Как получить нержавеющую сталь

Обновлено: 20.05.2024

Нержавеющую сталь несложно спутать с другими металлами – с платиной, титаном, нихромом, мельхиором, хромированными сплавами и не только. Как нержавейку отличить от чёрного металла и с помощью каких способов её можно определить – подробно расскажем в этой статье.

Как проверить магнитом?

Прибегнуть к помощи магнита – это наиболее простой способ, который поможет определить нержавеющую сталь.

Если речь идёт о лабораторных условиях, то в данном случае, как правило, применяется особый оптический прибор, который предназначается для спектроскопических исследований – спектрометр. Это приспособление имеет интерферометр, который используется для того, чтобы оценить интенсивность спектральных линий и измерить длину волн. Получившиеся данные заносят в компьютер, который в итоге и выдаёт заключение о качестве составляющих рассматриваемого сплава.

Если же речь идёт о домашних условиях, то в этом случае прибегают к использованию обыкновенного магнита. Однако при этом стоит учесть, что не все марки нержавеющей стали магнитят. Кроме того, магнитными свойствами обладают и иные сплавы, в частности, мартенситные и ферритные.

В домашних условиях с использованием магнита точно получится различить аустенитные и аустенитно-ферритные сплавы, в составе которых содержится большое количество хрома и никеля. Как правило, подобные сплавы активно используются при производстве сантехники, посуды и не только.

В целом при помощи магнита вы сможете примерно определить разновидность нержавейки, а вот на точные результаты рассчитывать не стоит. Обычно магнитом в домашних условиях можно определить пищевую нержавеющую сталь. Как правило, в подобных сплавах содержится повышенное количество никеля и небольшое количество углерода, из-за чего они не реагируют на магниты.

Если же в сплаве содержится больше 0,9% углерода, то он начинает магнититься, но такая нержавеющая сталь в пищевой промышленности не используется, так как это запрещено.

Использование обычной бумаги

Простой листок бумаги также поможет определить нержавеющую сталь. Чтобы это сделать, для начала необходимо очистить поверхность стального изделия от грязи. После этого по поверхности предмета проводят листком бумаги, при этом с силой надавливая на сам предмет. Если изделие было сделано из стали, то на белом листке не будет никаких посторонних следов.

Этот способ особенно полезен в тех случаях, если вам необходимо отличить нержавеющую сталь от других металлов – в частности, от алюминия, после которого на листке остаются чёрные или серые полоски.

Механические нагрузки

Провести проверку можно и с помощью другого способа, например, с использованием механической нагрузки. В этом случае определение металла будет происходить по образуемой искре. Обычно с помощью этого способа определяют марку нержавеющей стали.

Чтобы провести проверку, необходимо прибегнуть к помощи болгарки. Ею шлифуют поверхность изделия, внимательно при этом смотря на цвет, длину и форму летящих искр. Как правило, количество получаемых искр и вспышек является прямо пропорциональным количеству углерода в сплаве. Цвет искр укажет вам на состав металла: чем светлее оттенок искры, тем меньше в составе углерода. Если искры имеют белый цвет и блестят, то это говорит о том, что в составе сплава содержится большое количество титана. Тёмно-красные же искры говорят о том, что в сплаве содержится большое количество вольфрама, кобальта, никеля и карбида. А вот искры жёлтого цвета, напоминающие по оттенку солому, говорят о том, что вы имеете дело с нержавеющей сталью.

Другие способы

Теплопроводность и плавление

Определить нержавеющую сталь можно и по теплопроводности или плавлению. Так, если вы хотите обратиться к показателям теплопроводности, что поможет вам отличить сталь от алюминия, достаточно налить в сосуд воду и поставить её закипать.

Если перед вами алюминиевая посуда, то жидкость закипит довольно быстро, так как этот металл обладает более высоким показателем теплопроводности, нежели нержавеющая сталь.

Плавление тоже поможет отличить нержавейку от алюминия. Нержавеющая сталь начинает плавиться при температуре в 1800 градусов, а алюминий – при температуре в 660. Чтобы проверить, какой перед вами металл, достаточно прибегнуть к помощи обыкновенной газовой горелки, которую легко можно разогреть до 700 градусов. При такой температуре вы легко расплавите небольшое алюминиевое изделие, а вот нержавеющую сталь в обыкновенных условиях, не используя при этом наддув и подачу кислорода, расплавить у вас не выйдет.

Щелочь и кислота

Для проверки нержавеющей стали в домашних условиях можно также прибегнуть к помощи щелочи или различных кислот – отлично подойдёт лимонная, винная, уксусная и другие. При этом отметим, чем агрессивнее будет кислота, тем более видимым получится результат.

Сплавы, которые применяются в пищевой промышленности, обычно имеют в своём составе большое количество легирующих добавок и очень низкое содержание железа, что обеспечивает крепкую поверхностную плёнку. Кроме того, чтобы защитить изделие от коррозии, обычно применяется пассивация – так называется метод обработки металла, который позволяет снизить его активность, из-за чего он перестаёт вступать в окислительные реакции.

Так, прибегнув к помощи одной из упомянутых кислот, вы сможете понять, какая перед вами сталь – пищевая или нет. Если под воздействием кислоты сплав покрывается патиной, то это говорит о его непищевом предназначении. Если же вы решили воспользоваться щёлочью и на поверхности изделия выступили бурые пятнышки, то это говорит о том, что перед вами алюминий. При обработке же нержавеющей стали вы не заметите каких-либо значимых изменений.

А чтобы отличить углеродистую сталь от нержавеющей, достаточно прибегнуть к использованию азотной кислоты. Если при нанесении этого средства на поверхность стали вы будете наблюдать реакцию выделения едкого пара, то это будет свидетельствовать о том, что перед вами углеродистая сталь. Нержавейка же останется неизменной, так как она не вступает в реакцию с кислотами.

Медный купорос

Медный купорос, который активно используется дачниками для обработки культурных растений, также является доступным средством, способным помочь отличить нержавейку от других металлов. Приобрести это средство можно в сельскохозяйственных магазинах, причём за небольшую стоимость.

Чтобы проверить, какой перед вами металл, достаточно обработать этим средством поверхность изделия. Так, если это алюминий, то на нём образуются мутноватые пятнышки и разводы. На нержавеющей стали вы не заметите никаких видимых изменений.

Плотность

Этот способ в списке является наиболее долгим и сложным, так как он требует определения удельной плотности металлов. Применяется он исключительно для маленьких предметов, которые отличаются правильной геометрической формой.

Используя этот способ, действуют следующим образом: для начала вычисляют объём и массу изделия, после чего с использованием формулы из курса физики (p=m/V, где m – масса, а V – объём) рассчитывают удельный вес.

Далее получившиеся цифры нужно сравнить с фиксированными показателями плотности. Если речь идёт об алюминии, то этот показатель достигает примерно 2,6 г/см3. Нержавеющая же сталь отличается более высокой плотностью, которая варьируется от 7,6 до 8,1 г/см3.

А вот отличить серебро от нержавейки можно при помощи обыкновенного аптечного йода. Однако действовать при этом нужно аккуратно – переборщив с йодом, вы можете испортить изделие.

Чтобы проверить изделие, действуют следующим образом: ватную палочку макают в йод и проводят ею по поверхности изделия. Если перед вами серебро, то на поверхности образуется мутноватое серое пятнышко, и чем оно темнее, тем выше проба серебра. Учтите, что после эксперимента необходимо быстро смыть йод с изделия, чтобы пятно исчезло. Если же это нержавейка, то на ней образуется белёсый известковый налёт.

Отличить нержавеющую сталь от железа или алюминия можно также по цвету. Поверхность нержавеющей стали обычно блестящая и бесцветная. Отметим, что даже по истечении времени это состояние изделия остаётся неизменным.

Железо обычно серое или серебристо-белое в зависимости от примесей в составе, а алюминий же отличается матовой поверхностью, даже с помощью полировки добиться от него глянцевого блеска крайне трудно. Цвет этого сплава обычно близок к серому или белёсому.

Обычно даже после обработки алюминия наждачкой та область, которая подвергалась обработке, будет покрыта оксидной плёнкой и станет матовой.

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 нержавеющей стали — классификация, расшифровка

Сталь, обладающая антикоррозионными свойствами, активно используется во многих сферах деятельности; такую высокую популярность она снискала потому, что обладает качествами, которые недостижимы для многих других металлических сплавов. Первые марки нержавеющей стали появились в 1913 году, когда Гарри Бреарли изобрел сплав, обладающий исключительной устойчивостью к образованию и развитию коррозии. Именно с этого момента, который стал важнейшей вехой в развитии металлургической и многих других отраслей промышленности во всем мире, и начинается история нержавейки, активно и успешно используемой человеком уже более 100 лет.

Готовые рулоны нержавеющей стали

Что мы знаем о нержавеющей стали?

Коррозионностойкая сталь или нержавейка — это сплав, состоящий из железа и углерода, дополнительно обогащенный специальными элементами, придающими ему высокую устойчивость к негативным факторам внешней среды. Основным из таких элементов является хром. В составе нержавеющей стали его содержится не менее 10,5%. Хром, кроме антикоррозионных свойств, придает таким сплавам еще целый ряд положительных характеристик:

хорошую обрабатываемость методом холодной формовки;
исключительную прочность;
способность получать надежные соединения методом сварки;
возможность долгой эксплуатации без потери своих характеристик;
привлекательный внешний вид.

Хром, содержащийся в нержавеющей стали в достаточно больших количествах, способствует формированию поверхностной оксидной пленки. Именно она и защищает металл от коррозии.

Сталь листовая нержавеющая

Различные марки (виды) нержавеющей стали, а их на сегодняшний день создано более 250-ти, содержат в своем химическом составе как хром, так и ряд других легирующих добавок, наиболее распространенными из которых являются никель, титан, молибден, ниобий и кобальт. Естественно, что стали с разными пропорциями легирующих элементов в своем составе, отличаются различными характеристиками и областями применения.

Как и в сплавах любого другого типа, обязательным элементом в составе нержавеющей стали является углерод. Именно этот элемент и придает полученному металлическому сплаву твердость и прочность.

Сегодня без использования нержавеющей стали невозможно представить себе практически ни одну отрасль промышленности. Марки этого сплава, все из которых отличает способность успешно эксплуатироваться даже в самых агрессивных средах, используются для производства столовых приборов и медицинских инструментов, емкостей для пищевых жидкостей и продуктов, труб для транспортировки агрессивных сред, бытовой техники, а также многого другого.

Прутки из нержавеющей стали

Виды и классификация нержавейки

Марки (виды) нержавеющей стали подразделяются на несколько категорий, Каждая из них характеризуется определенным химическим составом и внутренней структурой материала. Каждая из этих категорий сталей отличается определенными техническими и эксплуатационными характеристиками, которые и определяют области их использования. В современной промышленности используются коррозионностойкие стали следующих категорий.

Хромистые стали с ферритной внутренней структурой

Такие сплавы, в составе которых содержится достаточно большое количество хрома (около 20%), преимущественно используются на предприятиях тяжелой промышленности и для производства элементов отопительных систем. Отличает их не только исключительная коррозионноустойчивость, но и хорошая способность к намагничиванию. По уровню востребованности эти стали сопоставимы со сплавами с аустенитной структурой, но при этом они стоят значительно дешевле.

Такие сплавы, в составе которых хрома и никеля содержится до 33%, являются наиболее используемыми во всем мире (70%) типами нержавеющих сталей. Отличаются они как исключительной коррозионной устойчивостью, так и высокими прочностными показателями.

Нержавеющие стали с мартенситной и ферритно-мартенситной структурой

Они характеризуются игольчатой углеродной структурой, что и делает их самыми прочными из всех типов нержавеющих сплавов. Кроме того, нержавеющие стали данной категории очень устойчивы к износу и могут эксплуатироваться при высоких температурах. В их составе, что также важно, содержится минимальное количество вредных примесей.

Марки нержавейки с комбинированной структурой

Такие стали, которые могут иметь аустенитно-ферритную или аустенитно-мартенситную структуру, являются продуктом применения инновационных технологий и оптимально сочетают все преимущества сплавов других типов.

Знать структуру определенной марки нержавейки, которая и формирует ее основные характеристики, важно для того, чтобы оптимально подбирать ее для решения требуемых задач.

Посуда из нержавеющей стали

Расшифровка марок нержавеющей стали

Для того чтобы правильно подобрать марку коррозионностойкой стали для реализации тех или иных целей, удобнее всего воспользоваться специальными справочниками. В них приведена информация обо всех возможных вариантах обозначения таких сплавов в различных странах мира. Среди огромного разнообразия марок, можно выделить те, которые получили наибольшее распространение среди специалистов во многих странах мира. К ним можно отнести следующие марки нержавеющих сталей с аустенитной структурой.

Воздуховоды из нержавеющей стали

10Х23Н18: нержавеющие стали данной марки относятся к категории жаропрочных. При их использовании следует иметь в виду, что при выполнении их отпуска они могут становиться хрупкими. В состав сталей данной марки входят: хром (22-25%), никель (17-20%), марганец (2%), кремний (1%).
08Х18Н10Т: изделия из нержавейки данной марки хорошо свариваются даже без предварительного подогрева и не утрачивают своей коррозионностойкости даже при высоких температурах. Недостаточно высокая прочность, которой отличаются стали данной марки, легко улучшается путем их термической обработки, которую рекомендует выполнять и ГОСТ 5632-72.
06ХН28МДТ: уникальная марка стали, сварные конструкции из которой способны успешно эксплуатироваться даже в очень агрессивных средах. Состав данной марки коррозионностойкой стали включает в себя: хром (22-25%), никель (26-29%), медь (2,5-3,5%).
12Х18Н10Т: изделия из данной марки стали, отличающейся высокой термической устойчивостью и исключительной ударной вязкостью, преимущественно используются на предприятиях по переработке нефти, в химической, целлюлозно-бумажной промышленности, а также в строительстве.

Таблица соответствий основных марок нержавеющих сталей и химический состав

К маркам нержавеющей стали с мартенситной структурой относятся: 40Х13, 20Х13, 12Х13, 30Х13. Изделия из данных марок нержавейки нельзя соединять методом сваривания, из них, в основном, изготавливают режущий и измерительный инструмент, рессорные элементы. Большими преимуществами таких изделий является практически полное отсутствие в них внутренних дефектов (флокенов), к тому же, они не становятся более хрупкими после выполнения отпуска.

К коррозионностойким сталям с ферритной структурой относятся: 08Х17, 08Х18Т1, 08Х13. Из стали данных марок не рекомендуется изготавливать детали, которые будут испытывать значительные ударные нагрузки и эксплуатироваться при пониженных температурах.

Для того чтобы разобраться в качественном и количественном составе нержавеющей стали, достаточно расшифровать ее марку. Алгоритм такой расшифровки достаточно прост:

по первому числу, стоящему в марке стали, определяют количественное содержание в ней основного после железа элемента — углерода (исчисляется в сотых долях процента);
содержание в составе стали других элементов (исчисляются в целых процентах), определяют по цифрам, стоящим за литерами, которыми такие элементы и обозначают (Х — хром, Н — никель, М — молибден и т.д.).

Широкий ассортимент марок нержавеющей стали позволяет найти оптимальный для себя вариант. Следует учитывать, что отдельные виды нержавейки могу взаимозаменяться в определенных пределах. Если при выборе стали возникли трудности, нужно обращаться к техническим консультантам специализированных фирм.

Где применяют и как делают нержавеющую сталь

Большой рывок в развитии металлургической промышленности сделали разработка и получение нержавейки. Нержавеющая сталь имеет высокий уровень антикоррозионной защиты. Легирующие элементы, входящие в состав, образуют поверхностную оксидную пленку, защищающую материал от воздействия агрессивных сред.

Сырьем для производства является чугун или отработанный металлопрокат. В полученный из него расплав добавляются хром, титан, молибден, никель. Содержание хрома в антикоррозионной стали от 10,5%. Сплав содержит также углерод, придающий материалу необходимую твердость и прочность. Количество данного вещества не должно превышать 1,2%.

Классификация

В металлургической промышленности различают более двухсот видов легированных сплавов. Они отличаются присутствием в составе разного количества дополнительных химических элементов.

Ферритные. Это малоуглеродистые сплавы, содержащие более 20% хрома, менее 0,15% углерода. Они имеют объемную кристаллическую структуру. Прочные, пластичные. Сталь данного вида обладает магнитными свойствами.
Аустенитные. Коррозионностойкие сплавы, имеющие в составе 18% хрома, от 8 до 9% никеля. Они сохраняют пластичность в холодном и горячем состоянии, хорошо поддаются сварке, обладают высокой прочностью. Существуют нестабилизированные и стабилизированные марки. Для последних сортов характерно присутствие титана и ниобия.
Мартенситные. Стали данного вида содержат 17% хрома, 0,05% углерода. Металлы пластичны, обладают упругостью, не вступают в реакцию с агрессивными средами. Они не подвержены воздействию высоких температур, считаются износостойким материалом.
Комбинированные. Существуют аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситные стали. Разработка и производство таких сплавов проводится под требования заказчика.

Маркировка нержавеющей стали

В России легирующие сплавы производятся в соответствии ГОСТ 5632-2014. Маркировка — сочетание цифр и буквенного обозначения. Число, стоящее в начале, говорит о содержании углерода в сплаве. Цифры, расположенные после букв, указывают среднюю массовую долю легирующего элемента, который указывается в виде букв русского алфавита.

Состав зарубежных марок нормируется стандартами, существующими в стране производителя. В Российской Федерации популярны стали AISI, получившие название от американского научно-исследовательского института «The American Iron and Steel Institute». Первая цифра указывает на тип сплава, две последующих говорят о порядковом номере во всей группе данного класса. Сниженное количество углерода в системе AISI обозначается дополнительной буквой L.

Таблица соответствия популярных зарубежных марок с российскими аналогами

Марка стали	ГОСТ 5632-2014	AISI
Ферритная	08Х13; 12Х13; 12Х17	409; 410; 430
Аустенитная	12Х18Н10Т; 08Х18Н10; 08Х17Н13М2	321; 304; 316
Мартенситная	20Х13; 30Х13; 40 Х13	420

Достоинства нержавеющих сталей

С развитием экономического и научно-технического прогресса растут требования к качеству материалов, используемых в областях народного хозяйства.

Высокий уровень антикоррозионных свойств.
Соответствие нормам, предусмотренным правилами пожарной безопасности.
Надежность, долгий срок службы без изменения технических характеристик.
Идеально сочетание с любыми строительными материалами.
Многообразие поверхностей: шлифованная, полированная, матовая, декоративная.
Широкий выбор металлопрокатной продукции.
Простота в обработке, формовании, сборке деталей, выполненных из данного вида стали.
Большой ассортимент марок, обладающих уникальными свойствами.
Экологическая безопасность, гигиена.

Применение

Перечисленные преимущества способствуют удержанию лидирующих позиций на рынке металлопроката. Антикоррозионные сплавы являются незаменимым материалом в тяжелом машиностроении, энергетической, нефтегазовой и сельскохозяйственной сферах.

Строительство, архитектура;
производство оборудования, инструментов медицинского назначения;
целлюлозно-бумажное производство;
пищевая промышленность;
транспортное машиностроение;
химическая промышленность;
электроэнергетика и электроника;
производство бытовой техники и предметов домашнего хозяйства.

Декоративные качества нержавеющих металлов и высокий уровень антикоррозионных свойств дают возможность использовать изготовленные из них детали и элементы для фасадов, рекламных установок, витрин, фонтанов. Из легированного материала изготавливают перила, двери, лестницы, лифты.

Жаропрочная нержавеющая сталь

К категории жаропрочных материалов относятся сплавы, способные под воздействием температур свыше 550º С сохранять свою структуру и не менять качественных характеристик. Химический состав и маркировка данного вида регламентирует ГОСТ 5632 — 2014. По способу производства такая нержавейка бывает литейной и деформируемой.

Теплоустойчивая нержавеющая сталь. Не поддается коррозии при 600°С.
Жаростойкая. Проявляет инертность к агрессивным средам при температурах свыше 550°С.
Жаропрочная. Противостоит механическим нагрузкам при 400 — 850°С.

Мартенситные. Марки, произведенные с применением перлитных добавок. Смесь металлов подвергается закалке при 950 — 1100 ºС. Полученные сплавы содержат более 0,15 % углерода, 11-17 % хрома и небольшое количество никеля, вольфрама, молибдена, ванадия. Они не вступают в реакцию со щелочами и кислотами. Продолжительное нахождение во влажной среде не отражается на их технических характеристиках.
Аустенитные. Стали имеют гомогенную или гетерогенную структуру. В гомогенном составе, не подвергаемом закалке, содержится повышенное количество углерода и максимум легирующих элементов: Ni, Сг, Мп, Mo, V, Nb. Такие сплавы устойчивы к температурам до 500°С. К данному классу относятся: 06Х14Н6Б, 08Х18Н12Т, 20Х23Н18, 07XI6H9M2. Гетерогенные марки в процессе производства проходят закалку и старение. Это необходимо для образования карбидных, карбидно-нитридных и интерметаллидных соединений. Они упрочняют границы матрицы и придают необходимую жаростойкость сплаву при температурах от 700 до 750°С. Представителями данного вида являются стали: 08Х17Н13М2Т, 20Х25Н20С2, 45Х14Н14В2М.
Никелевые и кобальтовые. Это одни из лучших жаропрочных материалов, способных сохранять в неизменном виде все технические параметры при температурных режимах до 900°С. Эти марки делятся на гомогенные и гетерогенные сплавы. К ним относятся: ХН77ТЮ, ХН55ВМТФКЮ, ХН70МВТЮБ.

Применение жаропрочных сталей

детали термических печей;
детали конвейерных лент транспортеров печей;
установки для термообработки;
камеры сжигания топлива;
моторы, газовые турбины;
аппараты для конверсии метана;
печные экраны;
выхлопные системы; нагревательные элементы.

Жаропрочный нержавеющий металл – лучший материал для производства деталей и механизмов, эксплуатация которых будет проходить в агрессивных средах, при повышенных температурах.

Таблица соответствия зарубежных и российских марок

Класс стали	AISI	ГОСТ 5632-2014
Аустенитные	303	12Х18Н9

Полированная нержавеющая сталь

Данный вид нержавейки представляет собой материал с абсолютно гладкой поверхностью и высоким отражающим эффектом. Технологический процесс ее производства отличается от остальных видов нержавейки способом обработки поверхности. Она проводится на специальном оборудовании с использованием контрольно-измерительных приборов.

Обработка абразивными материалами с помощью специальной ленты.
Шлифование мелкозернистыми шкурками или щетками.
Финишная отделка шлифовальными кругами до зеркального состояния.

Трубы со шлифованной поверхностью используются для транспортировки нефти, газа, жидких пищевых продуктов и спирта.
Полированный металлопрокат востребован у дизайнеров. Он позволяет создавать креативные архитектурные проекты.
Материал широко используется для изготовления бытовой техники, медицинского оборудования и инструмента, приборов для пищевой промышленности.

Полированные легированные металлы применяют во всех областях народного хозяйства, где требуется абсолютно гладкий и прочный материал, отвечающий нормам экологической безопасности.

Пищевая нержавеющая сталь

Данный вид металлопроката относится к шлифованным и отличается от остальных сортов особым способом обработки его поверхности. Финишный слой материала пищевого назначения шлифуется до появления блеска. Данный вид нержавейки экологически безопасен, не вступает в реакцию с кислотами, щелочами, моющими средствами.

08Х18Н10 – широко используется для выпуска пищевого оборудования.
08Х13 – металл, подходящий для изготовления кухонной посуды, столовых принадлежностей.
20Х13, 40Х13 – идеальный материал для производства моек и емкостей, в которых проводят тепловую и гигиеническую обработку продуктов. Его используют для выпуска оборудования, предназначенного для производства вина, спирта, продуктов питания.
08Х17 – востребованный материал для посуды, подвергающейся воздействию высоких температур.

Оптимальное количество легирующих элементов, входящих в состав нержавейки, образует защитную пленку на поверхности металла. Использование данного вида стали необходимо для производства изделий, которые подвергаются долгому воздействию паров воды, нагреванию и кипячению жидких пищевых продуктов. Благодаря свойствам пищевой стали при приготовлении еды не происходит химического взаимодействия между продуктами и емкостью, в которой они находятся.

Заключение

Развитие научно-технического прогресса и появление современных синтетических материалов не оказали влияние на востребованность нержавеющей стали. Залогом ее популярности являются уникальные свойства. Повышенная стойкость к коррозии и высоким температурным нагрузкам, надежность, сохранение технических характеристик в процессе длительной эксплуатации, соответствие нормам экологической безопасности.

Что такое нержавеющая сталь. История создания и развитие технологий.

Нержавеющая сталь – это практически единственная технология металлургии, которая распространялась в другие отрасли именно из ножевой индустрии. Все остальные технологические решения производители ножей заимствовали из других отраслей и адаптировали под свои нужды.

Он работал в военной лаборатории Браун-Ферт в Шеффилде, где искал возможность защитить от внутренней эрозии стволы винтовок. В 1913 году ему удалось в результате экспериментов получить опытные образцы стали с содержанием 0,24 % углерода и 12,8 % хрома. Первая плавка состоялась в электрической печи 13 августа 1913 года. Она прошла успешно и новая сталь начала свое распространение по миру. За своё достижение в 1920 году Брирли был награжден золотой медалью Бессемера (за выдающиеся заслуги в производстве черных металлов). Первоначально Брирли предложил свою сталь производителю английских столовых ножей и именно при их производстве эта сталь использовалась впервые. Этот вариант нержавеющей стали имел очень малое содержание углерода и фактически относился к низкоуглеродистым сталям, не способным к хорошей термообработке и получению твердости выше 50 HRC. Но так как производимые из нее ножи были столовыми и не требовали заточки, они мгновенно завоевали популярность, положив начало новому технологическому прорыву не только в изготовлении ножей, но и посуды, оружия, машиностроения, электроэнергетики, и многих других отраслей.

Главным отличием нержавеющей стали от углеродистой является высокое содержание хрома. Незащищённая углеродистая сталь коррозирует под воздействием влажного воздуха и воды. Плёнка оксида железа, образующаяся в месте коррозии, активно участвует в разрушении поверхности металла. Оксид железа имеет более низкую плотность, чем сталь, поэтому при расширении слоя, пораженная ржавчиной сталь отслаивается и отпадает, разрушая клинок. В то же время в нержавеющей стали, за счет большого содержания хрома происходит пассивирование - переход поверхности металла в неактивное состояние, связанное с образованием на ее поверхности соединений, препятствующих коррозии, благодаря наличию на поверхности инертного слоя оксида хрома. Этот слой предотвращает дальнейшую коррозию, блокируя проникновение кислорода к поверхности стали, и останавливает ее разрушение. Пассивация происходит только при достаточно высоком содержании хрома и при наличии в нём кислорода. Количество хрома для надежного процесса пассивации составляет 12—20 %. При его содержании в 13 % и выше сплавы являются нержавеющими в обычных условиях и в слабоагрессивных средах, более 17 % — коррозионностойкими и в более агрессивных окислительных и других средах, в частности, в азотной кислоте крепостью до 50 %.

Качество нержавеющих сталей, используемых при изготовлении ножей всегда зависело от легирующих элементов. Если твердость обычной «углеродки» можно было увеличить существенно выше 60 HRC и получить пусть и интенсивно ржавеющую, хрупкую, но очень твердую сталь. То сделать это с «нержавейкой» было уже невозможно. Содержание хрома при увеличении температуры и длительности термообработки пропорционально уменьшалось (хром выгорал), тем самым терялись и рабочие качества клинка, и коррозионная устойчивость. Поэтому в течение многих лет нержавеющая сталь имела репутацию мягкой и обладающей низкой износостойкостью. В течение нескольких десятилетий ножи изготавливались из стали типа AISI 420 (российской 40Х13), а вершиной нержавеющих сталей была 440С, с твердостью порядка 59 HRC. Она ставилась на дорогие, премиальные ножи вплоть до 80-х годов, когда начала вытесняться отличной сталью 154СМ, имевшей в составе 14 % хрома или ее японским аналогом АТС 34. Обе эти стали во влажной среде покрывались несущественным питтингом, то есть не соответствовали в полной мере статусу «нержавеющих».

В начале 90-х годов прошлого века, начали получать широкое распространение стали порошкового передела, начиная с S30V, которая имела те же 14% хрома. Но при этом более качественный состав и наличие дополнительных легирующих элементов, существенно увеличивших ее устойчивость к коррозии. Прогресс неумолим, и сейчас в распоряжении ножеманов всего мира есть отличные порошки с 20% хрома в составе, например M390 от Bohler-Uddeholm или CPM 20 CV от Crucible. Это уже подлинно нержавеющие стали, способные работать даже в сложной кислотной среде и при этом демонстрирующие очень высокую износостойкость, прочность и агрессивный рез. Сейчас кажется, что развитие нержавеющих сталей уже дошло до предела, который выражен, в частности, такими «ванадиевыми монстрами», как сталь М398, содержащую 20% хрома, 2,7% углерода и 7,2 % ванадия. Глядя на такой состав элементов, создается впечатление достигнутого идеала качеств ножевой стали и кажется, что это уже совершенно избыточные параметры. Однако прогресс не остановить и впереди нас ждут новые изобретения металлургов в области нержавеющих сталей.

Читайте также: