Нержавеющая сталь что это

Обновлено: 26.04.2024

Поиск материала, устойчивого к атмосферной коррозии и действию агрессивных химических веществ, привел в 1913 году к появлению целого класса сплавов, по ряду потребительских характеристик превосходящих быстро ржавеющую высокоуглеродистую сталь. Новинку назвали нержавеющей сталью, а в народе прозвали нержавейкой.

Нержавеющая сталь представляет собой сплав железа и углерода, лигирующих веществ, которые придают ему дополнительные свойства. В качестве основной добавки используется хром.

Она не теряет популярности больше 100 лет: компания Специальные Стали и Сплавы предлагает купить нержавеющую сталь любого формата – трубы, прокат, арматуру, комплектующие.

Состав и свойства

Нержавеющая сталь – это сталь, подвергшаяся легированию хромом для улучшения коррозионной стойкости. Содержание хрома значительно изменяет технологические свойства сплава.

минимальный показатель для нержавеющих сталей

сплавы проявляют антикоррозионные свойства в обычных условиях или с применением слабоагрессивных веществ

устойчивость в агрессивных средах (50% азотная кислота)

Сплавы железа с хромом и никелем, в котором последних больше 50%, называются суперсплавами. Их используют в высокоагрессивных средах, где требуется прочность на долгое время и категорически недопустимы аварии – например, реактивные двигатели, газовые турбины.

Основа нержавеющего сплава – железо (Fe), углерод (C), хром (Cr), однако есть другие добавки, которые влияют на характеристики конечного продукта:

никель (Ni), кроме улучшения антикоррозионных свойств, повышает жаростойкость;
медь (Cu, 0.2-0.4 %) повышает сопротивление атмосферной коррозии;
ниобий (Nb) вместе с молибденом (Mo) поднимают рабочую температуру сплава;
кобальт (Co) продлевает время эксплуатации за счет снижения износа.

Содержание примесей зашифровано в названиях марок стали.

Классификация

Нержавеющие сплавы классифицируют, беря за основу микроструктуру элементов в α-железе.

Выделяют следующие классы:

Аустенитная обладает отличными техническими характеристиками – повышенной стойкостью, пластичностью, упругостью. Используют в машиностроении.

Дополнительно выделяют комбинированные сплавы: мартенсито-ферритные, аустенито-ферритные, аустенито-мартенситные. Они сочетают и преумножают свойства родительских классов.

Ферритные и аустенитные стали – самые употребимые, их доля на рынке и в производстве приближается к 95%.

Принципы маркировки

В силу глобализации экономик для стандартизации разных видов нержавеющих сплавов на территории Российской Федерации используются как ГОСТы, так и AISI – общепринятый американский стандарт.

В основу ГОСТа положена буквенно-цифровая система. Заглавными буквами кириллического алфавита обозначают легирующие металлы и присадки:

Числа в описании марки означают количество элемента в процентах. Пишутся после буквенного индекса.

Первое число, с которого начинаются марки по ГОСТу – процент углерода в составе, умноженный на десять. Десятичные дроби округляют до целого. Если после буквы нет числа, это означает, что содержание этого элемента меньше 1.5%.

Например, малоуглеродистая (0.08% углерода) сталь 08Х17Н13М2 содержит 17% хрома, 13% никеля, 2% молибдена.

Стандарты AISI общеупотребимы в ЕС, США, опционально (для поставок на зарубежные рынки) в Малайзии, Китае, Японии. Маркировка включает три цифры, буквы используются часто, но не обязательны. Первая цифра – это класс стали (2 и 3 – аустенитные, 4 – совместно ферритные и мартенситные). Остальные цифры – порядковый номер сплава в сводной таблице AISI, а не, как с ГОСТом, отсылка к составу.

Иногда в конце записи добавляют буквы. Они указывают на дополнительные факторы (например, повышенное содержание определенных элементов):

По форме записи марки в системе AISI нельзя понять состав и свойства, однако можно свериться с подробными таблицами.

Серия 200 – аустенитные стали. Пластичны, обладают высокой антикоррозионной стойкостью. Рекомендована эксплуатация в слабо и умеренно агрессивной среде.

высокая пластичность и прочность за счет высокого содержания C, Mn, Cu, S

бытовые приборы, строительные конструкции

Серия 300 - аустенитные стали. Считаются универсальными.

устойчивость перед атмосферной коррозией, слабокислыми растворами

бытовое и медицинское оборудование, техника; запчасти для автомобилей

пружины, стопорные кольца

добавлена сера, снижена коррозионная стойкость

пищевая нержавейка, выдерживает агрессивную среду

посуда, кухонная утварь, фармацевтическое и химическое производство

содержит молибден, устойчива к высоким температурам, есть обогащенный титаном подвид 316Ti

нефтегаз, нефтехимия, судостроение, авиапромышленность, строительство

10% титана, держит температуру до 800 градусов.

системы отопления, авиация

Серия 400 содержит мало углерода и много хрома.

запчасти для ударных нагрузок – на прессы, насосы, клапаны

коррозионная стойкость при высоких температурах

ножи, кухонная посуда и утварь

пищевая промышленность, строительство, нефтехимия

добавлен титан, ниобий; не перегревается, не деформируется при нагреве.

Все марки нержавеющей стали можно купить в магазине компании Специальные Стали и Сплавы. При необходимости менеджеры помогут выбрать подходящую под определенные задачи марку.

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.

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: состав, свойства, маркировка

Нержавеющая сталь представляет собой сплав, состоящий из железа и добавок углерода. Эти элементы считаются основными. Помимо них в сплаве присутствуют лигирующие вещества, которые придают ему дополнительные свойства. В качестве основной добавки используется хром. Он должен присутствовать в коррозийном сплаве в количестве не меньшим 10,5 процентов. Никель также является основополагающим элементом, который регулирует технические характеристики.

Таблица марок аустенитных сталей по ГОСТу и AISI, их основные области применения

Марка по ГОСТу 5632	Марка по AISI	Области применения
12Х18Н10Т	321	Технологические линии химической индустрии и предприятий нефтепереработки
08Х18Н10	304	Технологические трубопроводные системы в химической и пищевой индустрии, ограниченный ассортимент посуды, не включающий изделия для горячей обработки пищи
08Х17Н13М2	316	Технологическое оборудование химической индустрии, использование в качестве «пищевого» материала
12Х15Г9НД	201	Емкости и трубопроводы, контактирующие с органическими кислотами и умеренно агрессивными средами

Методы классификации нержавеющей стали

В зависимости от количества разнообразных добавок проводится классификация сталей по структуре. Выделяются следующие виды:

Ферритная. Малоуглеродистая сталь с содержанием данного элемента до 0,15 процентов. Хрома в таком составе должно быть до 30 процентов. Сплав обладает высокой пластичностью и прочностью. Относится к классу ферромагнитных. Хорошо переносит холодную деформацию. В основном обрабатывается отжигом, который снимает наклеп. Данный процесс придает стали стойкость к коррозии.

Мартенситная. Содержание углерода у этой марки составляет до 0,5 процента, хрома до 17 процентов. Структура сплава получается вследствие закалки и последующего отпуска. Она обладает свойством устойчивости к коррозии, стойкостью, повышенной твердостью, упругостью. Используется для изготовления деталей, которые предназначены для работы в агрессивных средах.

Аустенитная. Это целый класс сталей, для которых характерна повышенная стойкость к коррозии и пластичность в различных состояниях. Хорошо подвергается обработке и сварке. Данный класс делится на два подкласса, к которым относятся стабилизированные и нестабилизированные стали. В стабилизированные марки добавляется титан и ниобий, которые укрепляют кристаллическую решетку и защищают ее от коррозии.

Таблица марок нержавеющих сталей ферритного класса по ГОСТу и AISI, основные сферы использования

Марка по ГОСТу 5632	Марка по AISI	Области применения
08Х13	409	Столовые приборы
12Х13	410	Емкости для жидких алкогольсодержащих продуктов
12Х17	430	Емкости для высокотемпературной обработки пищевой продукции

Наиболее популярные марки и сферы их применения нержавеющей стали

Все марки нержавеющей стали можно разделить на несколько типов: 200-я, 300-я, 400-я. К каждому из этих классов относится несколько разновидностей. К 200-й относится марка AISI 201. Она практически не отличается от классов выше, но немного уступает им по своим антикоррозийным свойствам. Однако, имеет весьма существенное отличие в цене. К 300-й серии относятся такие марки:

AISI 304. Хорошо сваривается. Нашла широкое применение в пищевой промышленности.

AISI 316. От предыдущей марки отличается тем, что в ее состав входит молибден (2%), это делает сталь более устойчивой к коррозии. Способна сохранять свои свойства под воздействием высоких температур и кислотных сред. Используется в судостроительной, химической и нефтегазовой промышленности.

AISI 316T. В данной стали присутствует титан, который дает возможность использовать изделия при высоких температурах и под воздействием хлорид-ионов. Применяется в химической, газовой и пищевой промышленности.

AISI 321. Содержит большое количество титана. По этой причине способна переносить высокие температуры до 800 градусов. Хорошо подвергается сваркой. Из нее изготавливаются бесшовные трубы.

400-я серия отличается тем, что в ней практически отсутствуют посторонние элементы. Все они заменяется содержанием большого количества хрома. Углерод в данной стали присутствует в минимальных количествах. Сплав очень пластичен и хорошо сваривается. Сталь данного класса представлена маркой AISI 430.

Правила маркировки нержавеющей стали

При маркировке создается обозначение, которое содержит цифры и буквы. Первое двузначное число указывает на наличие углерода и его количество. После этого значения идут буквы, которые показывают наличие лигирующих добавок. После указания этих элементов в виде цифры указывается их количество с округлением до целого числа. В случае, когда это число составляет 1-1,5 процента цифра будет отсутствовать.

Как расшифровать маркировку

Каждая буква, которая содержится в маркировке стали имеет свое определенное значение:

Х – содержание хрома;
Н – содержание никеля;
Т – содержание титана;
В – содержание вольфрама;
Г – содержание марганца;
Д – содержание меди;
М – присутствие молибдена.

В каких сферах применимы свойства нержавеющей стали

Нержавеющая сталь обладает высокими антикоррозийными свойствами, которые позволяют ее применять при изготовлении различного рода деталей, которые предназначены для эксплуатации в неблагоприятных условиях. Она используется практически во всех сферах производства: в химической, пищевой, авиационной промышленности, электроэнергетике, транспортном машиностроении. Некоторые марки способны сохранять свои свойства даже под воздействием высоких температур, которые доходят до 800 градусов.

Читайте также: