Легированная сталь нержавеющая сталь
Обновлено: 22.04.2024
Нержавеющая сталь – это разновидность легированной стали, устойчивость к коррозии которой достигается за счет содержания не менее 10,5% хрома и низкого содержания углерода. В присутствии кислорода образуется оксид хрома, который создает на поверхности стали инертную пленку, защищающую все изделие от неблагоприятных воздействий. Легированная (нержавеющая) сталь отличается высокими характеристиками коррозионной стойкости, устойчивости к агрессивным средам, пластичности и прочности. Она применяется для производства самой разнообразной продукции – от медицинских инструментов до крупных строительных конструкций.
"Нержавейка" - это обобщенное название сталей с повышенной стойкостью к коррозии, но не каждая марка нержавеющей стали демонстрирует равную устойчивость хромоксидной пленки к механическим и химическим повреждениям. Под разные задачи путем комбирирования легирующих элементов и их % состава, были разработаны специальные марки нержавеющей стали и сплавов. Классификация нержавеющих сталей немного отличается в зависимости от стран, но в целом схожа и построена на одних принципах. Исходя из химического состава, свойств и внутренней структуры металла выделяют такие типы:
- Ферритные. Данная группа сталей характеризируется высоким содержанием хрома, обычно более 20%. Поэтому иногда этот тип называют хромистым. Такой химический состав способствует высокой устойчивости к агрессивной внешней среде. Сплавы этой группы обладают магнитными свойствами. Стали ферритной группы относительно дешевые, широко используются в промышленности, уступая лишь аустенитным.
- Аустенитные. Группа противокоррозионных сплавов, которые отличаются высоким содержанием хрома и никеля. За счет этого они отличаются повышенной прочностью и гибкостью в сравнении с аналогами. Также легко поддаются сварке и устойчивы к коррозии. Наиболее широко используемые в промышленности. Относятся к немагнитным металлам.
- Мартенситные. Особый тип нержавеющих сплавов. Отличается повышенной прочностью и износоустойчивостью. Не подвержены воздействию высоких температур, при этом содержат минимальную часть вредных компонентов, которые не выделяют паров при интенсивном нагреве. К этой группе относят жаропрочную коррозионностойкую сталь.
- Комбинированные. Особый тип стали, комбинирующий свойства вышеуказанных групп. Такие инновационные стали разрабатываются индивидуально в зависимости от требуемых заказчиком свойств. На сегодняшний день выделяют аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситные стали.
Российский рынок металла предлагает различные марки нержавеющей стали для применения в нефтегазовой, химической, пищевой, энергетической и др. отраслях промышленности и представлен несколькими крупными "игроками", такими как ГК “ФЕРРИТ”, металлоторговая компания “Континенталь”, группа компаний “Илеко”, “Глобус-Сталь” , которых ООО "Инициатива" может рекомендовать исходя из опыта поставок, и множеством мелких компаний. Ниже приведены марки нержавеющей стали, наиболее часто используемые в химическом машиностроении (российские марки стали и их зарубежные аналоги :
08Х13, (0Х13 ЭИ496, AISI 409) – это сталь удачно сочетает сразу несколько важных параметров, такие как высокая прочность и хорошие механические свойства, повышенная устойчивость к воздействию климатической коррозии легкость обработки, пластичность, возможность использовать для обработки несколько вариантов – вытяжку, штамповку, перфорацию. При этом данная сталь имеет серьёзные ограничения по применению - из неё производят изделия, не испытывающие в процессе своей эксплуатации ударные нагрузки, а также воздействие низких температур, например, внутренние устройства колонн.
12Х15Г9НД (AISI 201) - предоставляет значительно более выгодное соотношение цена-качество по сравнению с аналогичными по свойствам классическими марками нержавейки, так как в ней дорогой никель частично заменен на марганец и азот. Выгодно сбалансированный химический состав делает характеристики нержавейки AISI 201 не уступающими AISI 304 и AISI 321 и постепенно догоняет их по популярности. При Т>1260°С легко поддается ковке и высадке. Поковки можно охлаждать на воздухе. В холодном состоянии обрабатывается также легко . Очень прочная и пластичная при глубокой вытяжке, изгибе, штамповке и высадке. Деформационно упрочняется при холодной обработке подобно сталям типа 12Х18Н10Т. Без затруднений сваривается дуговой сваркой с использованием защитной атмосферы. Данная сталь нашла свое применение в медицинской и пищевой промышленности. Используется также при изготовлении круглых и профильных труб, которые требуются для создания перил, поручней и ограждений.
08Х18Н10, 08Х18Н9 (AISI 304) - наиболее распространённая и востребованная во всех отраслях промышленности, эта нержавейка снискала славу «пищевой», так как её химический состав и свойства делают ее наиболее подходящей для применения в пищепроме. Отличается высокой прочностью, упругостью, легко поддается сварке, показывает высокие характеристики коррозийной стойкости в агрессивных средах. Эту сталь часто выбирают для химической, фармацевтической, нефтяной и текстильной промышленности.
10Х17Н13М2 (AISI 316) – улучшенный вариант AISI 304 за счёт добавления молибдена, что повышает антикоррозионную устойчивость и способность к сохранению свойств в агрессивных кислотных средах, а также при высоких температурах. Находит применение в химической, нефтегазовой и судостроительной промышленности.
10Х17Н13М2Т, 10Х17Н13М3Т (AISI 316Тi) - эта марка стали нержавейки по сравнению с AISI 316 дополнительно легирована небольшим количеством титана, повышающего прочность материала, делающего его устойчивым к высоким температурам, а также к ионам хлора. Используется в сварных конструкциях, для изготовления лопастей газовых турбин, в пищевой и химической промышленности.
12-08Х18Н10Т (AISI 321) Нержавеющая сталь, характеристики которой обусловлены присутствием в химическом составе титана. Легко поддается сварочной обработке, устойчива к температуре до 800°С. Широко востребована для изготовления бесшовных труб, а также трубопроводных фитингов — фланцев, тройников, отводов и переходов.
06ХН28МДТ (.0Х23Н28М3Д3Т ЭИ943, AISI 904L) – сплав данной марки оптимально подходит для создания сварных конструкций, которые будут в дальнейшем эксплуатироваться при температурах до 80 °С в серной кислоте различных концентраций, за исключением 55 %-ной уксусной и фосфорной кислот.
20X23H18 (AISI 310S) - жаропрочная нержавеющая сталь хорошо поддается формоизменению и имеет хорошую свариваемость, что обуславливает ее широкое применение в производстве. AISI 310S обладает так же свойствами устойчивости к окислению в силу особенностей состава и повышенной жаропрочностью, так как выдерживает высокие температуры в различных средах. Из нее изготавливают различное оборудование для химической и нефтяной промышленности: установки для конверсии метана, пиролиза, газопроводы, камеры сгорания, а также для производства нагревательных элементов.
12Х17 (AISI 430) - это нержавейка с высоким процентом хрома и низким – углерода, что способствует высокой прочности и одновременно пластичности. Является экономичным вариантом коррозийнностойкого материала, идеален для штамповки, деформации и перфорации, хорошо гнется и сваривается. Данная сталь сохраняет свои свойства в коррозионно опасных и серосодержащих средах, устойчива к резким перепадам температуры. Используется в нефтегазовой промышленности, а также в качестве декоративного материала для отделки зданий и помещений.
Легированная сталь нержавеющая сталь
Марки нержавеющей стали
| МАРКИ СТАЛИ AISI | МАРКИ СТАЛИ ГОСТ (РОССИЯ) | КАТЕГОРИИ |
| . | ||
| . | ||
| AISI 201 | 08х18н10 | легированная сталь |
| . | ||
| AISI 304 | 08х18н10т | пищевая нержавейка |
| . | ||
| AISI 304l | 12х17 | |
| . | ||
| AISI 310S | 10х23н18 | |
| . | ||
| AISI 316 | 12х18н10т | |
| . | ||
| AISI 316l | ||
| . | ||
| AISI 316Ti | ||
| . | ||
| AISI 321 | ||
| . | ||
| AISI 430 |
Для посетителей сайта в разделе «МАРОЧНИК» в виде каталога предоставлена информация о марках нержавеющей стали, которые используют для производства сортового, листового нержавеющего проката, круглых и профильных труб, а также фитингов и трубопроводной арматуры. Отсутствие единого международного стандарта обозначения коррозионностойких легированных сталей и сплавов – причина различных способов маркировки металлопроката в зависимости от страны происхождения. Нержавеющая сталь импортируется на рынок Беларуси из Европы, России, Китая и других стран, где производство нержавейки регламентируется внутренними системами стандартизации.
Общая информация о нержавеющих сталях и сплавах не является альтернативой действующей нормативно-технической документации (ГОСТам и Техническим Условиям) и изложена для общего ознакомления. Марочник зарубежных нержавеющих сталей и сплавов AISI, а также аналоги и заменители согласно классификации ГОСТ российских производителей поможет вам в выборе нержавеющего металлопроката нужной марки стали.
Российские марки нержавеющей стали
Принятая в СССР система маркировки нержавеющей стали согласно ГОСТу 5632-72 используется производителями России и других стран входящих состав СНГ. Для обозначения марки нержавейки разработана буквенно-цифровая формула. Буквы обозначают химический элемент в составе сплава, а цифры его количественное содержание. В марочнике приведены данные о нержавеющих марках стали изготовленных по нормам ГОСТа, справочная информация о расшифровке, технических характеристиках, сферах применения, физических и химических свойствах, заменителях и аналогах зарубежных производителей.
Нержавеющая сталь AISI
В США для маркировки нержавеющей стали применяется несколько стандартов: AISI, ASTM, ASME, AMS. Классификация коррозионностойких марок AISI разработана Американским институтом стали и сплавов. Приведенные в марочнике российские аналоги нержавейки, соответствующие маркам стали AISI помогут вам подобрать эквиваленты по химическому составу сплава.
Нержавейка из Европы может классифицироваться как по национальным стандартам производителей (Германия, Австрия, Франция, Италия, Польша), так и по общему стандарту Европейского Союза (EN). Собственные стандарты маркировки нержавеющей стали имеют производители металлопроката Японии и Китая.
Специальные нержавеющие стали и сплавы
Кислотостойкие марки стали
Химическая и перерабатывающая промышленность основные потребители нержавеющей стали устойчивой к воздействию слабых и сильных растворов кислот. Цистерны, котлы, резервуары для хранения и транспортировки химических агрессивных веществ, сваривают из листовой нержавейки устойчивой к кислотной коррозии. Трубы, запорная и соединительная арматура из легированных сплавов используется для изготовления трубопроводов, конструкционных элементов и оборудования. На сайте вы найдете информацию о кислотоустойчивых марках нержавеющей стали российского производства и их зарубежных аналогах.
Жаростойкая нержавеющая сталь
Воздействие высоких температур отрицательно воздействует на структуру металлов и снижает эксплуатационные качества, вызывая коррозию и разрушение. Кроме структурных изменений, при нагревании неустойчивых к температуре сталей портится внешний вид изделий. Легирующие добавки придают нержавеющим сплавам жаропрочность, что позволяет использовать нержавейку для производства дымоходных труб, котлов, печей для обжига и выпечки, коптильных камер, пищевых лотков и посуды. Жаропрочные свойства стали – одна из причин постоянно растущего спроса на нержавейку.
Инструментальные и конструкционные марки нержавеющей стали
Уникальные эксплуатационные свойства металлопроката из нержавеющей стали позволяют использовать его в химической, нефтяной, транспортной, легкой и пищевой промышленности. Производство оборудования, приборов, емкостей, сосудов, износостойких деталей, режущих инструментов — вот малый перечень применения стали из нержавеющих сплавов. В строительстве нержавейку используют для отделки интерьеров и наружных стен зданий. Декоративные нержавеющие листы, имитирующие золото используют для изготовления кровли и фасадных панелей. Круглые и профильные трубы прекрасный материал для сварных и сборных нержавеющих металлоконструкций. Ограждения лестничных пролетов и пандусов, перила для балконов, турникеты, трапы, лестницы, решетки рекламные вывески и другие конструкционные элементы зданий и сооружений выполняют из листов и нержавеющих труб различного сечения.
«Пищевые марки стали»
Группа марок нержавеющей стали, из которых производят бытовую технику для дома, посуду, столовые приборы и ножи, оборудование, емкости и мебель для пищевой и перерабатывающей промышленности, объектов общественного питания, в обиходе получила название пищевой нержавейки.
«Ювелирная нержавейка»
Гигиеничность, долговечность, пластичность и привлекательный внешний вид позволяют использовать нержавеющую сталь для изготовления ювелирных украшений.
«Медицинская нержавеющая сталь»
Для производства медицинского оборудования, приборов, мебели, резервуаров и других изделий используют нержавеющие листы, трубы и трубки, уголки, пруты и арматуру. Хирургические инструменты: скальпели, зажимы, пинцеты, ложечки, иглы и многие другие предметы, также изготавливают из легированных марок стали.
Для начала необходимо определить, какие стали называются легированными. Нержавеющая сталь легированная – это сплав, в составе которого, наряду с железом и углеродом, присутствуют дополнительные элементы (Cr, Si, Ni, Mn и др.).
Для начала необходимо определить, какие стали называются легированными. Нержавеющая сталь легированная – это сплав, в составе которого, наряду с железом и углеродом, присутствуют дополнительные элементы (Cr, Si, Ni, Mn и др.). Эти легирующие добавки стали положительно влияют на физико-химические характеристики металла. Благодаря легированию расширяется спектр применения нержавеющего металла.
Классификация легированных сталей
Исходя из процента легирующих элементов в составе, нержавеющая сталь подразделяется на следующие классы:
- Низколегированная сталь (менее 2,5 %)
- Среднелегированная сталь (2,5 – 10%)
- Высоколегированная сталь (более 10%)
В качестве вспомогательных компонентов для низколегированных сталей обычно используется никель, молибден и хром. Одни из самых распространенных марок стали этой группы: 13Х (используется для изготовления ювелирного, гравировального и хирургического оборудования), жаропрочная конструкционная низколегированная сталь 12Х1МФ (применяется в производстве трубопроводов, фланцев, деталей цилиндров и др.) Свойства низколегированных сталей позволяют снизить вес конструкций, сэкономить металл за счет высокого предела текучести, повысить эксплуатационные характеристики конечного изделия.
В состав среднелегированной стали может входить никель, вольфрам, молибден, ванадий. Термическая и механическая обработка позволяет достичь оптимального соотношения прочности, вязкости и пластичности. Среднелегированная сталь незаменима в машиностроении, судостроении, для изготовления различных деталей (сверла, развертки и т.д.) Например, такие популярные марки как 9Х5ВФ, 8Х4ВЗМЗФ2 прокаливаются при более высоких температурах, чем низколегированные стали, они более долговечные и прочные.
Основные добавочные элементы высоколегированных сталей – хром и никель. Благодаря их высокому содержанию металл получает такие уникальные свойства как: резистентность к экстремальным температурам, коррозионная стойкость, жаропрочность. Высоколегированная нержавеющая сталь обязана своими исключительными характеристиками не только химическому составу, но и последующей обработке. Например, сталь марки 12Х18Н10Т, устойчивая к азотной кислоте и другим агрессивным воздействиям, идеально подходит для сварных конструкций; сталь 08Х14МФ используется для производства нержавеющих труб, оборудования пищевой промышленности.
Помимо классификации по содержанию легирующих элементов, легированная сталь различается по структуре (перлитная, мартенситная, аустенитная, ферритная, карбидная), по назначению (особого назначения, конструкционные, инструментальные) и по другим параметрам.
Маркировка легированных сталей
Обозначение легированных сталей осуществляется при помощи букв и цифр, которые указывают на состав сплава. Буквы соотносятся с химическими элементами, входящими в состав легированной стали, а цифры – с их содержанием в процентах. Для расшифровки химического состава легированных сталей можно использовать эту таблицу:
| Маркировка | Элемент |
| Х | Cr – хром |
| Н | Ni – никель |
| М | Mo – молибден |
| С | Si – кремний |
| Г | Mn – марганец |
| В | W – вольфрам |
| Т | Ti – титан |
| Ю | Al – алюминий |
| Д | Cu – медь |
| Б | Nb – ниобий |
| К | Co — кобальт |
Цифры, стоящее в начале марки, показывает среднее содержание углерода (одна цифра – десятая доля процента, две – сотая), а если марка начинается с буквы, то содержание углерода – 1% или выше. Например, 18ХГТ состоит из 0,18% углерода, и примерно по 1% приходится на хром, марганец и титан; 2Х17Н2 – 0,2% углерода, 17% хрома и 2% ниобия. Иногда в маркировке стали встречаются и вспомогательные обозначения (русская буква в начале марки): Р – быстрорежущая, Э – электротехническая, А – автоматная, I – шарикоподшипниковая и т.д.
Обратите внимание на то, что не существует универсальной системы обозначения марок стали. Российские марки нержавеющей стали (ГОСТ) имеют зарубежные аналоги: европейские (EN), американские (AISI), немецкие (DIN).
Свойства и назначение легированных сталей
Наличие легирующих элементов и последующая обработка обеспечивают стали ряд уникальных физико-химических свойств:
- Жароустойчивость
- Износостойкость
- Пластичность
- Коррозионная устойчивость
- Прочность и многие другие.
Благодаря этому легированные стали активно используются для выполнения различных технических задач практически во всех промышленных сферах: медицинское оборудование и инструменты, емкости и оборудование в пищевой промышленности, валы, шайбы, коробки передач, узлы, конструкционные элементы в строительстве и машиностроении т.д.
Марки нержавеющей стали и их характеристики
Популярные марки нержавеющей стали отечественного и зарубежного производства.
AISI 304 – наиболее распространенная и популярная марка стали. Отличается высокой прочностью, упругостью, стойкостью к окислению, легко сваривается.
Сталь AISI 316 и 316Тi – улучшенный вариант AISI 304,
с повышенной антикоррозийной устойчивостью и к воздействию агрессивной среды.
AISI 430 - экономичный вариант коррозийнностойкого материала, идеален для штамповки, деформации и перфорации.
Нержавеющая сталь – это разновидность легированной стали, устойчивая к коррозии за счет содержания хрома – 12% и более. В присутствии кислорода образуется оксид хрома, который создает на поверхности стали инертную пленку, защищающую все изделие от неблагоприятных воздействий. Современный рынок может предложить различные марки нержавеющей стали для применения в самых разных отраслях промышленности.
Не каждая марка нержавеющей стали демонстрирует устойчивость хромоксидной пленки к механическим и химическим повреждениям. Хотя пленка восстанавливается под воздействием кислорода, были разработаны специальные марки нержавейки для применения в агрессивных средах.
Популярные марки стали
В России развита сталелитейная промышленность и существуют собственные обозначения для марок стали, однако самые популярные марки имеют зарубежные аналоги. Это стали так называемых 300-й и 400-й серий, которые отличаются высокими характеристиками коррозионной стойкости, устойчивости к агрессивным средам, пластичности и прочности. Они практически универсальны и применяются для производства самой разнообразной продукции – от медицинских инструментов до крупных строительных конструкций. 200-я серия постепенно догоняет их по популярности за счет выгодного соотношения цена-качество.
Виды стали 300-й серии
Хромникелевая нержавейка этой группы по своему химическому составу бывает аустенитная, аустенитно-ферритная и аустенитно-мартенситная, в зависимости от процентного содержания углерода, никеля, хрома и титана. Это самая универсальная нержавейка, свойства которой обеспечивают ей неизменно высокий спрос на рынке.
AISI 304 (08Х18Н10)
Востребованная во всех отраслях промышленности, эта нержавейка, однако, снискала славу «пищевой». Ее химический состав и свойства делают ее наиболее подходящей для применения в пищепроме. Она легко поддается сварке, показывает высокие характеристики коррозийной стойкости в агрессивных средах. Ее также часто выбирают для химической, фармацевтической, нефтяной и текстильной промышленности.
AISI 316 (10Х17Н13М2)
Нержавейка 316 получается, если добавить в 304-ю нержавейку молибден, что еще больше повышает коррозионную устойчивость и способность к сохранению свойств в агрессивных кислотных средах, а также при высоких температурах. Эта нержавеющая сталь дороже, чем 304, она используется в химической, нефтегазовой и судостроительной промышленности.
AISI 316T (10Х17Н13М2Т)
Эта марка стали нержавейки содержит небольшое количество титана, повышающего прочность материала, делающего его устойчивым к высоким температурам, а также к ионам хлора. Используется в сварных конструкциях, для изготовления лопастей газовых турбин, в пищевой и химической промышленности. Доступная цена и высокие технические характеристики делают эту нержавеющую сталь очень популярной.
AISI 321 (12-08Х18Н10Т)
Нержавеющая сталь, характеристики которой обусловлены повышенным содержанием титана. Легко поддается сварочной обработке, устойчива к температуре до 800 o С. Широко востребована для изготовления бесшовных труб, а также трубопроводных фитингов — фланцев, тройников, отводов и переходов.
Виды стали 400-й серии
Эта серия имеет более узкий диапазон, чем 300-я. К ней относится нержавейка с высоким содержанием хрома, – других легирующих элементов в ней почти не содержится, что положительно сказывается на ее стоимости. Низкое содержание углерода делает эти нержавейки пластичными и хорошо свариваемыми.
AISI 430 (12Х17)
Это нержавейка с высоким процентом хрома и низким – углерода. Такое соотношение способствует высокой прочности и одновременно пластичности. AISI 430 хорошо гнется, сваривается, штампуется. Сохраняет свои свойства в коррозионно опасных и серосодержащих средах, устойчива к резким перепадам температуры. Используется в нефтегазовой промышленности, а также в качестве декоративного материала для отделки зданий и помещений.
Виды стали 200-й серии
Пока можно говорить только об одной марке стали в этой серии, но она успешно догоняет своих конкуренток в сериях 300 и 400.
AISI 201 (12Х15Г9НД)
Сталь нержавеющая марки AISI 201 значительно дешевле аналогичной по свойствам нержавейки других серий. В ней дорогой никель частично заменен марганцем и азотом. Выгодно сбалансированный химический состав делает характеристики нержавейки AISI 201 не уступающими AISI 304 и AISI 321. Она нашла свое применение в медицинской и пищевой промышленности. Используется также при изготовлении круглых и профильных труб, которые требуются для создания перил, поручней и ограждений.
Продажа нержавеющего металлопроката по всей России и СНГ
Компания «МетПромСтар» занимается продажей нержавеющей стали всех марок, снабженной сертификатами качества и отвечающей международным стандартам. Гибкое ценообразование и широкий выбор стального проката привлекают в качестве клиентов как крупные предприятия, так и небольшие частные компании. Консультанты «МетПромСтар» готовы ответить на все вопросы по любой марке нержавейки. Доставка осуществляется по всей России и в страны СНГ. Возможно индивидуальное изготовление изделий из нержавейки по эскизам заказчика.
4 группы коррозионностойкой стали
Коррозионностойкая сталь (нержавеющая) – это сталь, стойкая по отношению к коррозии. Такое свойство приобретает железосодержащий металл, когда к основному химическому элементу – Fe добавляют хром в значительном количестве. Получают сплав, характеризующийся новыми качествами, главным из которых является повышенная коррозионностойкость, то есть невосприимчивость к окислительным процессам, происходящем на воздухе или в других средах.
Поиском способов защиты стального материала от коррозии занимались давно, покрывая его различными составами и красками. Действительно эффективный способ был найден в 1913 году англичанином Г. Бреарли, который получил патент на изобретение стали с высоким содержанием хрома, что позволяло материалу сопротивляться процессам коррозии.
Химическая основа коррозионностойких сплавов
Нержавеющие сплавы железа основаны на правиле, в соответствии с которым при добавлении к неустойчивому к коррозии металлу другой металл, который образует с ним твердый раствор, то стойкость к процессам ржавления возрастает скачкообразно, а не пропорционально.
- При наличии 13% хрома и выше сплавы не ржавеют в обычных условиях и в средах, которые принято относить к слабоагрессивными.
- Если в составе хрома 17% и больше, коррозионностойкие качества проявляются в агрессивных окислительных, щелочных и др. растворах.
Химическая основа сопротивляемости коррозии заключается в образовании на поверхности предмета из нержавеющей стали пассивирующей пленки окислов благодаря хрому. Эта пленка не пропускает кислород и останавливает окислительные процессы от проникновения внутрь. Эффективность защиты зависит от состояния поверхности металла, отсутствия дефектов и внутренних напряжений в материале.
Элементы., которые сопутствуют железу в стальных сплавах: С – углерод, Si – кремний, Mn – марганец, S – сера, P – фосфор и другие
Легирование стали, то есть улучшение её физико-механических характеристик, проводится и другими химическими элементами, помимо Cr. К таким элементам относятся металлы различных групп.
В нормативной документации условные обозначения элементов даются на русском языке: Ni – никель (Н), Mn – марганец (Г), Ti – титан (Т), Co – кобальт (К), Mo – молибден (М), Cu – медь (Д).
Для стабилизации аустенитной структуры стали, то есть укрепления кристаллической решетки железа, добавляется никель. Прочность закрепляется добавками углерода. Устойчивость к перепадам температуры обеспечивается присадками титана. В особенно агрессивных средах, к примеру – кислотных, действуют сложнолегированные сплавы с присадками никеля, молибдена, меди и других компонентов.
Маркировка нержавеющих видов стали
В маркировке металлов используются буквы и цифры.
Существует российская классификация марок стали, которая используется в технических и нормативных документах. Параллельно бытует распространенная в мире группа стандартов, разработанных институтом Американским институтом стали и сплавов – AISI (American Iron and Steel Institute) для легированных и нержавеющих сталей.
Российские стандарты используют следующую схему. Для примера приведена аустенитная сталь 12Х15Г9
| Элемент маркировки | Двузначное число | Буквы | Цифры | Буквы | Цифры |
| Что означает | Количество углерода – С в сотых долях процента | Легирующие элементы | Процентное содержание легирующих металлов (округленно до целого числа) | Легирующие элементы | Процентное содержание легирующих металлов (округленно до целого числа) |
| Пример | 12 | Х (Хром) | 15 (15%) | Г (Марганец) | 9 (9%) |
В системе AISI материалы обозначаются тремя-четырьмя цифрами: две первые – группа сталей, две другие — среднее содержание углерода. Буквы могут находиться после второй цифры, впереди или за цифрами.
Примеры: 410, 410S, 1045.
Коррозионностойкая сталь — основные виды
Коррозионостойкие сплавы определяют по их способности противостоять под действием большого набора естественных и искусственных коррозионных сред: атмосферных, подводной, грунтовой (подземной), щелочной, кислотной, солевой, среды блуждающих токов.
Стойкость проявляется к воздействиям химической, электрохимической, межкристаллитной коррозии.
Классификация нержавеющих сплавов регулируется нормативными документами ГОСТ, в которых описывается сталь в соответствии с производственными процессами и применением.
Сплавы делятся на несколько групп по критерию структуры. Они различаются по процентному содержанию углерода и составу легирующих компонентов. Эти соотношения определяют, где и каким образом может применяться тот или иной тип стали.
- Ферритные
- Мартенситные.
- Аустенитные.
- Комбинированные.
Ферритная группа
К группе ферритов относятся хромистые стали. Они маркируются литерой F. Стали с большим содержанием хрома — до 30%, и небольшим углерода – до 0,15%. Обладают ферромагнитными свойствами, то есть характеризуются намагниченностью за пределами магнитного поля при низкой критической температуре.
Для достижения оптимальных свойств регулируется и находится баланс между содержанием углерода и хрома.
Плюсы – высокая прочность и столь же высокая пластичность.
- Хорошая деформируемость в условиях холодной деформации.
- Высокая коррозийная стойкость.
- Может подвергаться термообработке методом отжига.
Идет на производстве трубопроката, листовых и профилированных промежуточных и конечных изделий.
- Химическая и нефтехимическая промышленность. Оборудование и конструкции для работы в кислотной и щелочной среде.
- Тяжелое машиностроение.
- Энергетика.
- Приборостроение для промышленности.
- Производство бытовой аппаратуры и приборов.
- Пищевая промышленность.
- Медицинская промышленность.
Примеры марок сталей по ГОСТ и их применения:
Сталь 08Х13 – ферритный хромистый сплав. Применяется для производства столовых приборов.
Сталь 12Х13 – ферритный хромистый сплав. Используется для хранения алкогольсодержащих продуктов.
Сталь 12Х17– ферритный хромистый жаропрочный сплав. В емкостях из него проводится высокотемпературная обработка пищевых продуктов.
Мартенситная группа
Под мартенситом понимается структура, которая получается в результате закалки заготовки или слитка металла с последующим отпуском. Закалка заключается в нагреве до температуры, которая превышает критическую, отпуск – последующее быстрое охлаждение металла.
В результате этого процесса перестраивается кристаллическая решетка, делая материал более твердым. Но может повыситься и хрупкость.
Такая процедура дает сплавы, в которых сочетаются
- Высокая твердость.
- Высокая прочность.
- Хорошая упругость.
- Устойчивость к коррозии.
- Жаропрочность.
Если повысить содержание углерода в сплаве, увеличиваются качества твердости и устойчивости к изнашиванию.
Сталь предназначена для изготовления металлоизделий для функционирования в агрессивных средах средней и слабой интенсивности. Свойство упругости позволяет изготавливать такие компоненты оборудования, как пружины, фланцы, валы. Из мартенситной и мартенситно-ферритной комбинированной стали изготавливают режущие элементы — ножи для конструкций в химической промышленности, а также в пищевой.
Сталь 20Х13, 30Х13, 40Х13 – мартенситный сплав. Применяется в производстве кухонного оборудования.
Сталь 14Х17Н2 — мартенситно-ферритный комбинированный сплав, содержит никель. Используется для производства компрессоров, оборудования для эксплуатации в агрессивных средах и при пониженной температуре.
Аустенитная группа
Аустенитный класс нержавеющих сталей отличается химическим строением, внедрением атомов углерода в молекулярную решетку железа. Содержит большой процент хрома и никеля – до 33%. Это высоколегированные металлы. Немагнитность позволяет применять сплавы в широком спектре производственных процессов.
- Пластичность в холодном и горячем состоянии.
- Прочность.
- Свариваемость на высоте.
- Стойкость к агрессивным средам, пример которых — азотная кислота.
- Экологическая чистота.
- Устойчивость к электромагнитным излучениям.
Для получения стабильного аустенита, гранецентрированной кристаллической решетки железа, сталь легируют никелем, повышая его содержание до 9%. Легирование проводится титаном и ниобием для повышения устойчивости к межкристаллитной коррозии. Такие сплавы получили наименование стабилизированных.
Коррозионностойкие стали группы относятся к труднообрабатываемым металлам. Для облегчения работы с ними применяют методы термообработки: отжиг и двойную закалку.
Отжиг проводится нагреванием до 1200 гр. С около 3-х часов. Остывание проходит в воде или масляной жидкости, или на открытом воздухе. Таким способом повышается гибкость сплава за счет снижения твердости.
Двойная закалка предполагает процесс нормализации твердого раствора металла при температуре 1200 гр. С. Вторично закалка проходит при 1000 гр. С. Происходит увеличение пластичности и жаропрочности – устойчивости к высоким температурам.
Применение
- Разнообразные емкости.
- Строительные конструкции.
- Трубы из коррозионностойкой стали.
- Агрегаты для нефтехимии и химического производства.
- Конструкции для нефтяных вышек, очистительных станций.
- Механизмы, работающие под водой, такие как, турбины.
- Силовые приборы в энергетической сфере.
- Компоненты и агрегаты для автомобилей, самолетов.
- Оборудование для продуктов питания.
- Медицинская, фармакологическая аппаратура.
- Элементы крепежа.
- Сварные конструкции.
- И другие виды продукции.
Сталь 12Х18Н10Т — высоколегированный хромистый сплав, с присадками никеля и титана. Из нее делают оборудование для нефтепереработки и химической промышленности.
Сталь 12Х18Н10Т — аустенитная хромистая сталь с присадкой никеля. Из нее изготавливаются трубопроводы для химической и пищевой индустрии с ограничениями по температуре.
Сталь 12Х15Г9НД — высоколегированный сплав, содержащий хром, марганец, никель, медь. Применяется в производстве трубопроводных систем и ёмкостей, работающих с органическими кислотами умеренной агрессивности
Комбинированные сплавы
Сочетают структуру и свойства аустенитно-мартенситной или аустенитно-ферритной категорий.
Аустенитно-ферритные стали содержат небольшое количество никеля, в них высокое содержание хрома (более 20%), легирование проводится ниобием, титаном, медью. После прохождения термической обработки отношение феррита и аустенита становится равновесным. Такие сплавы более прочные, чем аустенитные, отличаются пластичностью, устойчивостью к межкристаллической коррозии. Они хорошо выдерживают ударные нагрузки.
Аустенитно-мартенситная группа металлов с содержанием хрома в границах 12-18%, никеля в границах 3,7 -7,5%. Могут использоваться присадки алюминия. Упрочнение проводится закалкой при температуре более 975 гр. С, и последующим отпуском при температуре 450-500 гр. С. Они обладают повышенным показателем предела текучести: характеристики, которая указывает на напряжение, при котором рост деформации продолжается без роста нагрузки. Сплавы демонстрируют хорошую свариваемость и хорошие механические качества.
Типология сталей по хромовым и никелевым присадкам
Среди сталей коррозионностойкого ряда популярны хромистые и хромоникелевые.
Антикоррозионные железосодержащие материалы, в которых находится хром, иначе называют хромистыми сталями.
- Теплоустойчивые мартенситные хромистые (Cr менее 10%).
- Хромистые антикоррозийные. (Cr в составе не превышает 17%).
- Антикоррозионные и сложнолегированные (Наличие Cr в границах 12-17%).
- Хромо-азотистые и кислотоупорные ферритного типа (Состав Cr в границах между 16% и 17%).
- Жаростойкие легированные: с добавками алюминия, молибдена, кремния и иных металлов.
Для хромистых сплавов в целях усиления пластичности и стабилизации кристаллической решетки применяются стабилизирующие элементы, которые снижают содержание углеродной составляющей.
- Аустенитные с низким процентным показателем углерода и стабилизирующими элементами.
- Кислотостойкие, содержащие присадочные металлы.
- Жаропрочные, в составе которых процент никеля и хрома – свыше 20%.
- Аустенитно-мартенситные и аустенитно-ферритные с показателями никеля и хрома на среднем уровне.
Особенности производства коррозионностойких сталей
Все производственные процессы в металлургии регулируются нормативными документами ГОСТ и ТУ.
Это касается и металлов с антикоррозийными свойствами.
- Максимальная твердость по шкале Бринелля (НБ). Этот метод подразумевает испытание с помощью вдавливания с использованием способа восстановленного отпечатка или невосстановленного отпечатка и определяется по таблице.
- Относительное удлинение, измеряемое в %. Параметр определяет пластические свойства металла. Относительное удлинение – увеличение длины испытываемого образца после прохождения предела текучести до разрушения.
- Предел текучести в Н/м2. Характеристика механических особенностей материала, связанных с напряжением, при котором деформация увеличивается, когда нагрузка закончилась. Единица измерения – паскаль или ньютон на м квадратный.
- Сопротивление на разрыв или предел прочности в Н/м2. Максимальное значение напряжений материала перед тем, как он разрушится.
- Допуска по отклонениям процентного отношения химических элементов в готовой продукции
- Пределы процентного содержания химических элементов.
- Нижний предел массовой доли отдельных легирующих компонентов, таких как марганец.
- Процентное отношение вредных примесей цветных металлов: олова, свинца, висмута, сурьмы, кадмия, мышьяка и других.
Магнитные характеристики антикоррозионных сплавов
Параметр магнитности характерен для некоторых металлов. Он зависит от таких характеристик, как основная структура металла, состав и особенности сплавов.
Комбинации этих переменных предопределяют уровень магнитных характеристик.
Ферриты и мартенситы задают ферромагнитные характеристики сплавов. Они настолько же магнитные, как и углеродистая сталь. Магнитные виды материалов легко подвергаются сварке и штамповке, годятся для изготовления р инструментов с режущими поверхностями и столовых приборов.
Немагнитные сплавы – аустенитные и аустенитно-ферритные хромистых и марганцевых марок.
Отличаясь большой прочностью и коррозийной устойчивостью, широко применяются в строительной сфере и в разнообразных производственных процессах.
Читайте также: