Нержавеющая сталь для строительных конструкций

Обновлено: 06.05.2024

К нержавеющим относят стали с содержанием хрома не менее 10,5 %. Их общее свойство – высокая коррозионная стойкость. При этом различают несколько видов и типов нержавеющих сталей, а количество известных марок исчисляется десятками. В целом такие материалы можно классифицировать по нескольким признакам.

1. Основные свойства

По основным свойствам нержавеющие стали делятся на три типа:

Жаропрочные отличаются термостойкостью и способностью сохранять механическую прочность при высоких температурах. К ним относятся марки AISI 310 (20Х23Н18), AISI 309 (20Х20Н14C2), AISI 314 (20Х25Н20С2) и другие.
Коррозионностойкие хорошо переносят длительные контакты с агрессивными средами. К ним относятся марки 12Х17, 40Х13, 20Х13 и другие.
Жаростойкие обладают одновременно свойствами жаропрочных и коррозионностойких сталей: они хорошо переносят длительные контакты с агрессивными средами при температуре более 500 °С. К ним относятся марки 15Х25Т, 15Х6СЮ, 08Х17Т и другие.

2. Химический состав

В зависимости от химического состава различают три вида нержавеющих сталей:

Хромомарганцевые и хромомарганцевоникелевые стали отличаются повышенным содержанием марганца и никеля. При добавлении этих элементов стали упрочняются и становятся износостойкими. Их удобно использовать в условиях повышенной истираемости. К таким относятся марки 07Х21Г7АН5, 03Х20Н16АГ6, 10Х14Г14Н4Т и другие.
Никелевые и хромоникелевые стали содержат больше никеля. Он повышает пластичность, вязкость и ударную прочность материалов. Такие стали хорошо переносят холодную и горячую деформацию. К ним относятся марки 08Х18Н10, 02Х18Н11, 12Х18Н10Т и другие.
Хромистые стали – это нержавеющие стали в чистом виде. Их главное достоинство – коррозионная стойкость. К ним относятся марки 08Х13, 12Х13, 15Х28 и другие.

Из нержавеющей стали изготавливают различные виды металлопроката

3. Структура

Еще один способ классификации нержавеющих сталей – пространственная структура кристаллов. На нее оказывают прямое влияние вид и количество легирующих элементов. В зависимости от особенностей структуры различают четыре типа нержавеющих сталей:

Ферритные содержат мало углерода (не более 0,15 %) и до 30 % хрома. Такие материалы обладают отличными магнитными свойствами, пластичностью, способностью к холодной деформации и устойчивостью к воздействию агрессивных сред. Их часто используют в химической и тяжелой промышленности, при изготовлении бытовых электроприборов или отопительных приборов. К ферритным относятся марки AISI 409 (из нее изготавливают столовые приборы), AISI 410 (из нее изготавливают емкости для продуктов, содержащих алкоголь, детали котлов, фильтры), AISI 430 (из нее изготавливают емкости для пищевых продуктов, подлежащих высокотемпературной обработке) и другие.
Аустенитные содержат не менее 7 % никеля и около 18 % хрома. Такие материалы обладают кислотоустойчивостью, высокой прочностью и твердостью, отличной пластичностью, хорошей свариваемостью и высокой коррозионной стойкостью, но не имеют магнитных свойств. Их активно используют в разных отраслях промышленности. К аустенитным относятся марки AISI 321 (ее используют в технологических линиях на химических и нефтеперерабатывающих предприятиях), AISI 201 (из нее изготавливают емкости и трубы, контактирующие с органическими кислотами), AISI 304 (ее используют для изготовления трубопроводов на химических и пищевых предприятиях) и другие.
Мартенситные содержат 11–13 % хрома и до 0,5 % углерода. Такие материалы обладают высокой прочностью, твердостью, износостойкостью, упругостью и коррозионной стойкостью. Они удобны для изготовления режущих инструментов, турбин и ответственных конструкций. К мартенситным относятся марки AISI 420 (ее используют для изготовления кухонного оборудования, подшипников, измерительного инструмента), AISI 431 (из нее изготавливают детали компрессорных установок и оборудование, которое эксплуатируют при низких температурах) и другие.
Ферритно-аустенитные содержат 18–28 % хрома и 4,5–8 % никеля. Такие материалы сочетают в себе свойства ферритных и аустенитных сталей. Они отличаются прочностью и гибкостью, хорошей свариваемостью, высокой коррозионной стойкостью. Такие стали востребованы в судостроении, бумажной и нефтехимической промышленностях. К ферритно-аустенитным относятся марки 08Х22Н6Т (ее используют в химической и пищевой промышленности, для изготовления сварочного оборудования), 08Х21Н6М2Т (ее используют для изготовления сварных конструкций, работающих в агрессивных средах) и другие.

Изделия из нержавеющей стали

Марки стали

Насчитывается несколько сотен марок нержавеющих сталей. Наиболее популярные из них, которые мы еще не называли в этой статье, следующие:

AISI 316 используют для изготовления изделий, предназначенных для эксплуатации в хлористой среде или морской воде;
12Х13 оптимальна для деталей и изделий, эксплуатирующихся при температурах до +500 °С;
20Х13 применяют для изготовления деталей турбин, поршневых колец, труб и других изделий, предназначенных для эксплуатации под нагрузкой при температурах до +500 °С;
95Х18 оптимальна для изготовления осей, втулок, ножей, подшипников и других изделий;
AISI 316Ti применяют для изготовления резервуаров, инструмента и деталей, контактирующих с кислотами или морской водой;
AISI 201 востребована для изготовления мебельной фурнитуры, автомобильных деталей, газовых и электроплит;
14Х17Н2 оптимальна для изготовления деталей, предназначенных для эксплуатации при температурах до +800 °С;
12Х18Н10Т применяют для изготовления патрубков, теплообменников, труб и прочих изделий, эксплуатируемых под давлением при температурах до +600 °С;
10Х17Н13М2Т удобна для изготовления сварных конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах при температурах до +600 °С.

Нужно учитывать, что марки сталей, имеющие одинаковые свойства, но изготовленные по разным стандартам, отличаются обозначением. В качестве примера ниже указаны некоторые из них:

Обозначение марок сталей в зависимости от страны

Заключение

Нержавеющие стали – удобные и востребованные материалы. В кратком обзоре сложно дать исчерпывающую информацию по всем видам, типам и маркам. При необходимости обращайтесь за консультацией к нашим специалистам.

Углеродистые и нержавеющие стали: чем они различаются и где используются

Оба вида сталей – углеродистые и нержавеющие – востребованы в различных отраслях. В этой статье мы рассмотрим, какие у них есть различия в характеристиках и сфере применения.

Особенности углеродистых сталей

Такие материалы представляют собой сплавы на основе железа с содержанием ряда примесей. Некоторые из них относят к полезным. Например, марганец повышает твердость, износоустойчивость и ударную прочность, а углерод – прочность и упругость. Другие считают вредными. Так, сера повышает хрупкость материалов при высоких температурах, снижает их прочность, пластичность, свариваемость и коррозионную стойкость, а фосфор отрицательно влияет на показатели прочности, коррозионной стойкости и пластичности.

Основная примесь в углеродистых сталях, как понятно из названия, – углерод. От его содержания зависит деление материалов на несколько видов:

Если углерода в стали не более 0,25 %, ее относят к низкоуглеродистой. Она подходит для изготовления деталей, не эксплуатирующихся при высоких нагрузках.
При содержании углерода от 0,25 до 0,6 % – к среднеуглеродистой. Такая сталь востребована в общем и транспортном машиностроении.
Если углерода в стали не более 0,65 %, ее относят к высокоуглеродистой. Она оптимальна для изготовления ударно-штампового или измерительного инструмента, а также деталей с высокой износостойкостью.

С увеличением содержания углерода повышается прочность и твердость стали, но ухудшается ее пластичность. При преодолении рубежа в 1 % прочность снова начинает снижаться.

Содержание серы и фосфора тоже заметно влияет на характеристики металла. Чем их меньше, тем качественней считается сталь. Ее принято классифицировать следующим образом:

Если серы в материале не больше 0,06 %, а фосфора не больше 0,07 %, его относят к стали обычного качества.
При содержании серы и фосфора не больше 0,035 % материал считают качественным.
Если серы и фосфора в стали не больше 0,025 %, ее относят к высококачественной.
При содержании серы не больше 0,015 % и фосфора не больше 0,025 % материал считают особо высококачественным.

Где применяют углеродистые стали

По назначению такие материалы делят на инструментальные, конструкционные и стали общего назначения. Первые используют для изготовления ударно-штампового или измерительного инструмента. Вторые применяют в строительстве и машиностроении для изготовления деталей для различного оборудования, элементов строительных конструкций, крепежных деталей и другого.

Стали общего назначения востребованы при изготовлении резервуаров, труб, заклепок и прочих изделий, для которых важна пластичность (для этого используют стали марок Ст1 или Ст2). Также их используют для получения горячекатаного фасонного и листового проката, для которого важна легкость обработки и хорошая свариваемость (для этого применяют стали марок Ст3 или Ст5).

Углеродистые стали используют в машиностроении для изготовления различных деталей

Особенности нержавеющих сталей

При выплавке нержавеющей стали в нее добавляют легирующие элементы: хром, никель, марганец и другие. Их количество зависит от свойств, которые нужно получить. Главное из них – коррозионная стойкость.

Нержавеющие стали делят на две группы. К первой относятся хромистые материалы с содержанием хрома до 14 %. Их яркие отличительные свойства – высокая твердость и прочность, устойчивость к воздействию агрессивных веществ (щелочей, кислот, морской воды). Ко второй группе относятся хромоникелевые стали. Для них характерна меньшая прочность, но высокая пластичность, хорошая свариваемость и возможность обработки штамповкой.

Также производители изготавливают нержавеющие стали специального назначения. Они отличаются повышенной окалиностойкостью, износоустойчивостью при работе в высокотемпературных средах, способностью работать при перепадах давления и прочими свойствами.

экологичность;
легкость обработки;
способность выдерживать ударные нагрузки;
пластичность;
способность служить до 50 лет.

Где применяют нержавеющие стали

Нержавеющие стали востребованы при изготовлении:

трубопроводов или отводов для газов;
кожухов коллекторов;
хирургических и стоматологических инструментов;
кухонной утвари, эскалаторов или элементов тюнинга автомобилей;
агрегатов для хранения азота и сосудов для хранения кислот.

Нержавеющая сталь – важнейший материал для изготовления хирургических инструментов

По этому краткому обзору можно сделать следующий вывод: нержавеющие стали следует отнести к узкоспециализированным материалам, которые используют тогда, когда важна устойчивость к воздействию влаги и агрессивных веществ. По этому параметру углеродистые стали не могут конкурировать с нержавеющими, но у них намного более широкая сфера применения.

Чем отличается пищевая нержавеющая сталь от обычной

Изделия из нержавеющей стали широко востребованы в быту и производственной сфере. Нержавейка бывает технического и пищевого типа. Разберемся, чем они отличаются и как понять, какой металл перед вами.

Отличить пищевую нержавейку от обычной несложно. Главное – знать ее свойства

Отличия пищевой и технической нержавеек

Пищевая нержавейка востребована в сфере питания, например в ресторанном бизнесе, на молочном производстве. Изделия из этой стали используют и хозяйки на кухне.

Из технической нержавейки изготавливают различные детали на производстве, например трубы, фитинги, клапаны.

Как обычному человеку понять, какая перед ним нержавейка – пищевая или нет?

Основная особенность состоит в том, как обработано покрытие материала. Если он предназначен для непосредственного контакта с продуктами питания, то поверхность будет гладкой, без абразива. Материал для производственных целей имеет матовую, слегка шероховатую поверхность.

Изделие из пищевой нержавеющей стали будет постоянно соприкасаться с едой, поэтому для защиты от коррозии в состав металла включают хром, реже – никель и титан. Этот тип нержавейки не меняет цвет и не теряет внешний вид независимо от того, в каких условиях эксплуатируется.

Техническую нержавейку не используют для приготовления пищи, поэтому она менее стойкая. Например, если опустить такую сталь в уксус, она потемнеет.

Все типы пищевой стали легируют никелем. Он увеличивает прочность металла. Сплавы с добавлением титана устойчивы к высокой температуре и агрессивной среде. Сталь, легированная молибденом, защищена от точечной ржавчины.

Назначение пищевых сталей в зависимости от типа

Назначение конкретного типа пищевой стали зависит от ее физических и механических характеристик. Рассмотрим особенности разновидностей пищевой нержавейки, изготовленной по стандарту AISI:

201 – сбалансированный химсостав, простая обработка в охлажденном виде. Можно использовать в широком диапазоне температур. Устойчива к воздействию органической кислоты, отличается надежностью и пластичностью.
304 и 304L – хорошо свариваются и обладают высокой прочностью. Отличаются стабильностью в среднем температурном диапазоне, чувствительны к высоким температурам и химическим веществам. Поэтому предметы из данных сплавов можно использовать для непродолжительного контакта с горячими и органическими составами.
310, 310 S, 314 – хорошая стойкость к износу, коррозии, высоким температурам. Из них чаще всего изготавливают жаропрочные детали и предметы.
316 – стабильность при резком перепаде температур. Сталь легка в обработке, не выделяет токсичные вещества в процессе сварки. Изделия из нее не подвергаются внутренней коррозии.
316 Ti, 316 L, 321 – наличие титана. Он повышает механическую прочность сплава, благодаря чему изделие можно использовать для прямого контакта с щелочью и кислотой.
410, 410S – просты в термической обработке, хорошо поддаются полировке. Их отличают стойкость к появлению окалин и повышенная ударная вязкость. Сплавы используют в среде со слабой агрессивностью, например в растворе органической кислоты или соли. Также их применяют для изготовления установки, которая будет работать под высоким давлением.
430 – универсальные показатели надежности, теплопроводности, стойкости к агрессивной среде. Из этой нержавейки изготавливают оборудование, инструменты для работы с пищевыми продуктами, емкости для перевозки жидкостей и сыпучих веществ.
904L – самый высокий уровень защиты от коррозии. Применяют для использования в сложных условиях агрессивной среды. Металл имеет наивысшую устойчивость к ржавчине точечного, щелевого и межкристаллитного типа.

Без пищевой нержавейки сегодня невозможно представить кухонную посуду и столовые приборы

Сферы применения пищевой нержавейки

Нержавеющая сталь широко применяется в сфере общепита и в быту. Ее используют для создания оборудования, деталей, кухонной посуды и столовых приборов. Из нее изготавливают поверхность плит, работающих на газе и электричестве, трубы для транспортировки молочной продукции, жидкостей продовольственного назначения.

Без качественной стали не обходится производство емкостей для хранения продуктов питания, бочек, резервуаров для брожения.

В заведениях общественного питания используют такие изделия из устойчивой к коррозии стали, как оборудование, посуду, мойки, краны, подставки, запчасти для холодильных камер и поверхности духовых шкафов. В пищевых цехах из нее делают щиты для столов и стен.

Еще одно достоинство пищевой нержавейки в том, что эта сталь предотвращает образование плесени и грибков, что важно при производстве и хранении продуктов питания.

Характеристики нержавейки

В современном мире нержавейка является незаменимым материалом при производстве разных разновидностей изделий. Она применяется в пищевой, медицинской, металлургической и военной промышленности.

Свойства нержавейки

Сегодня такой материала, как нержавейка является достаточно популярным при производстве многих изделий промышленного и бытового назначения. Нержавеющая сталь представляет собой материал, который производится из стали с добавлением отдельных примесей, которые замедляют или делают процесс образования коррозии на металле невозможным.

Основным достоинством нержавеющей стали является то, что она обладает высоким уровнем устойчивости к появлению ржавчины.

В зависимости от добавленных к стали элементов нержавейка может обладать разными внешними качествами и свойствами. Если каких-либо примесей будет больше или меньше, то процесс коррозии либо будет вообще невозможен, либо он появится спустя длительное время использования предметов, созданных из данного материала.

Нержавеющая сталь применяется для производства промышленного и бытового оборудования, посуды и многих других вещей, которые сталкиваются с влиянием агрессивной среды.

На промышленных предприятиях нержавейку получают путем добавления к стали таких элементов, как:

В зависимости от того, какие виды стали производятся, определяется количество тех или иных элементов в нержавейке. Благодаря данным веществам сталь меняет свои физические и химические свойства, что позволяет использовать этот, материал для изготовления разного рода продукции.

Все добавляемые к стали элементы влияют на ее качества. Для того чтобы получить материал, устойчивый к появлению коррозии и обладающий высоким уровнем прочности, добавляется:

молибден,
марганец,
титан,
никель.

В стали также не обойтись и без таких элементов, как

марганец,
фосфор,
сера,
кремний,

Нержавейка сама по себе является уникальным материалом. Она не только обладает рядом преимуществ, но и отличными внешними качествами. Ее сияющая поверхность позволяет использовать этот материал в качестве декоративной отделки зданий и ограждений. Нержавеющая сталь чаще всего становится основной для создания перил для лестниц.

Таблица. Технические характеристики нержавейки.

Сталь хромоникелевая	Хромистая никелевая молибденовая			Жароупорная	Хромистая
Тип ASTM (AISI)	304	304L	321	316	316L	316 Ti	310S	430
Удельный вес (гр/см)	7,95	7,95	7,95	7,95	7,95	7,95	7,95	7,7
Структура	Аустенитная							Ферритная
Способность электрического

Преимущества нержавейки

Главные преимущества, которые дает использование нержавеющей стали:

Изделия приобретают прочность. Они становятся более надежными и могут прослужить длительное время, которое составляет более десяти лет.
Жаропрочность. Изделия могут выдерживать перепады температур и приобретают устойчивости к высоким температурам.
Изделия становятся устойчивыми к любым условиям окружающей среды.
Изделия производятся из экологически чистого материала.
Изделия получаются привлекательными с точки зрения внешних характеристик.
Изделия не подвергаются образованию ржавчины и налета.

В целом можно отметить, что применение нержавеющей стали при производстве разнообразных видов изделий является эффективным способом получения качественной продукции, которая способна прослужить долгие годы.

Виды нержавейки

На современных промышленных предприятиях производится большое многообразие вариантов нержавейки. Все они обладают различными физическими и химическими характеристиками, которые следует учитывать при выборе продукции для производства тех или иных изделий.

Практически в каждом аспекте человеческой жизнедеятельности невозможно обойтись без нержавеющей стали. Из нее производятся разные виды изделий, которые применяются не только на промышленных предприятиях или в медицине, но в быту. Электроника, посуда, медицинские инструменты, приборы для домашнего использования, оружие и многое другое производится из разных видов стали. Главным образом используются для таких целей аустенитные виды стали.

Все есть несколько видов стали, которые представлены следующими вариантами:

Аустенитные стали. Они состоят из самой стали с добавлением примерно 20 процентов хрома, 4.5 процентов никеля.
Дуплексные стали состоят из 25 процентов хрома, полутора процентов никеля и в некоторые марки добавляется азот в небольшом количестве.
Ферритные стали характеризуются содержанием хрома до 29 процентов.
Мартенситные стали содержат до 13 процентов хрома и до 4 процентов никеля.
Иные виды сталей характеризуются тем, что в них добавляется меньшее количество хрома и никеля. Однако в них есть множество примесей разных элементов.

Внимание: При производстве нержавейки необходимо использовать согласно стандартам качества не менее 10.5 процентов хрома.

В нашей стране на производственных предприятиях используется преимущественно аустентичная сталь, которая представлена несколькими марками трехсотой и четырехсотой серий.

Статьи по теме

Легированная сталь

В современном мире имеется большое количество разновидностей стали. Это один из самых востребованных материалов, который используется практически во всех отраслях промышленности.

Марки нержавеющей стали

В начале прошлого столетия специалистам в области металлургической промышленности удалось заметить, что взаимодействие хрома и кислорода является лучше, чем с железом.

Читайте также: