коррозии.

Химический состав и сферы применения жаропрочных аустенитных нержавеющих сталей (нажмите для увеличения)

Благодаря особенностям внутренней структуры такие сплавы отличаются самой высокой прочностью среди сталей. Кроме того, они характеризуются хорошей износоустойчивостью и минимальным количеством вредных примесей в своем составе. Именно к этой категории относится жаропрочная коррозионностойкая сталь, способная не только успешно противостоять окислительным процессам, но и эксплуатироваться в условиях постоянного воздействия высоких температур, не утрачивая при этом своих первоначальных свойств.

Содержание химических элементов в мартенситных и ферритно-мартенситных сталях (нажмите для увеличения)

Сюда относятся стали с внутренней структурой комбинированного типа: аустенитно-ферритной и аустенитно-мартенситной. Такие инновационные материалы оптимально сочетают в себе лучшие свойства всех вышеперечисленных видов нержавеющих сталей.

Химические составы коррозионностойких сталей аустенитно-мартенситного класса

Владение информацией о том, к какой из групп относится та или иная марка нержавеющей стали, позволяет оптимально подбирать сплавы для решения определенных технологических задач.

Наиболее популярные марки и сферы их применения

Чтобы правильно подобрать нержавеющую сталь для изготовления продукции определенного назначения, можно воспользоваться специальными справочниками, в которых перечислены как все марки такого материала, так их основные характеристики. Между тем в каждой из таких групп есть наиболее популярные марки, которые чаще всего и выбирает потребитель. Перечислим их.

  • 10Х17Н13М2Т и 10Х17Н13М3Т – стали, которые отличаются хорошей свариваемостью и отличной устойчивостью к коррозии. Благодаря таким свойствам нержавеющие стальные сплавы данных марок успешно используют для производства изделий, которые в процессе своей эксплуатации постоянно подвергаются воздействию высокой температуры и агрессивных сред. Свойства сталей данных марок формируются за счет наличия в их химическом составе следующих элементов: хрома (16–18%), молибдена (2–3%), никеля (12–14%), углерода (0,1%), кремния (0,8%), меди (0,3%), серы (0,02%), фосфора (0,035%), марганца (2%), титана (0,7%). Если существует необходимость в выборе нержавеющих сталей данных марок, то следует иметь в виду, что на отечественном рынке можно приобрести и их зарубежные аналоги, а именно: SUS316Ti (Япония), 316Ti (США), OCr18Ni12Mo2Ti (Китай), Z6CNDN17-12 (Франция).
  • 08Х18Н9 и 08Х18Н10 – нержавеющие стальные сплавы, из которых делают трубы как круглого, так и любого другого сечения. Используют эти материалы для производства различных конструкций, эксплуатируемых в машиностроительной и химической промышленности, а также для производства элементов трубопроводов и печных устройств. В химическом составе сталей данных марок содержатся следующие элементы: хром (17–19%), углерод (0,8%), титан (0,5%), никель (8–10%).
  • 10Х23Н18 – сталь этой марки характеризуется высоким содержанием никеля (17–20%) и хрома (22–25%), а также марганца (2%) и кремния (1%) в своем составе. Такое сочетание элементов наделяет сплав требуемыми характеристиками и формирует повышенную склонность к отпускной хрупкости. Следует отметить, что сплав данной марки относится к нержавеющим сталям жаропрочной категории.
  • 08Х18Н10Т – нержавеющий сплав данной марки отличается высокой устойчивостью к процессам окисления, а также хорошей свариваемостью, причем для получения качественного соединения по данной технологии изделия можно не подвергать предварительному нагреву, а также не выполнять их термическую обработку после сварки. Чтобы улучшить прочностные характеристики изделий, изготовленных из такой стали, их необходимо подвергнуть закалке, что оговорено в соответствующем нормативном документе.
  • 06ХН28МДТ – сплав данной марки оптимально подходит для создания сварных конструкций, которые будут в дальнейшем эксплуатироваться в агрессивных средах. В химическом составе этой стали содержатся следующие элементы: хром (22–25%), никель (26–29%), медь (2,5–3,5%).
  • 12Х18Н10Т – изделия, изготовленные из стали данной марки, преимущественно используются для оснащения предприятий химической, целлюлозно-бумажной, строительной, пищевой и топливной отраслей. Этот металл отличается термической стойкостью, хорошей ударной вязкостью и практичностью использования.
  • 12Х13, 20Х13, 30Х13 и 40Х13 – нержавеющие стальные сплавы данных марок практически не поддаются свариванию, но есть у них и положительные свойства. Последние заключаются в том, что эти стали не имеют склонности к отпускной хрупкости, а их внутренняя структура не поражается дефектами, которые на профессиональном языке называются флокенами. Из нержавеющих сталей данных марок изготавливают режущий и измерительный инструмент, а также рессоры и пружины различного назначения.
  • 08Х13, 08Х17, 08Х18Т1 – это нержавеющие стальные сплавы ферритной группы, из которых производят изделия, не испытывающие в процессе своей эксплуатации ударные нагрузки, а также воздействие низких температур.

Виды поверхностей нержавеющей стали

Как расшифровать маркировку

Маркировка нержавеющих сталей, правила формирования которой оговариваются положениями нормативных документов, несет в себе следующую информацию:

  • число, стоящее на первом месте, указывает на количественное содержание в составе сплава такого химического элемента, как углерод (например, в стали марки 08Х17 углерод содержится в количестве 0,08%, а в 40Х13 – 0,4%);
  • после букв в маркировке, каждая из которых обозначает соответствующий химический элемент (Х – хром, Н – никель, М – марганец), проставляются цифры, указывающие на его содержание в целых процентах.

Пример расшифровки обозначения нержавеющей стали

В целом, если говорить о правилах маркировки стальных сплавов, относящихся к категории нержавеющих, они практически ничем не отличаются от тех, которые приняты для обозначения сталей любого другого типа.

Марки коррозионностойких сталей – Как улучшается прочность и свойства металла?

Коррозионностойкие стали – это металлические сплавы, которые обладают повышенной устойчивостью к коррозии в различных климатических и атмосферных условиях, а также в соленой и пресной воде, в некоторых газовых сферах, кислотах и щелочах. Далее подробно распишем свойства и характеристики основных марок антикоррозионной стали.

Читать еще:  Как очистить медную пластину

1 Как получают качественный нержавеющий металл?

В зависимости от типа, структуры, процентного соотношения углерода и различных легирующих элементов, нержавеющая или коррозионностойкая сталь условно делится на три группы: аустенитные сплавы, аустенитно-ферритные, аустенитно-мартенситные. Существуют и другие классы по структурным характеристикам, однако они относятся к другим типам сплавов. Кроме того, подобная классификация является условной и обозначает конечную структуру, которая была получена путем медленного охлаждения после нагрева металла до максимальных температур при производстве.

В зависимости от свойств, стальные сплавы также принято делить на три группы:

  • Коррозионностойкие или нержавеющие сплавы. Способны противостоять различным видам химической и электрохимической коррозии.
  • Жаропрочные стали. Обладают высокой жаропрочностью и способностью работать при повышенных температурах в течение длительного периода времени.
  • Жаростойкие стали. Способны выдерживать химическое воздействие в различных газообразных сферах при невысоких нагрузках.

Основным химическим элементом, который обеспечивает антикоррозийную устойчивость металла, является хром. Этот элемент сам по себе обладает высокими антикоррозийными показателями, при добавлении в сплав в определенных процентных соотношениях он образует что-то вроде защитной пленки на поверхности металла, которая и является основной антикоррозионной защитой. Таким образом, чем выше содержание хрома, тем лучше будет способность нержавеющей стали противостоять коррозии в различных средах.

Другим элементом, который обеспечивает антикоррозионные свойства, является никель. Как легирующий элемент, никель вводится в металлический сплав с определенным содержанием углерода и хрома и способствует образованию твердых, прочных связей, а также усилению защитных свойств.

Сплавы с высоким содержанием никеля особенно распространены в среде, где необходимо предотвратить появление межкристальной коррозии. Помимо хрома и никеля, повышению антикоррозионных свойств способствуют также такие элементы, как медь, молибден, марганец, алюминий, кремний. В качестве специальных стабилизирующих элементов в сплав часто вводятся титан и ниобий. Титан обеспечивает повышенную стойкость к коррозии межкристального типа, тогда как ниобий способствует улучшению свариваемости металла. Соотношение титана, ниобия, меди и других элементов-стабилизаторов должно быть в несколько раз выше, чем содержание углерода, иначе сплав теряет пластичность из-за повышенной загрязненности неметаллическими включениями.

2 Хромистые стали – защита от коррозии и экономичность

Хромистые стали принято считать одними из наиболее экономически выгодных в плане легирования и производства различных антикоррозионных материалов. Из них изготавливают различные изделия металлопроката – трубы, листы, арматуру, проволоку. В зависимости от состава и структуры, такие виды сплавов можно разделить на несколько классов:

  • теплоустойчивые хромистые стали мартенситного типа (содержание Cr не превышает 10 %);
  • нержавеющие хромистые (содержание Cr в пределах 10-17 %);
  • антикоррозионные и сложнолегированные виды хромистых сталей (содержание Cr –12-17 %);
  • хромо-азотистые и кислотоупорные различного ферритного типа (могут содержать от 16 до 33 % хрома);
  • жаростойкие с присадками различных химических элементов (алюминий, кремний, молибден).

Вне зависимости от класса хромистых сплавов, для улучшения взаимодействия с железом и повышения пластичности и однородности структуры необходимо низкое содержание углерода, что достигается путем введения в состав стабилизирующих элементов. Лучшие антикоррозионные свойства таких сплавов достигаются путем закалки, отпуска и последующей полировки поверхности при производстве.

Такой тип металла способен выдерживать воздействие высоких температур, пресной воды и химическое воздействие в некоторых средах. Хорошо поддаются свариванию и жаропрочные стали при температурах до 750 градусов. Наиболее широко в технике и производстве распространены марки хромистой стали – 0Х13, 2Х13, 4Х13, Х14, Х15, ДИ-1, ДИ-1, 1Х12Сю, 1Х13Н, и другие стали мартенситного и полумартенситного типа. Процентное содержание хрома в них обычно составляет от 10 до 17 %, при этом они содержат углерод в средних количествах и различные легирующие и стабилизирующие элементы.

3 Хромоникелевые сплавы – основа строительства и производства

Этот вид антикоррозионных сталей является самым распространенным в современной промышленности и производстве. На сегодняшний день известно более 50 марок хромоникелевых сплавов, из которых изготавливают горячекатаные трубы, сортовой и листовой металл, профили, арматура, уголки, швеллеры. Кроме того, такая сталь широко используется в химической, энергетической промышленности, авиа- и автомобилестроении. Марки хромоникелевых сталей можно разделить на несколько классов:

  • аустенитные с невысоким содержанием углерода и добавлением стабилизирующих элементов;
  • кислотостойкие с различными присадками;
  • жаропрочные с высоким содержанием никеля и хрома (более 20 %);
  • аустенитно-мартенситные и аустенитно-ферритные со средним содержанием никеля и хрома;

Основными сплавами этого типа являются марки ОХ18Н9, ОХ18Н10, 2Х1Н9, ОХ18Н11 и другие вида 18-8 (то есть 18 % Ni в составе сплава), стабилизированные титаном и другими легирующими элементами. Хромоникелевые стали аустенитного типа широко применяются для печей, тепловых турбин, выходных коллекторов. С ними можно работать в условиях высокой внешней агрессивности среды и подвергать их кратковременному нагреву до температуры 600-650 градусов без дополнительной термообработки поверхностей.

Хромоникелевые антикоррозионные и жаропрочные стали с добавлением кремния или бора (Ох23Н18, Х23Н18, Х25Н16) применяются для производства жаропрочных листов, лент, трубок, проволоки, которые используются для различной аппаратуры, работа которой происходит при температурах выше 850 градусов. В структуре хромоникелевых и никелевых сталей есть определенное количество феррита, который снижается с ростом содержания таких элементов, как марганец, кремний, молибден, и повышается при введении в состав азота, бора, меди или никеля в большом процентном соотношении. Все эти свойства отражают марки стали подобного типа и определяются по специальным таблицам содержания.

4 Магнитные свойства антикоррозионных сплавов – от чего они зависят?

Магнитные свойства нержавеющей стали характеризуются основной структурой, составом и характеристиками сплава. Как уже упоминалось выше, в составе всех промышленных типов есть ферриты, аустениты и мартенситы, а также различные комбинации этих составляющих. Таким образом, от количества и комбинации и будет зависеть, магнитная ли та или иная марки стали.

Антикоррозионные стали с сильной магнитной составляющей, то есть те марки, которые по умолчанию являются ферромагнетиками, имеют либо ферритную, либо мартенситную фазовую составляющую. Они магнитятся так же, как обычная углеродистая сталь. К ним относятся хромоникелевые и никелевые марки 20Х13, 30Х12 и более мягкие стали ферритного типа с меньшим содержанием углерода. Такая магнитная сталь хорошо поддается штамповке, различным видам сварки, из нее чаще всего изготавливают режущие инструменты, столовые приборы, детали для машиностроения.

Немагнитные стали – это хромистые и марганцевые марки аустенитного и аустенитно-ферритного типа, которые используются в различных отраслях производства и строительства. Наиболее распространены марки О8Х18Н10, О8Н18Н10Т. Они характеризуются высокой прочностью и стойкостью к коррозионным воздействиям различного характера. Хромистые марки стали аустенитно-ферритного типа не магнитят из-за высокого содержания хрома и дополнительных легирующих элементов в виде молибдена, меди, алюминия.

Нержавеющие стали

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.

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.

Читать еще:  Что такое инструментальная сталь

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 коррозионностойкая сталь и в чем преимущества таких стальных листов

Admin1 08.02.2018 Строительство Комментарии к записи Что такое коррозионностойкая сталь и в чем преимущества таких стальных листов отключены 1,622 Views

Коррозионностойкая сталь – это разновидность сплава, который способен противостоять всевозможной степени электрохимического варианта коррозийного процесса. Она может сопротивляться такой разновидности коррозии в связи с тем, что здесь имеется довольно плотная и весьма прочнейшая защитная пленка. Она препятствует возникновению непосредственного взаимодействия материала с самой агрессивной средой.

Коррозионностойкая сталь: что это такое?

Коррозионностойкие стали и сплавы – это специальный материал, обладающий защитной пленкой. Этого удается достичь за счет присутствия в них определенного вида веществ. Они увеличивают электрохимический потенциал. В современное время все разновидности такой стали можно разделить на отдельные группы, куда первоначально стоит отнести:

  • Хромоникелевые варианты.
  • Хромистую сталь.

Последний вариант представляется под видом сплава, где содержится до 27 процентов хрома. В ситуации, когда там имеется только 13 процентов этого элемента, тогда процентное содержание самого углевода может находиться в пределах 0,08-0,4%. Структура и основные характеристики сплава напрямую зависят именно от процентного содержания данных элементов. С учетом структуры отличаются и наиболее разнообразные классы. Нержавеющие листы со слишком низким показателем содержания углевода характеризуются присутствием следующих особенностей:

  1. Отличные показатели пластичности.
  2. Прекрасный уровень свариваемости.
  3. Возможность легкой обработки давлением.

Под видом термической обработки сплава может выступать и такая процедура, как закалка в масле. В любой ситуации такой материал великолепно подходит для изготовления деталей, часто подвергающихся всевозможному варианту ударных нагрузок, а также воздействию со стороны слабоагрессивной среды. Изделия, производящиеся из малоуглеродистых металлов, способны в течение длительного периода времени функционировать даже при температурном режиме, находящем в районе 450 градусов. К примеру, сюда стоит отнести такие виды продукции, как турбины и лопатки. А при температуре до 550 градусов изделие будет работать в течение короткого периода времени.

Среднеуглеродистая сталь характеризуется присутствием следующих неоспоримых характеристик:

  • Отличные показатели твердости.
  • Высочайший уровень прочности.

Термическая обработка подобной разновидности материала основывается на осуществлении такой процедуры, как закалка в масле. Она производится при температуре до 1050 градусов и применяется для производства пружин, хирургического инструмента, а также карбюраторных игл.

Высокохромистая разновидность стали характеризуется наличием высочайшего уровня устойчивости к коррозии, если брать в сравнении с вариантом, где содержится всего 13 процентов хрома. Такая разновидность марки не подвергается термической обработке и чаще всего применяется под видом окалиностойкого варианта — подробнее узнать точные характеристики и выбрать подходящие листы стальные https://sortmet.ru/katalog/listovoj-prokat/ .

Дополнительно в зависимости от собственной структуры нержавейку можно разделить и на следующие виды: аустенитно-мартенситные, аустенитные, а также аустенитно-ферритные.При этом сама структура в данной ситуации напрямую зависит от такого показателя, как содержание там хрома, никеля и остальных элементов. Состав, где присутствует до 10 процентов никеля, а содержание хрома находится на уровне 18 процентов, характеризуется присутствием следующих особенностей:

  • Высочайший уровень пластичности.
  • Устойчивость к коррозии даже в кислой среде.
  • Отличные показатели технологических характеристик.

Что еще необходимо знать о коррозионностойкой стали?

Сталь этого вида представляется в качестве металлического сплава, обладающего увеличенными показателями устойчивости к возникновению коррозии в разнообразных атмосферных, а также климатических условиях. Сюда стоит отнести не только щелочи и кислоты, но и пресную, а также соленую воду.

Существуют различные классы такой стали, при разделении которых учитываются структурные характеристики. Дополнительно детальную классификацию подобного рода принято считать конечной и условной структурой. Она получается за счет медленного охлаждения в результате сильнейшего нагрева металла. Вся процедура выполняется в пределах производственной площади.

Читать еще:  Как убрать ржавчину с хромированных поверхностей

Главным химическим элементом в данной ситуации выступает именно хром. Благодаря ему и достигается отличный уровень антикоррозийной устойчивости. Элемент этого вида сам обладает высочайшими показателями такой характеристики. За счет него возможно образование специальной защитной пленки. Она формируется непосредственно на самой поверхности материала, и считается главным вариантом обеспечения защиты. Другими словами, чем больше в сплаве окажется такого элемента, как хром, тем более высоким уровнем противодействия коррозии будет обладать само изделие. Кстати, этого можно достичь вне зависимости от разновидности имеющейся среды.

Таким образом, отвечая на вопрос, что такое коррозионностойкая сталь, первоначально необходимо отметить, что она обладает прекрасными показателями противостояния к возникновению коррозии, даже при присутствии слишком агрессивных условий.

Коррозионностойкая сталь. Марки стали: ГОСТ. Нержавеющая сталь – цена

Ежегодно из-за коррозии пропадает очень много металла. Однако ещё больший ущерб наносит выход из строя металлических изделий в результате коррозионного воздействия. Затраты, необходимые для замены деталей либо текущего ремонта приборов, автомобилей, морских и речных судов, аппаратуры, применяемой в химическом производстве, во много раз превышают стоимость материала, пошедшего на их изготовление.

Значительными бывают и потери косвенные. К таковым можно отнести, например, утечку газа или нефти из поврежденных коррозией трубопроводов, порчу продуктов питания, разрушение строительных конструкций и многое другое. Поэтому борьба с коррозией металла имеет первостепенное значение.

Почему происходит разрушение металлических материалов?

Прежде чем перейти к вопросу о том, что такое коррозионностойкая сталь, давайте разберемся с понятием коррозии и сутью данного процесса.

В переводе с латинского corroder – разъедание. Медленное самопроизвольное разрушение металлов и сплавов на их основе, происходящее под химическим воздействием окружающей среды, именуется коррозией. Причиной такого разрушения является химическое взаимодействие (окислительно-восстановительные реакции) металлических материалов с газообразной либо жидкой средой, в которой они находятся.

Что такое коррозионностойкие стали и сплавы?

Изделия из нержавеющей и жаропрочной стали либо их сплавов предназначены для работы в агрессивных средах при высоких или обычных температурах. Поэтому основное требование, предъявляемое к материалам этой группы – жаростойкость (сопротивление воздействию газовой среды либо пара высоких температур) или коррозионная стойкость (наличие способности эффективно противостоять воздействию агрессивных факторов при обычной температуре).

Коррозионная стойкость свойственна металлическим изделиям, на поверхности которых в агрессивной среде образуется прочная пассивирующая пленка, препятствующая проникновению в более глубокие слои металла и взаимодействию с ними агрессивного вещества.

Иными словами, коррозионностойкая сталь – это сталь, обладающая стойкостью к воздействию межкристаллитной, химической, электрохимической и иной коррозии.

Химический состав

Свойства металла определяются его химическим составом. При содержании хрома 12-13 % сталь становится нержавеющей, то есть устойчивой в атмосфере и химических средах. Увеличение содержания хрома до 28-30 % делает её устойчивой в агрессивных средах.

В число других элементов, применяемых для легирования, входят марганец, алюминий, титан, никель. Наиболее широкое применение получили сплавы, в составе которых среднее содержание никеля составляет 10 %, хрома – 18 %, углерода – от 0,08 или 0,12 %, титана – 1 % (12Х18Н10Т – сталь коррозионностойкая, ГОСТ 5632).

Классификация по типу микроструктуры: аустенитный класс нержавеющей стали

Сопротивляемость этого класса коррозионному воздействию увеличивается за счет элементов легирования никеля (от 5 до 15 %) и хрома (от 15 до 20 %). Аустенитные сплавы нечувствительны к межкристаллитной коррозии при условии, что содержание в них углерода будет меньшим, чем предел его растворимости в аустените (0,02-0,03 % и менее). Немагнитны, хорошо подвергаются сварке, холодной и горячей деформации. Обладают отличной технологичностью. Это лучшая сталь для изготовления элементов крепежа, сварных конструкций и применения в различных отраслях промышленности.

Мартенситный класс

Нержавеющие стали, входящие в мартенситный класс, могут быть магнитными и имеют более высокие – в сравнении с аустенитными – показатели максимальной твердости. Упрочнение достигается путем закалки и отпуска. Хорошо подходят для производства изделий, предназначенных для использования в средах средней и слабой интенсивности (например, ряда изделий пищевой промышленности или производства лезвий для бритвенных приборов).

Ферритный класс

При высокой коррозионной стойкости свойства этих марок сходны с низкоуглеродистой сталью. Среднее содержание хрома составляет 11-17 %. Используются в производстве бытовой техники, элементов архитектурного декора интерьера, кухонной утвари.

Аустенитно-ферритный класс

Коррозионностойкие нержавеющие стали данного класса отличаются сниженным содержанием никеля и высоким показателем содержания хрома (от 21 до 28 %). В качестве дополнительных легирующих элементов выступают ниобий, титан, медь. После проведения термической обработки соотношение феррита и аустенита – примерно один к одному.

По прочности аустенитно-ферритные стали превышают аустенитные в два раза. При этом они пластичны, хорошо противостоят ударным нагрузкам, имеют низкий уровень коррозионного растрескивания и высокую устойчивость к межкристаллитной коррозии. Рекомендованы для использования в строительстве, обрабатывающей промышленности, для изготовления изделий, которые будут контактировать с морской водой.

Аустенитно-мартенситный класс

Содержание хрома от 12 до 18 %, никеля – от 3,7 до 7,5 %. Дополнительные элементы – хром и алюминий. Упрочняются путем закалки (t > 975 °С) и последующего отпуска (t = 450-500 °С). Аустенитно-мартенситные нержавеющие стали хорошо свариваются и имеют высокие механические свойства.

Нержавеющая сталь: цена (факторы, влияющие на формирование)

В состав устойчивых к коррозии металлов входят дорогостоящие легирующие элементы, такие как хром, никель, титан, молибден. Их стоимость является определяющей при ценообразовании. Поскольку другие марки (углеродистые, конструкционные, шарикоподшипниковые, инструментальные и т. д.) содержат перечисленные элементы в гораздо меньших количествах, то в сравнении с ними стоимость коррозионностойких сталей всегда более высокая. Однако цена может меняться в зависимости от конъюнктуры рынка и затрат, требуемых на производство нержавейки.

Механические свойства

Марки коррозионностойких сталей должны иметь механические свойства, отвечающие требованиям установленных стандартов на изготовление. К ним относятся:

  • максимальная твердость по шкале Бринеля (HB);
  • относительное удлинение (%);
  • предел текучести (H/мм 2 );
  • сопротивление на разрыв (H/мм 2 ).

После производства каждая партия (плавка) товарной продукции проверяется на соответствие механических свойств и микроструктуры марки стали ГОСТу. Результаты лабораторного исследования образцов указываются в сертификате на изготовление.

Система обозначений марок стали

В различных странах мира выпускается обширный сортамент сплавов и сталей. При этом пока не существует единой международной системы их маркировки.

В Соединенных Штатах Америки действует сразу несколько систем обозначения. Такое положение, обусловленное наличием большого числа организаций по стандартизации (AJS, ANSI, ACJ, SAE, AWS, ASTM, ASME), создает определенные трудности для партнеров, контрагентов и заказчиков металлопродукции американских производителей из других стран.

В Японии стали маркируются буквами и цифрами, указывающим на их группу (низколегированные, высоколегированные, сплавы специального назначения, среднелегированные, качественные, высококачественные и др.), порядковый номер в ней и свойства металла.

В странах Европейского Союза обозначения регламентирует стандарт EN 100 27, определяющий порядок, согласно которому присваивается наименование и порядковый номер.

В Российской Федерации действует разработанная во времена Советского Союза буквенно-цифровая система, в соответствии с которой и обозначаются марки стали. ГОСТ предписывает указывать каждый легирующий химический элемент, входящий в состав металла, прописной русской буквой.

Для марганца это Г, кремния – С, хрома – Х, никеля – Н, молибдена – М, вольфрама – В, ванадия – Ф, титана – Т, алюминия – Ю, ниобия – Б, кобальта – К, циркония – Ц, бора – Р.

Цифры, следующие за буквой, указывают содержание легирующих элементов в процентах. Если в составе стали содержится меньше 1 % легирующего элемента, то цифра не проставляется, при содержании от 1 до 2 % после буквы ставят 1. Указанное в начале марки двузначное число необходимо для обозначения среднего содержания углерода в сотых долях процента в пределах марочного состава.

Сортамент продукции, выпускаемой из нержавейки

Коррозионностойкая сталь используется для производства следующей продукции:

  • термически обработанных травленых и полированных листов;
  • термически обработанных нетравленых листов;
  • термически необработанных и нетравленых листов;
  • тепло-, холодно- и горячедеформированных бесшовных труб;
  • стальных горячекатаных полос общего назначения;
  • калиброванных шестигранников;
  • кругов нержавеющих;
  • проволоки нержавеющей (термически обработанной и холоднотянутой);
  • отливок со специальными свойствами;
  • поковок;
  • иных видов, на которые разработаны ГОСТы и технические указания (ТУ).

Область применения

Являясь одним из лучших образцов прочности, эстетичности, стойкости к воздействию разрушительной силы коррозии и высоких температур, пригодности к вторичному использованию и долговечности эксплуатации, обладая отвечающим всем санитарно-гигиеническим требованиям отличным качеством обработки поверхности, коррозионностойкая сталь широко применяется практически во всех сферах хозяйственно-экономической деятельности.

Нержавейка пользуется высоким спросом в нефтехимической, химической, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности, в строительной отрасли, электроэнергетике, судостроении и транспортном машиностроении, в сферах приборостроения и охраны окружающей среды.

Эффективность и долговечность изделий, изготовленных из нержавеющей стали, определяется правильным выбором её класса и марки, пониманием физико-химических свойств и строения микроструктуры. Используя металлы, устойчивые к разрушительному воздействию коррозии, в точном соответствии с их свойствами, мы получаем возможность воспользоваться всеми неоспоримыми преимуществами современных технологий.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector