Кому нужна нержавеющая сталь

Обновлено: 06.05.2024

Сложно представить себе жизнь современного человека без нержавеющей стали. Создание сплавов с антикоррозийными свойствами стало настоящим прорывом не только в металлургии, но также во многих других отраслях промышленности. О свойствах такого металла мы и поговорим в нашей статье.

Состав

Нержавеющая сталь была изобретена в 1913 г. и сразу же начала активно использоваться в промышленности. Это изобретение по праву считается одним из самых важных в истории сталелитейной отрасли. К нержавейке относятся сплавы с хромом, в которых содержание последнего составляет 10,5% и более. Включение этого элемента придает материалу особые характеристики:

  • высокую прочность;
  • хорошую свариваемость;
  • легкость холодной формовки;
  • противодействие ржавлению;
  • долгий срок службы;
  • привлекательный внешний вид.

Включение хрома обеспечивает создание на поверхности готовых деталей высокопрочной оксидной плёнки — именно она и сдерживает окислительные процессы.

Уровень сопротивления стали ржавлению напрямую зависит от доли хрома. Чем выше будет его концентрация, тем более стойким получится сплав. В классическом варианте нержавейка содержит порядка 13% хрома, для использования в агрессивных средах дозировку повышают до 17% — такие сплавы можно использовать в кислотных средах. Доказано, что они сохраняют все свои основные характеристики даже в растворе азотной кислоты. На долю углерода в таких сталях приходится не более 1,2% в составе. В качестве дополнительных легирующих компонентов могут вводиться кобальт, титан, ниобий и марганец. Для повышения стойкости к щелочным средам в сплав добавляют никель.

Основные свойства

Нержавеющая сталь пользуется высоким спросом не только благодаря своим противокоррозийным свойствам, но также за счёт разнообразия физических характеристик материала. К ее основным свойствам можно отнести следующие моменты.

  • Повышенная прочность — любые изделия, выполненные из нержавеющего сплава, характеризуются большей прочностью по сравнению со своими аналогами. За счет стойкости к интенсивным физическим нагрузкам такие изделия не утрачивают свою первоначальную форму и не изменяют технических характеристик длительное время.
  • Стойкость к внешним агрессивным средам — сплав не меняет своих свойств под действием внешних факторов, поэтому эксплуатационный ресурс изделия из нержавейки очень продолжителен.
  • Жаростойкость — изделия из антикоррозионных сплавов устойчивы к повышенным температурам, они сохраняют свои характеристики даже при воздействии открытого пламени и температурных скачков.
  • Экологичность — хромированные составы практически не содержат вредных примесей, поэтому повсеместно используются в пищевой промышленности.
  • Внешний вид — изделия из нержавейки своим видом выгодно отличаются от предметов, выполненных из других металлов. Такая сталь имеет блестящий, чистый вид, который остается неизменным даже после продолжительного использования.

Сравнение с другими материалами

Нержавеющую сталь часто сравнивают с биостеклофарфором, оцинковкой и латунью. Остановимся подробнее на сходствах и отличиях этих материалов. Чаще всего антикоррозийные стали сравнивают с латунью. Несмотря на схожесть параметров плотности, удельного веса, коэффициента теплопроводности и других характеристик, это принципиально разные материалы. Так, нержавеющая сталь относится к более выносливым металлам, ей не страшны механические и тепловые нагрузки, она не меняет своих характеристик при контакте с агрессивными средами.

В то же время её прочность создает определенные сложности в ходе обработки — резка такого металла довольно сложна, чаще всего используют лазер. В этом смысле латунь будет более удобной в сравнении с нержавейкой, она мягче и пластичнее, проще принимает необходимые формы. Хотя по стойкости к агрессивным воздействиям явно проигрывает. Таким образом, выбирая между латунью и нержавеющим сплавом, в первую очередь нужно определить эксплуатационную среду и основные факторы использования материала — в зависимости от этого можно делать выбор с учетом возможности самих металлов. Немаловажным критерием выбора станет и финансовая составляющая. Обычно изделия из нержавейки стоят намного дороже аналогов, выполненных из латуни.

Если сравнивать противокоррозионные и оцинкованные сплавы, то основное различие заключается в долговечности. При изначально равных эксплуатационных условиях нержавейка служит дольше — срок её использования достигает 50 лет и более. Оцинковка, даже при самом бережном отношении и соблюдении технологических требований, не будет сохранять своих свойств дольше 20-25 лет. Впрочем, для большинства сфер, где сегодня используются оцинкованные металлы (корпус бытовой техники, профнастил и некоторые другие) нержавейка станет отнюдь не самым удачным выбором. Из-за высокой концентрации легирующих примесей в структуре сплава и сложности технологии его производства себестоимость материала возрастает.

Изделия из коррозийноустойчивых сплавов стоят как минимум на 50% дороже аналогов из оцинковки — эти траты не компенсирует даже длительный срок службы. Однако в условиях специфических сред оцинкованный металл не обеспечит желаемых эксплуатационных характеристик. Поэтому высокая стоимость нержавейки будет с лихвой окупаться в атомной энергетике, автомобилестроении и космической отрасли.

Нержавеющие стали представлены в самых разных модификациях — они могут быть матовыми, зеркальными, рифлеными, гофрированными, перфорированными или гладкими. Но основу официальной классификации составляет способ производства.

Ферритные

К группе ферритных сплавов относят любые противокоррозионные стали с хромом, в которых концентрация последнего достигает 30%. Подобные сплавы проявляют повышенные ферромагнитные качества, то есть способны намагничиваться даже при эксплуатации в предельно пониженных температурах вне границ магнитного поля. Среди плюсов подобных составов выделяют:

  • высокую прочность;
  • пластичность;
  • устойчивость к окислению.



Такая сталь востребована при изготовлении трубного и листового профилированного проката.

Аустенитные

Для аустенитных сталей типична максимально высокая доля никеля и хрома — в совокупности их концентрация составляет порядка 33%. Металл данного типа характеризуется эластичностью, высокой прочностью и легкостью сварки на высоте. Сплав проявляет устойчивость к любым электромагнитным воздействиям, он резистентен к агрессивным растворам и абсолютно экологичен. Аустенитную сталь относят к категории сложно обрабатываемых металлов.

Все марки аустенитной стали из группы нержавеющих разделяются еще на 4 подгруппы.

  • А1 — сплав с повышенной концентрацией серы. Такой состав подвержен окислению в большей степени, нежели все остальные.
  • А2 — самая востребованная марка стали. Устойчива к воде, но в агрессивной кислотной среде может подвергаться коррозионному разрушению.
  • А3 — это сталь производная от А2. В ее состав вводятся специальные стабилизирующие компоненты, которые делает материал устойчивым к кислотным растворам и действию повышенных температур.
  • А4 — в этот сплав вводится до 3% молибдена. Получил широкое распространение в судостроении.

Мартенситные

Чтобы получить мартенситную структуру, нужно закалить металлический сплав с его последующим отпуском. В данном случае закалку заготовки производят путем нагрева материала до температуры, превышающей критическую отметку, а затем производят максимально стремительный отпуск. В результате кристаллическая решетка материала перестраивается, он приобретает большую твердость, прочность, упругость, повышается температура плавления. Если при этом повысить долю углерода, то возрастет устойчивость металла к износу.



Комбинированные

Комбинированные сплавы предполагают объединение свойств стали нескольких видов.

  • Аустенитно-ферритные — для таких материалов характерен низкий процент никеля, легирование выполняется титаном, медью и ниобием. Доля хрома при этом максимальна. Такие сплавы с легкостью выдерживают даже самые сильные ударные воздействия. Их характеризует пластичность и устойчивость к коррозии.



  • Аустенитно-мартенситные — в таких составах содержание хрома чуть меньше, в пределах 12-18%. На долю никеля приходится порядка 3-8%. Укрепление структуры осуществляется при температурном воздействии 970 градусов и более с отпуском при 450-500 градусов. Подобные сплавы проявляют повышенную текучесть и повышенную свариваемость.



Маркировка и популярные марки

В промышленности принято несколько систем обозначений нержавеющих сталей. Так, Американским институтом стали и сплавов была внедрена система AISI. В соответствии с ней сплавы делятся на несколько серий:

  • серия 200 — включает только одну марку AISI 201;
  • серия 300 — состоит из аустенитных и комбинированных сплавов;
  • серия 400 — включает ферритные и мартенситные сплавы на основе хрома.

На территории нашей страны маркировка производится с учетом требований ГОСТ, которые задают следующие алгоритмы:

  • первая цифра обозначает углерод, указанный в сотых долях процента;
  • все остальные цифры указывают на содержание того или иного элемента, после которого они стоят в маркировке;
  • если концентрация легирующей добавки ниже 1%, то цифра не пишется.

Среди самых популярных нержавеющих сплавов выделяют следующие.

  • AISI 304 (08Х18Н10) — не содержит серы и фосфора, нашел широкое применение в продовольственной и фармацевтической промышленности. Из этого металла делают трубопроводы и производственные линии. Может использоваться при изготовлении мебели и монтажа лестничных ограждений.
  • AISI 316 (10Х17Н13М2) — в отличие от пищевых составов, такая сталь усилена примесями молибдена. Устойчива к морской воде, может работать в кислотных средах при воздействии повышенных температур.
  • AISI 316T (10Х17Н13М2Т) — добавка титана многократно повышает термическую стойкость материала и успешно противостоит ионам хлора. Применяется для производства теплообменного оборудования.
  • AISI 321 (08Х18Н10Т) — материал с повышенной жаростойкостью. Используется для производства элементов, работающих в условиях высокой агрессивности, то есть трубопроводов, котлов и теплообменников.
  • AISI 430 (12Х17Н) — ещё один жаропрочный сплав. Предназначается для изготовления втулок, валиков и других подвижных деталей, работающих в растворах солей и кислот.
  • AISI 201 (12Х15Г9НД) — бюджетная альтернатива составу AISI 304. Сплав отличает меньшее содержание хрома и никеля. Чаще всего из такой стали делают мебель, заграждения, решетки для гриля и барабаны для стиральных машинок.

Сферы применения

Остановимся подробнее на основных направлениях использования стального сплава с противокоррозийными свойствами.

  • Машиностроение. Нержавейка применяется при создании промышленных станков, машин и всевозможных агрегатов. Чаще всего в данной сфере используются аустенитные или ферритные металлы.
  • Химическая промышленность. Химпром тесно связан с применением агрессивных составов, для хранения которых нужно специализированное оборудование. Именно его и делают из сталей, устойчивых к окислению.
  • Энергетика. В энергетической отрасли востребованы самые прочные сплавы, поскольку принципиальным моментом является надежность основных узлов.
  • Бумажно-целлюлозное дело. В этой отрасли почти все оборудование делают из нержавейки.
  • Пищепром. К транспортировке и хранению продовольствия предъявляются исключительные санитарно-гигиенические требования. Потому при создании оборудования для данной отрасли можно брать только стекло, несколько разновидностей пластика, а также нержавейку.
  • Авиационная и космическая отрасль. Здесь хромированную сталь используют для изготовления ракет, космических кораблей, а также самолетов.





Способы обработки

Исключительная прочность нержавеющей стали создает препятствия при её механической обработке. Подобные манипуляции сопряжены со многими сложностями — ресурс режущей пластины, деформационное упрочнение, а также удаление стружки. При этом в зависимости от концентрации хрома и никеля разные типы противокоррозионных сплавов могут иметь разную обрабатываемость. Чаще всего этот материал подвергают следующим типам воздействия.

Сатинирование

Может использоваться для стальных изделий как в практических, так и в декоративных целях. Чтобы добиться необходимых параметров шероховатости и убрать царапины с изделий из нержавейки, их подвергают шлифовке и полированию. После выполнения этих действий текстура поверхности стального изделия напоминает сатин или даже атлас. Помимо улучшения визуальных характеристик, шлифование позволяет устранить мельчайшие поверхностные изъяны и сделать их почти полностью незаметными. В промышленности используют пневмонапильник ленточного типа или шлифмашинку барабанно-ленточного типа. В домашних мастерских шлифование обычно выполняют вручную при помощи специальной шлифовальной ленты.

Травление

Один из самых распространённых способов обработки изделий из нержавейки. Данная манипуляция позволяет быстро удалить с поверхности металлического изделия всевозможные дефекты. К процедуре часто прибегают после проведения термообработки и для устранения следов сварки. Кроме того, травление удаляет оттенок побежалости с поверхности и обновляет пассивный слой на металле, создавая дополнительную защиту от негативного воздействия высоких температур.

В производственных условиях для травления используют расплавленные щелочные среды либо кислотные растворы. В домашних мастерских обработка производится при помощи специальных желеобразных травильных паст. Они имеют сложный состав — в них входят плавиковая, азотная и соляная кислоты. Эти компоненты могут представлять опасность для жизни и здоровья человека, поэтому в ходе травления следует придерживаться правил техники безопасности.

Хромирование

Подобная обработка нержавейки позволяет повысить устойчивость к трению, ударам и другим механическим воздействиям. Она увеличивает стойкость к окислению и к тому же улучшает внешний вид готового изделия. Однако выполнять хромирование возможно исключительно в производственных условиях, так как для осуществления данных работ требуется специализированное оборудование, особые расходные материалы, а также наличие соответствующего опыта работы.

Для возвращения изначальных характеристик сплава нержавейку часто подвергают воздействию концентрированных кислот — пассивации. Для улучшения стойкости к окислению прибегают к воронению.

Ржавеет ли и как удалить ржавчину?

Некоторые разновидности нержавейки при длительной эксплуатации могут подвергаться коррозии. Обычно это обусловлено особенностями структуры, то есть введением тех либо иных металлов. При этом такие стали имеют некоторые достоинства, которые в полной мере нивелируют подверженность окислительным процессам. Если такое произошло, можно вернуть эстетичный вид изделию одним из следующих способов.

  • Содой — 1 ст. л. пищевой соды растворяют в 1,5-2 ст. л. воды и наносят получившийся раствор на ржавое пятно зубной щеткой. Сода удаляет пятно максимально деликатно, не повреждая зерен. После этого останется только тщательно промыть изделие и вытереть насухо.
  • Кетчупом — содержащаяся в нем уксусная кислота эффективно разрушает ржавчину и тем самым облегчает её удаление. Всё, что нужно для очистки изделий — просто покрыть поврежденный участок, оставить на полчаса, а затем стереть ржавчину влажной салфеткой.
  • Цитрусовыми — лимон и лайм являются надежными помощниками в деле избавления от ржавчины, в некоторых случаях они поистине творят чудеса. Для проведения очистки предварительно посолите загрязненную металлическую поверхность и выдавите верху цитрусовый сок. Подождите несколько часов, ополосните и оставьте сушиться.

Нельзя использовать для удаления следов коррозии сильные абразивные порошки и металлическую губку. Они будут царапать поверхность, удалят защитное покрытие и только ухудшат состояние изделия.

О том, как правильно удалить ржавчину смотрите в следующем видео.

Где используется нержавеющая сталь

Нержавеющую сталь используют во всех сферах деятельности человека, начиная от тяжелого машиностроения, заканчивая электроникой и точной механикой.

Широкое применение этот материал нашёл в:

  • Строительстве и архитектуре
  • Пищевой промышленности
  • Бытовых приборах
  • Химической и нефтехимической промышленности
  • Целлюлозно-бумажном производстве
  • Электроэнергетике
  • Охране окружающей среды
  • Транспортном машиностроении

Строительство и архитектура

Нержавеющий металлопрокат появился впервые около ста лет назад, но в строительстве и архитектуре его начали массово применять недавно. Он был использован при строительстве и дизайне крупнейших торговых центров - La Defense в Париже, Canary Wharf в Лондоне, Sony Center в Берлине и Petronas Towers в Куала-Лумпуре.

Нержавеющая сталь - это сплав железа с хромом. Её антикоррозийные свойства появляются благодаря наличию на поверхности металла слоя оксида хрома. Этот защитный слой очень устойчив и даже после механического или химического повреждения быстро приобретает свой прежний вид, а антикоррозийные качества металла остаются без изменений.

Материал очень практичный, одновременно благородный и эстетичный. Благодаря разнообразию марок и видов поверхности он в состоянии удовлетворять разные условия, которые появляются перед строительными и отделочными материалами.

Кроме антикоррозийного свойства, следует отметить следующие качества:

  • разнообразие изделий (лист, труба, профиль, пруток, уголок, сетка),
  • большой выбор видов поверхности (шлифованная, полированная, матовая, декоративная, а также цветные поверхности),
  • множество марок, обладающих различными качествами,
  • легкий процесс обработки, формирования и сборки готовых деталей,
  • долговечность материала,
  • высокая температура плавки.

Надежность элементов, изготовленных из нержавейки, намного выше, чем у других материалов. Их вид не изменяется в течение десятков лет, а ее жаростойкость во много раз превосходит таковую у других видов стали.

В строительстве н.с. чаще всего используют как материал для перил, оконных и дверных проемов, противопожарных дверей, из нее изготавливают бассейны и лифты. Также она является хорошим декоративным материалом для оборудования ресторанов, офисов, пабов, дискотек и станций метро. Все чаще из нее производится мебель для офисов и магазинов. Комбинируя нержавейку со стеклом, деревом или камнем, можно получить красивые и элегантные изделия.

Из даной стали делают также декоративные листы. Они имеют ряд свойств, дающих им преимущество над традиционными листами - шлифованными или полированными:

  • Важным их свойством является устойчивость к царапинам.
  • На декоративных листах не остаются отпечатки пальцев.

Следует отметить эстетические свойства листов, особенно цветных. Цвет листа устойчив и не меняется даже при изгибе.

Существует ошибочное мнение, что нержавеющая сталь - дорогой материал. На самом же деле, поскольку она долговечна, стоимость ее не является большой, особенно если принять во внимание огромный период эксплуатации. Ниже сравниваем цены листов.

Материал Толщина Ориентировочная цена
(в условных еденицах за квадратный метр)
Лист нержавеющий шлифованный/полированный 0,8 мм 80
Лист декоративный Rimex 0,8 мм 140
Лист цветной Rimex 0,8 мм 400
Хорошие ламинаты 0,3 мм 150-300
Гранит/мрамор 2 см 200-400
Гранит/мрамор 4 см 300-500

Огромное внимание на нержавеющий лист обратили архитекторы, он стал одним из основных отделочных материалов.

Все чаще и чаще обычные люди покупают изделия из стали в свои дома и квартиры. Сейчас нередко встречаются холодильник, кухонная плита, изготовленные из нее, не говоря уже о столовых приборах и кастрюлях.

Пищевая промышленность

Нержавейка сегодня, вместе со стеклом и некоторыми другими синтетическими материалами, практически незаменимый материал для изготовления оборудования для обработки, хранения и транспортировки пищевых продуктов. Это связано с высокими гигиеническими, эстетическими и токсикологическими требованиями. Гигиена имеет важное значение в пищевой промышленности.

Существуют конкретные требования, касающиеся смываемости тяжелых металлов с оборудования, которое находится в постоянном контакте с пищевыми продуктами. Согласно с европейскими нормами количество хрома и никеля составляет максимум 2 мг/дм3. С аустенитных сталей количество этих металлов меньше, чем 0,02 мг/дм3, одним словом, около 1% от допустимой нормы.

Марками стали, используемыми в пищевой промышленности, являются AISI 304 и AISI 316, в сталях с большим количеством составляющих в сплаве редко бывает необходимость. Огромное значение имеет хороший вид поверхности. Для этого хватает стандартной поверхности 2В, но иногда бывает необходима полировка.

Химическая и нефтехимическая промышленность

Практически все емкости, баки, реакторы, трубы и иное оборудование химической промышленности изготовлено из аустенитной нержавейки. Минимально допустимой маркой здесь является AISI 316L, часто используются стали с содержанием молибдена до 6%. Выбор марки - это трудная задача и требует глубоких знаний.

Целлюлозно-бумажное производство

Большая часть оборудования, используемого в бумажно-целлюлозной промышленности, изготовлена из стали марки AISI 316, а также с содержанием молибдена 3-6%.

Современные предприятия и заводы этой отрасли используют 3000-5000 тонн нержавеющей стали в год.

Электроэнергетика

Сегодня во всем мире электроэнергия производится путем сжигания угля, нефти или газа. Здесь также необходима сталь AISI.

Охрана окружающей среды

Современное общество старается не загрязнять окружающую среду. Старые заводы и электростанции закрывают или переоборудуют. Новые заводы строятся согласно требованиям к охране окружающей среды. Расходный материал - это нержавеющая сталь.

Транспортное машиностроение

В последнее время необходимость перевозки грузов и материалов значительно возросла. Чтобы обеспечить максимальную безопасность груза во время транспортировки, необходимы специальные контейнеры.

Для их производства используется марка стали AISI 316L. Транспортная промышленность - это огромный потребительский рынок данного сплава.

В автомобилестроении нержавеющая сталь используется при изготовлении катализаторов и выхлопных труб. Применяются ферритные и аустенитные марки, на один автомобиль необходимо 10-20 кг.

Где применяют нержавеющую сталь?

Где применяют нержавеющую сталь?

Долгий срок службы, оптимальная прочность, эстетичный внешний вид, безвредность для человека и окружающей среды - все это основные преимущества нержавеющей стали. Этот материал отличается от других сплавов на основе железа одним важным свойством: он не подвержен влиянию влаги и не ржавеет. А это, в свою очередь, открывает широкие возможности для применения.

Используют нержавеющую сталь в разных областях - от производства до обыкновенной кухни, от строительства до нефтехимии. Именно нержавейку используют в приборо- и машиностроении: детали из нее обеспечивают точную работу и механических часов, и сложных электронных устройств.

Сферы применения нержавейки

Нержавеющая сталь используется в пищевой и химической промышленности, в нефтехимии и машиностроении, строительстве и при создании сложного оборудования. Материал отличается высокой стойкостью к агрессивным средам и служит достаточно долго.

Применение в доме

Из стали изготавливают многие из тех инструментов и домашней утвари, которой мы пользуемся.

В частности, из нержавейки изготавливают:

  • Оборудование для дома: кухонные плиты, холодильники, микроволновки и другую технику.
  • Сантехнику: как смесители, так и мойки и ванны.
  • Посуду: половники, ложки, ножи, тарелки, кастрюли, сковороды.
  • Элементы отделки.
  • Части мебели: петли, ножки, пружины в матрасах и кроватях и многое другое.

Нержавеющая сталь не реагирует на воду и жир, и она абсолютно безопасна для здоровья взрослых людей и детей, домашних животных.

Строительство

В строительстве нержавейку используют при изготовлении окон, кровли, ограждений, водостоков, панорамного остекления и многих других элементов зданий и архитектуры. Широко используют сталь и при создании быстровозводимых зданий, различных построек, отделки интерьеров.

Строительство нержавейки
Автомобилестроение

Нержавейка - оптимальный материал для автомобилей. Из него изготавливают ключевые узлы: коробку переключения передач, двигатель, карданный вал и многое другое. При изготовлении самого кузова такую сталь, увы, не использует, и это сказывается на качестве кузовных деталей: со временем они покрываются коррозией.

Применяют материал и для спецтехники, и для промышленного оборудования - станков, конвейерных линий и т.д.

Химическая промышленность

В химической промышленности важно, чтобы материал, который контактирует с реагентами (кислотами, щелочами, солями), не подвергался их воздействию. Нержавеющая сталь подходит идеально. Для баков, труб и различных емкостей используют высоколегированную сталь с большим содержанием молибдена. Такой металл способен выдержать серьезную нагрузку.

Пищевая промышленность

При производстве продуктов питания, обработке сырья, который после пойдет в пищу, нужно использовать только нейтральные материалы, не выделяющие в окружающую среду и само сырье вредные вещества. Нержавейка - один из немногих металлов, которые можно использовать для производства продуктов питания. Рекомендуют применять сталь с небольшим содержанием никеля и хрома.

Транспортировка жидкостей и газов различного типа

К транспортировке жидкостей предъявляют особые требования. Резервуар или трубы, через которые эти жидкости проходит, не должны реагировать на их воздействие и как-либо изменять свои свойства. Чтобы обеспечить безопасность транспортировки и сохранить сами материалы, используют нержавеющую сталь. Из нее делают как трубопроводы для нефте- и газопроводов, так и резервуары для автомобилей и железнодорожного транспорта.

Производство бумаги, тканей и других изделий

Практически все станки, которые используют на предприятиях, изготовлены либо из нержавеющей стали, либо со стальными деталями. Нержавейка используется везде, где станок или резервуар контактирует с водой или иной жидкостью. Большей частью сталь используют для производства труб.

Производство бумаги, тканей и других изделий
Производство фильтров и очистных систем

Нержавеющая сталь, производство которой само по себе довольно грязное, применяется в рамках экологических проектов и систем. В частности, из нее делают элементы фильтров, которые устанавливают на заводские трубы. Благодаря стальным системам воздух, земля, почва вокруг предприятий не загрязняется.

Что такое нержавеющая сталь? [ Часть 1]


Спрос на нержавеющую сталь ежегодно увеличивается на целых 5%. В 2019 году его мировое производство превысило 52 миллиона тонн.

В настоящее время нержавеющая сталь используется во многих отраслях промышленности. Помимо традиционных и морских конструкций, все большее распространение получает бытовая техника.

Хотя нержавеющая сталь дороже низкоуглеродистой стали, ее превосходные свойства позволяют увеличить срок службы и снизить стоимость цикла. Таким образом, большие первоначальные затраты окупаются в долгосрочной перспективе.

В этой статье мы подробнее рассмотрим этот металл и то, что делает его таким популярным в различных отраслях промышленности.

Что такое нержавеющая сталь?

Мы знаем, что сталь - это сплав железа и углерода с максимальным содержанием углерода 2,1%. Нержавеющие стали - это группа сталей, устойчивых к коррозии благодаря добавлению легирующих элементов.

Термин нержавеющая сталь используется для описания семейства из около 200 сплавов стали с замечательными жаропрочными и коррозионными свойствами. Процент углерода может варьироваться от 0,03% до 1,2%.

Его отличительная особенность - высокое содержание хрома. Нержавеющая сталь содержит минимум 10,5% хрома, что улучшает ее коррозионную стойкость и прочность.

Хром в сплаве создает пассивный слой при окислении на воздухе. Этот слой действует как защита от дальнейшей коррозии, что делает сплав стойким к ржавчине. Этот механизм позволяет сохранять безупречный внешний вид в течение длительного времени при нормальных условиях работы.

Преимущества нержавеющей стали

Нержавеющая сталь с феноменальным успехом используется в различных отраслях промышленности уже более 70 лет. С каждым годом открываются все новые области ее применения, поскольку ее преимущества становятся все более очевидными.

С увеличением спроса производство увеличилось, что сделало его более доступным, чем когда-либо. Повышенный спрос приводит к доступности как стандартных, так и нестандартных размеров. Кроме того, доступен широкий выбор отделки из нержавеющей стали.

Помимо полированной отделки, доступен целый ряд узорчатых и цветных поверхностей. Это позволяет найти подходящий вариант для ваших нужд.

Нержавеющая сталь также на 100% пригодна для вторичной переработки. Фактически, половина всей продукции нержавеющей стали производится из металлолома. Это делает его относительно экологически чистым материалом.

Сценарии использования

Нержавеющая сталь - чрезвычайно универсальный материал. Она предпочтительна там, где требуются свойства стали и коррозионная стойкость в тандеме.

Его впервые использовали в столовых приборах, из-за его свойств устойчивости к коррозии. Затем он попал в химическую промышленность. Сегодня нержавеющую сталь можно встретить практически повсюду.

Сценарии использования варьируются от отрасли к отрасли. Например, они используются для изготовления крохотных деталей для наручных часов. В то же время большие панели с определенной отделкой поверхности могут покрывать целые постройки.


Концертный зал Уолта Диснея

Несколько отраслей, где широко используется нержавеющая сталь:

  • Еда и общественное питание;
  • Химия и фармацевтика;
  • Производство медицинского оборудования;
  • Архитектура и строительство;
  • Бытовая техника;
  • Cудостроение;
  • Автомобильное производство;
  • Энергетика и промышленность.

Типы нержавеющей стали:

Существует множество марок и видов отделки поверхности нержавеющей стали в зависимости от того, какую среду должен выдерживать металл. Исходя из микроструктуры, их можно разделить на четыре основные категории.

Аустенитная нержавеющая сталь

Аустенитная нержавеющая сталь имеет аустенит в качестве первичной микроструктуры. Аустенит - это твердый раствор железа и углерода, который возникает при температуре выше критической 723° C. Это семейство нержавеющих сталей демонстрирует высокую прочность и впечатляющую стойкость к повышенным температурам.

70 процентов всей нержавеющей стали - аустенитная. Она содержит не менее 16% хрома и 6% никеля.

Стабилизаторы аустенитного состояния - это элементы, которые добавляются для ускорения образования аустенитной микроструктуры. Эта марка нержавеющей стали является немагнитным металлом и не может быть закалена путем термической обработки. Коррозионная стойкость может быть изменена в зависимости от условий эксплуатации.

Ферритная нержавеющая сталь

Ферритные стали обычно содержат только хром в качестве легирующего элемента. Содержание хрома колеблется от 10,5 до 18%. Они обладают средней коррозионной стойкостью и плохими технологическими характеристиками. Методы термообработки тоже не помогают упрочнять металл.

Как правило, они обладают лучшими инженерными способностями, чем аустенитные марки. В отличие от аустенитных марок, они магнитные. Они также обладают хорошей устойчивостью к коррозии под напряжением, что приводит к меньшему износу коррозионного материала.

Дуплексная нержавеющая сталь

Дуплекс - это смесь аустенитной и ферритной нержавеющей стали. Таким образом, она обладает свойствами обеих составляющих. В ней высокое содержание хрома и низкая концентрация никеля. Обладая высокой прочностью на разрыв и хорошей свариваемостью, дуплексные нержавеющие стали имеют уникальные преимущества.

Они демонстрирует хорошую устойчивость к коррозии под напряжением, но не такую высокую, как ферритные марки. Они более жесткий, чем ферритные марки, но мягче, чем аустенитные марки.

Мартенситная нержавеющая сталь

Этот тип нержавеющей стали состоит из высокого содержания углерода и низкого содержания хрома. Как и ферритные марки, она магнитная. Она плохо сваривается по сравнению с другими марками, но имеет более высокую прокаливаемость и может подвергаться термической обработке для улучшения свойств.

Мартенситная нержавеющая сталь обладает более низкой коррозионной стойкостью по сравнению с аустенитными и ферритными марками при одинаковом содержании хрома и сплавов.

Нержавеющие стали с осадительной закалкой

Эта подгруппа обеспечивает сочетание аустенитных и мартенситных свойств. Упрочнение достигается добавлением одного или нескольких элементов, таких как алюминий, молибден, ниобий, титан и медь.

Он способен развивать высокую прочность на разрыв за счет термической обработки. Он содержит хром и никель в качестве легирующих элементов. Эти марки используются в высокоскоростных изделиях, таких как лопатки турбин.

Марки нержавеющей стали:

Сегодня на рынке представлены сотни марок нержавеющей стали. Выбор правильной марки для вашего применения очень важен, поскольку их свойства могут сильно отличаться друг от друга.

Система AISI (Американский институт чугуна и стали) для обозначения нержавеющей стали до сих пор используется в промышленности. В системе нумерации используются трехзначные номера, начинающиеся с 2, 3 или 4.

200 серия

Эта серия используется для аустенитных марок, содержащих марганец. Эти хромомарганцевые стали имеют низкое содержание никеля (менее 5 процентов).

200 серия находят применение в:

  • Стиральных машинах;
  • Столовых приборах;
  • Оборудовании для еды и напитков;
  • Автомобильной промышленности;
  • Внутриквартирное оборудование и др.

300 серия

Эта серия используется для обозначения аустенитных нержавеющих сталей с углеродом, никелем и молибденом в качестве легирующих элементов. Добавление молибдена улучшает коррозионную стойкость в кислой среде, а никель улучшает пластичность.

AISI 304 и 316 - самые распространенные марки в этой серии. AISI 304 также широко известна как сталь 18/8, поскольку она содержит 18% хрома и 8% никеля.


Горячие блюда в контейнерах из нержавеющей стали

Области применения нержавеющей стали серии 300 включают:

  • Пищевая промышленность и производство напитков;
  • Автомобильная промышленность;
  • Конструкции для критических сред;
  • Медицинские инструменты;
  • Ювелирные изделия и др.

400 серия

Ферритные и мартенситные сплавы образуют эту серию нержавеющей стали. Эти марки могут подвергаться термической обработке. Обеспечивает хорошее сочетание прочности и высокой износостойкости. Однако коррозионная стойкость ниже, чем у серии 300.

Области применения серии 400 включают:

  • Сельскохозяйственная техника;
  • Валы двигателя;
  • Детали газовых турбин и т. д.

Классы SAE

В системе нумерации SAE для обозначения нержавеющей стали используется 1-буквенный + 5-значный числовой код UNS. Обычная марка AISI 304 имеет обозначение SAE S30400. Хотя у большинства марок есть обозначения, недавно разработанные эксклюзивные марки могут быть названы их владельцами и не иметь кода SAE.

Если данная статья показалось вам интересной, то советуем ознакомиться со второй частью в нашем блоге.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!

Нержавеющая сталь (классификация, области применения, уход за изделиями из нержавейки).

Нержавеющая сталь появилась впервые около ста лет тому назад, но в строительстве и архитектуре ее начали массово применять недавно. Она была использована при строительстве и дизайне крупнейших торговых центров - La Defense в Париже, Canary Wharf в Лондоне, Sony Center в Берлине и Petronas Towers в Куала Лумпур.

Нержавеющая сталь - это хромосодержащий сплав стали. Минимальное содержание хрома в стандартной нержавеющей стали составляет 12%. Хром обеспечивает стали "нержавеющие" свойства, другими словами - улучшает стойкость к коррозии.

Лучшая сопротивляемость коррозии обеспечивается оксидной пленкой, покрывающей поверхность стали. Этот чрезвычайно тонкий слой также обладает свойством самовосстанавливаться.

Кроме хрома типичными элементами этого сплава также являются молибден, никель и азот. Никель добавляется, главным образом, для улучшения пластичности и вязкости сплава. Добавление в сплав этих элементов позволяет получить различные виды кристаллических решеток, что, в свою очередь, позволяет добиться различных свойств стали.

Достоинства нержавеющей стали как материала для изготовления конструкций

  • Срок службы конструкций из нержавеющей стали составляет от 20 до 50 лет;
  • Изделия из этого материала практически не требуют расходов на содержание;
  • Прочный, устойчивый к вандализму материал, идеальный для создания экстерьеров и интерьеров гостиниц, торговых и развлекательных центров, ночных колубов, лифтов, бассейнов и других присутственных мест;
  • Обеспечивает безопасность при пожаре и взрыве;
  • Материал, соответствующий всем гигиеническим требованиям;
  • Нержавеющая сталь - материал, который нет необходимости окрашивать;
  • Материал, который можно подвергнуть 100% переработке;
  • Конструкции из нержавеющей стали создают имидж качества и надежности;
  • Материал, который хорошо формируется, поддается сварке, дает возможность архитекторам реализовать самые смелые дизайнерские решения;
  • Нержавеющая сталь прекрасно сочетается с любыми строительными материалами: кирпич, камень, бетон, мрамор, гранит, стекло, металл, дерево, пластик. Конструкции из стали способны "оживить" любое старое здание;

· Огромный выбор различных видов обработки, рисунков и цветов, как ни один другой материал поможет Вам выразить свою индивидуальность и стиль.

Виды нержавеющей стали

Существует четыре основных вида нержавеющей стали:

  • Аустенитные
  • Ферритные
  • Ферро-аустенитные
  • Мартенситные

Аустенитная сталь является наиболее широко распространенным типом нержавеющей стали. Содержание никеля в такой стали составляет не менее 7%, что придает ей пластичность, широкий спектр температурных режимов, немагнитные свойства и хорошую пригодность к сварке.

Ферритная нержавеющая сталь имеет свойства, близкие к свойствам малоуглеродистой стали, но с лучшей сопротивляемостью коррозии. Наиболее распространенными видами такой стали являются сплавы с содержанием хрома 12% и 17%. Сплавы с содержанием хрома около 12% используются, в основном, в строительстве, а стали, содержащие около 17% хрома, используются в домашнем хозяйстве, бойлерах, стиральных машинах и комнатных декоративных элементах.

Ферро-аустенитная (дуплексная) нержавеющая сталь имеет обе - ферритную и аустенитную - структуры кристаллической решетки. Отсюда ее название - "дуплексная нержавеющая сталь". Эта сталь имеет некоторое содержание никеля, что частично обуславливает ее аустенитную структуру. Дуплексная структура предоставляет одновременно прочность и гибкость. Дуплексные стали чаще всего используются в нефтехимической, целлюлозно-бумажной промышленностях и судостроительстве.

Мартенситная сталь содержит, в основном, от 11% до 13% хрома, и прочна и жестка при средней сопротивляемости коррозии.

Области применения нержавеющей стали

Машиностроение
Нержавеющая сталь находит широкое применение в станкостроении, транспортном машиностроении, создании различных агрегатов и устройств для нужд промышленности.
В автомобильной промышленности используются ферритные или аустенитные марки. За год производятся миллионы автомобилей и на каждый расходуется не менее 10-20 кг нержавеющей стали.

Авиационно-космическая промышленность
Нержавеющая сталь по-прежнему остается незаменимым материалом для производства специального оборудования авиалайнеров и космических кораблей.

Химическая промышленность
В процессе многих химических производств используются или образуются агрессивные вещества. Практически все емкости, сосуды, реакторы, трубы и другое оборудование химической индустрии изготавливается из аустенитных нержавеющих сталей.

Целлюлозно-бумажная промышленность
Большая часть оборудования целлюлозных и бумагоделательных заводов изготавливаются из нержавеющих сталей.

Электроэнергетика
В этой области всегда применяются специальные, высоколегированные стали, так как требования к материалам, используемым здесь, предельно высоки.

Пищевая промышленность
Сегодня нержавеющая сталь вместе со стеклом и некоторыми видами пластмасс является практически единственным материалом, который одобрен как сырье для изготовления оборудования для производства, хранения и транспортировки пищевых продуктов. Это обусловлено высокими требованиями по гигиене, токсичности и др. Гигиена имеет наиважнейшее значение в пищевой индустрии. Она в значительной мере определяет качество продукта на всем пути от сырья, через технологический процесс, к потребителю.

Медицина и здравоохранение
Нержавеющая сталь является незаменимым материалом для изготовления обширного перечня медицинских инструментов и оборудования. Развитие современных средств диагностики и применение в медицине инновационных технологий влечет за собой увеличение потребления нержавеющей стали этой отраслью.

Строительство и архитектура
Нержавеющая сталь все чаще используется для отделки фасадов и интерьеров, а также в качестве материала для строительных конструкций и сооружений (противопожарные двери, бассейны, лифты). Также она является хорошим декоративным материалом для оборудования помещений и пространств общественного назначения - ресторанов, офисов, пабов, дискотек и станций метро.

Интерьер, дизайн, искусство
Нержавеющая сталь отлично комбинируется с другими материалами - деревом, камнем, стеклом, пластиком. Вкупе с характеристиками прочности и надежности это создает предпосылки, для серьезного использования нержавеющей стали как материала для изготовления мебели, декоративных элементов и аксессуаров интерьера.

Домашнее хозяйство
Представление о нержавеющей стали, как о материале для тяжелой промышленности и специальных производств, в конце XX века быстро сменилось уверенностью в великолепных функциональных и потребительских качествах "нержавейки". Практически в любом доме, оглядевшись по сторонам, можно найти десятки примеров повседневного использования предметов из нержавеющей стали: кухонная утварь, бытовая техника, мебель, инструменты и различный инвентарь, части осветительных систем и т.п.

Большинство изделий, изготавливаемых из нержавеющей стали, должны отвечать высоким требованиям по качеству, внешнему виду, гигиене, безопасности и т.д.

Таким образом, предельно важной становиться задача сохранить все свойства нержавеющей стали на протяжении все цепочки – от ее производства до изготовления готового продукта. Правильно подобранные и обработанные нержавеющие стали при надлежащем уходе являются идеальным материалом для широкого применения и гарантией того, что изделия, изготовленные из них, прослужат долгие годы.

Погрузка, транспортировка, разгрузка и хранение.

Проблемы: Механические деформации (повреждение кромок, вмятины, царапины)
Причины: Недостаточно прочное фиксирование упаковок, отсутствие необходимого погрузочно-разгрузочного оборудования.
Рекомендации: Аккуратное и бережное обращение с изделиями при проведении погрузки-разгрузки. Надежная фиксация изделий внутри контейнера, автофургона.

Проблемы: Атмосферные и средовые воздействия (пятна, разводы, коррозионные дефекты)
Причина: Недостаточная защищенность от воздействия влаги, пыли, грязи. Транспортировка и хранение в ненадлежащих условиях.
Рекомендации: Осуществление транспортировки в защищенных от воздействия атмосферных осадков, грязи, пыли контейнерах и автофургонах. Использование защитных покрытий (пленка, бумага). Хранение в сухом, чистом помещении.

Эксплуатация

Используйте чистое от пыли и грязи оборудование и инструменты. Избегайте совместного использования изделий из нержавеющей стали и инструментов, оборудования из железа или рядовой стали (и даже инструментов и оборудования, которые только использовались для работы с железом или рядовой сталью, - без тщательной серьезной очистки).

Проблемы: Коррозионные дефекты
Причины: Изделие из нержавеющей стали соприкасалось с оборудованием из железа или рядовой стали.
Рекомендации: Следует промыть пятно ржавчины 10-15% теплым раствором азотной кислоты, а затем водой. В запущенных случаях необходимо прибегнуть к шлифовке поверхности и репассивации.

Обратите внимание! Не следует использовать предметы и оборудование из железа или обычной стали совместно с изделиями из нержавеющей стали!

Уход и очистка поверхностей из нержавеющей стали

Правильно выбранная и используемая нержавеющая сталь требует минимального ухода. Обычно достаточно мытья теплой водой или нейтральными моющими средствами (мыло). Можно также использовать обычные растворители (не содержащие хлор), после чего рекомендуется ополаскивание водой.
Обратите внимание! Недопустимо использовать чистящие и дезинфицирующие средства, содержащие хлор!

Еще статьи в рубрике Статьи на тему изделий из металла для строительства и ремонта, Металлические изделия в интерьере жилых помещений:

Наверное, нет ни одного взрослого человека, который бы за свою жизнь не забил ни одного гвоздя, не вывернул шурупа или не .

Художественная ковка - это самый распространенный способ художественной обработки металла. Чаще всего этот термин связан с кузнечным ремеслом, с обработкой железа. .

Почему именно струйная очистка? .

Настоящий технический документ описывает производственное испытание по определению растворимых коррозионных продуктов металла на поверхностях, очищенных пескоструйным методом до класса.. .

Идеальная защита от коррозии на 80% обеспечивается правильной подготовкой поверхности, и только на 20% качеством используемых лакокрасочных материалов и способом их .

Данные покрытия получают нанесением на поверхность различных неметаллических материалов – лакокрасочных, каучуковых, пластмассовых, керамических и др .

Читайте также: