Нержавеющая сталь состав сплава

Обновлено: 29.04.2024

В 1913 году английский металлург Гарри Брирли (Harry Brearley) экспериментировал со сплавами, изучая их свойства. Соединив железо, хром и углерод, он обнаружил, что полученный сплав чрезвычайно устойчив к коррозии. Так появилась нержавеющая сталь, и этот момент стал важнейшей вехой в истории металлургии и многих других областей деятельности.

Нержавеющая сталь — это сплав на основе железа, в который для придания ему стойкости к коррозии добавлены другие элементы. Основной из них — хром: в разных марках нержавейки его содержится до 27%. Кроме того, в сплаве обязательно присутствует углерод, придающий ему прочность и твёрдость, и некоторые другие элементы, определяющие физико-механическое свойства нержавеющей стали — кремний, фосфор, сера, марганец, никель, молибден, кобальт, титан.

Предмет особого внимания — хром, содержащийся в нержавеющей стали. Благодаря его наличию на поверхности материала образуется тонкая, но прочная оксидная плёнка. Именно она защищает сплав от коррозии и позволяет нержавейке называться именно так.

высокую прочность;
свариваемость;
обрабатываемость методом холодной формовки;
долговечность даже при интенсивной эксплуатации;
характерный привлекательный блеск.

Классификация

За время, прошедшее с момента изобретения Гарри Брирли нержавеющей стали, металлурги создали огромное количество её марок — оно исчисляется сотнями. Такое многообразие нуждалось в строгой классификации, и специалисты разработали её.

ферритные стали. Отличаются не только исключительной стойкостью к коррозии, но и хорошей намагничиваемостью, необходимой в ряде случаев, имеют невысокую стоимость. Пример — сталь 02Х18М2БТ;
аустенитные марки. Характеризуются особой прочностью и пластичностью, благодаря которым получили широчайшее распространение. Пример — сталь 08Х18Н9;
мартенситные стали. Имеют игольчатую углеродную структуру. Отличаются повышенной износостойкостью. Изделия из них могут использоваться при высоких температурах. Пример — сталь 10Х13;
материалы с комбинированной структурой — аустенитно-ферритные (например, 03Х23Н6), аустенитно-мартенситные (например, 07X16Н6) и ферритно-мартенситные (например, 12X13). Объединяют свойства и достоинства перечисленных выше видов нержавеющей стали.

. Основное их достоинство, как можно понять по названию этой группы — максимальная устойчивость к коррозии; . Эти материалы сохраняют коррозионную стойкость даже при очень высоких температурах и активном воздействии агрессивных соединений; . Нержавеющие стали этой группы сохраняют механическую прочность при высоких температурах.

Маркировка

В нашей стране применяется буквенно-цифровая система маркировки нержавеющих сталей, зафиксированная в ГОСТ 4543-71. Первое число в обозначении любой марки материала — содержание в нем углерода, выраженное в сотых долях процента. Далее используются буквы, указывающие на легирующие добавки (Х — на хром, М — на молибден, Н — на никель и так далее), и числа, обозначающие процентное содержание этих добавок в сплаве.

Для наглядности рассмотрим конкретный пример — нержавеющую сталь марки 12Х13. По этому обозначению мы можем понять, что в сплаве содержится 0,12% углерода и 13% хрома.

Зная о видах нержавеющей стали и понимая принципы их маркировки, можно правильно подобрать марки материала для использования в конкретных отраслях. Нержавейка используется в очень многих из них, и особое место занимают химическая и пищевая промышленность.

Использование нержавеющей стали в химической промышленности

Оборудование, инструменты и другие изделия, используемые на предприятиях химической промышленности, регулярно подвергаются воздействию агрессивных сред, нередко — высоких температуры и давления. Для таких условий эксплуатации оптимально подходит аустенитная нержавеющая сталь — например, марки 08X18H10. Её отличительная особенность — устойчивость к воздействию окисляющих сред. Из этого материала изготавливают химические сосуды высокого давления, детали, контактирующие с пищевыми кислотами и водяным паром, элементы морозильных и охлаждающих устройств, другие изделия.

Химическая аппаратура для работы с соляной и серной кислотой требует использования более коррозионностойких, чем аустенитные, нержавеющих сталей. Ее изготавливают из сплавов на железноникелевой и некоторых других основах — например, из стали марки 04ХН40МТДТЮ.

Цилиндры из нержавейки для химической промышленности

Детали химического оборудования, работающие на износ, но не подверженные воздействию агрессивных сред — например, режущие инструменты — выпускаются из мартенситных и мартенсито-ферритных сталей. Речь идет о 30Х13, 40Х13, некоторых других марках нержавейки.

Свои марки используются для изготовления многих других изделий, востребованных в химической промышленности — моечных ванн, лабораторной посуды и мебели, измерительного оборудования, производственных столов, стеллажей, вытяжек и прочего.

Использование нержавеющей стали в пищевой промышленности

Предметы, используемые в производстве, транспортировке и хранении продуктов питания, эксплуатируются в сложных условиях — на них воздействуют жидкости, высокие температуры, агрессивные среды. Нержавеющая сталь с её коррозионной стойкостью и жаропрочностью хорошо подходит для пищевой промышленности, но с оговоркой — далеко не все ее виды.

Кастрюля из пищевой нержавеющей стали

безопасны в гигиеническом и токсикологическом отношении;
не боятся регулярного воздействия высоких температур;
отличаются прочностью и устойчивостью к износу;
с легкостью очищаются от загрязнений;
нечувствительны к воздействию агрессивных сред;
имеют привлекательный внешний вид.

Группа марок, подходящих для пищевой промышленности — нержавеющие стали 20Х13–40Х13. Эти материалы отлично противостоят коррозии, включая высокотемпературную. Из них изготавливают емкости и посуду для термической и гигиенической обработки продуктов питания, производственные и бытовые мойки, другие изделия.

Большое распространение получил сплав 08Х17. Эта нержавеющая сталь устойчива к коррозии даже при воздействии серосодержащих сред, в ней оптимально сочетаются пластичность и прочность, она имеет высокую теплопроводность. Эти качества позволяют использовать сплав для изготовления посуды и других емкостей для термической обработки пищевых продуктов.

Весьма популярна нержавеющая сталь 08Х13. Металлическая кухонная посуда — красивая, практичная и долговечная — чаще всего изготавливается именно из неё.

Стол из нержавеющей стали

В спиртовом производстве и виноделии используется нержавейка марки 12Х13. Её достоинства — исключительно высокие жаропрочность и коррозионная стойкость, сохраняющиеся даже при воздействии слабоагрессивных сред. Из этой стали изготавливают резервуары, детали коммуникаций пищевых производств, арматуру и другие изделия.

Заканчивая обзор, можно с уверенностью сделать вывод: представить себе современную химическую и пищевую промышленность без нержавеющей стали разных марок уже невозможно.

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Нержавеющая сталь: состав, свойства, марки, маркировка

Высокая популярность такого материала, как нержавеющая сталь, объясняется ее уникальными характеристиками, которыми не обладают обычные углеродистые стальные сплавы. Благодаря большому разнообразию марок нержавеющих сталей, представленных на современном рынке, их можно подбирать для успешного решения технологических задач различного характера.

Внешний вид сооружений из нержавеющей стали не изменяется на протяжении всего срока эксплуатации

В чем состоит уникальность нержавеющих сталей

Нержавеющая сталь была запатентована в Англии в 1913 году. Автором данного изобретения, которое, без преувеличения, стало важнейшим этапом развития не только сталелитейной, но и других отраслей промышленности, является металлург Гарри Бреарли.

Наделить обычные стальные сплавы уникальными характеристиками и получить из них коррозионностойкие стали позволило добавление в их химический состав такого элемента, как хром.

Именно хром, которого в составе нержавеющих стальных сплавов должно быть не менее 10,5%, обеспечивает данным материалам такие характеристики, как:

исключительно высокая устойчивость к коррозии;
очень высокая прочность;
хорошая свариваемость;
простота обработки методами холодной деформации;
длительный эксплуатационный срок без потери первоначальных характеристик;
эстетически привлекательный внешний вид изделий, изготовленных из сплавов данной категории.

Влияние легирующих элементов на свойства сталей

Нержавеющие стали в обязательном порядке содержат в своем химическом составе хром и железо. Эти элементы дополняют друг друга, что и обеспечивает данным материалам такие уникальные характеристики. В частности, хром, соединяясь с кислородом, создает на поверхности нержавеющего сплава оксидную пленку, которая и становится надежным препятствием для коррозионных процессов.

Для того чтобы наделить нержавеющую сталь дополнительными характеристиками и значительно улучшить уже имеющиеся свойства, в ее химический состав вводят легирующие добавки – никель, титан, молибден, ниобий, кобальт и др. Такое легирование позволяет создавать различные виды стальных сплавов нержавеющей категории, отличающиеся друг от друга своими характеристиками и, соответственно, назначением.

Мы уже так привыкли к коррозиооностойкой стали, что даже не замечаем, насколько наша жизнь стала комфортнее из-за присутствия в ней нержавейки

Нержавеющая сталь содержит в своем химическом составе углерод, который придает ей высокую твердость и прочность. Следует отметить, что данный химический элемент является обязательным компонентом любого стального сплава и оказывает серьезное влияние на его свойства.

Уникальные характеристики, которыми отличается нержавеющая сталь, позволяют успешно использовать данный металл в самых различных сферах, связанных с эксплуатацией изделий и оборудования в условиях повышенной влажности и постоянного воздействия на них агрессивных сред. Активно используются нержавеющие стали для производства изделий как промышленного, так и бытового назначения. В частности, именно из этого металла чаще всего делают столовые приборы и ножи, изготавливают элементы коммуникаций и ограждающих конструкций, детали оборудования и др.

Методы классификации

Характеристики, которыми обладают нержавеющие стали, определяются как химическим составом сплавов, так особенностями их внутренней структуры. В зависимости от данных параметров все стали, относящиеся к категории нержавеющих, делятся на четыре группы.

В химическом составе сталей данной группы хром содержится в объеме 20% (поэтому их и называют хромистыми). Благодаря значительному содержанию хрома изделия из таких сталей способны успешно противостоять воздействию даже очень агрессивных сред. Стальные сплавы данной группы отличаются хорошими магнитными характеристиками.

Химический состав и механические свойства сталей ферритного класса

Крупными потребителями ферритных сталей являются предприятия тяжелой и химической промышленности, из нержавеющих сплавов этого вида производят элементы отопительного оборудования, а также многое другое. Сплавы ферритной группы занимают достаточно большую долю рынка нержавеющих сталей и по уровню своей востребованности лишь незначительно уступают материалам с аустенитной внутренней структурой, но стоят значительно дешевле последних.

Это нержавеющие стали, значительная доля химического состава которых (до 33%) приходится на хром и никель. Потребители отдают предпочтение этим сплавам из-за того, что такие материалы отличаются высокой прочностью и исключительной устойчивостью к коррозии.

Химический состав и сферы применения жаропрочных аустенитных нержавеющих сталей (нажмите для увеличения)

Благодаря особенностям внутренней структуры такие сплавы отличаются самой высокой прочностью среди сталей. Кроме того, они характеризуются хорошей износоустойчивостью и минимальным количеством вредных примесей в своем составе. Именно к этой категории относится жаропрочная коррозионностойкая сталь, способная не только успешно противостоять окислительным процессам, но и эксплуатироваться в условиях постоянного воздействия высоких температур, не утрачивая при этом своих первоначальных свойств.

Содержание химических элементов в мартенситных и ферритно-мартенситных сталях (нажмите для увеличения)

Сюда относятся стали с внутренней структурой комбинированного типа: аустенитно-ферритной и аустенитно-мартенситной. Такие инновационные материалы оптимально сочетают в себе лучшие свойства всех вышеперечисленных видов нержавеющих сталей.

Химические составы коррозионностойких сталей аустенитно-мартенситного класса

Владение информацией о том, к какой из групп относится та или иная марка нержавеющей стали, позволяет оптимально подбирать сплавы для решения определенных технологических задач.

Наиболее популярные марки и сферы их применения

Чтобы правильно подобрать нержавеющую сталь для изготовления продукции определенного назначения, можно воспользоваться специальными справочниками, в которых перечислены как все марки такого материала, так их основные характеристики. Между тем в каждой из таких групп есть наиболее популярные марки, которые чаще всего и выбирает потребитель. Перечислим их.

10Х17Н13М2Т и 10Х17Н13М3Т – стали, которые отличаются хорошей свариваемостью и отличной устойчивостью к коррозии. Благодаря таким свойствам нержавеющие стальные сплавы данных марок успешно используют для производства изделий, которые в процессе своей эксплуатации постоянно подвергаются воздействию высокой температуры и агрессивных сред. Свойства сталей данных марок формируются за счет наличия в их химическом составе следующих элементов: хрома (16–18%), молибдена (2–3%), никеля (12–14%), углерода (0,1%), кремния (0,8%), меди (0,3%), серы (0,02%), фосфора (0,035%), марганца (2%), титана (0,7%). Если существует необходимость в выборе нержавеющих сталей данных марок, то следует иметь в виду, что на отечественном рынке можно приобрести и их зарубежные аналоги, а именно: SUS316Ti (Япония), 316Ti (США), OCr18Ni12Mo2Ti (Китай), Z6CNDN17-12 (Франция).
08Х18Н9 и 08Х18Н10 – нержавеющие стальные сплавы, из которых делают трубы как круглого, так и любого другого сечения. Используют эти материалы для производства различных конструкций, эксплуатируемых в машиностроительной и химической промышленности, а также для производства элементов трубопроводов и печных устройств. В химическом составе сталей данных марок содержатся следующие элементы: хром (17–19%), углерод (0,8%), титан (0,5%), никель (8–10%).
10Х23Н18 – сталь этой марки характеризуется высоким содержанием никеля (17–20%) и хрома (22–25%), а также марганца (2%) и кремния (1%) в своем составе. Такое сочетание элементов наделяет сплав требуемыми характеристиками и формирует повышенную склонность к отпускной хрупкости. Следует отметить, что сплав данной марки относится к нержавеющим сталям жаропрочной категории.
08Х18Н10Т – нержавеющий сплав данной марки отличается высокой устойчивостью к процессам окисления, а также хорошей свариваемостью, причем для получения качественного соединения по данной технологии изделия можно не подвергать предварительному нагреву, а также не выполнять их термическую обработку после сварки. Чтобы улучшить прочностные характеристики изделий, изготовленных из такой стали, их необходимо подвергнуть закалке, что оговорено в соответствующем нормативном документе.
06ХН28МДТ – сплав данной марки оптимально подходит для создания сварных конструкций, которые будут в дальнейшем эксплуатироваться в агрессивных средах. В химическом составе этой стали содержатся следующие элементы: хром (22–25%), никель (26–29%), медь (2,5–3,5%).
12Х18Н10Т – изделия, изготовленные из стали данной марки, преимущественно используются для оснащения предприятий химической, целлюлозно-бумажной, строительной, пищевой и топливной отраслей. Этот металл отличается термической стойкостью, хорошей ударной вязкостью и практичностью использования.
12Х13, 20Х13, 30Х13 и 40Х13 – нержавеющие стальные сплавы данных марок практически не поддаются свариванию, но есть у них и положительные свойства. Последние заключаются в том, что эти стали не имеют склонности к отпускной хрупкости, а их внутренняя структура не поражается дефектами, которые на профессиональном языке называются флокенами. Из нержавеющих сталей данных марок изготавливают режущий и измерительный инструмент, а также рессоры и пружины различного назначения.
08Х13, 08Х17, 08Х18Т1 – это нержавеющие стальные сплавы ферритной группы, из которых производят изделия, не испытывающие в процессе своей эксплуатации ударные нагрузки, а также воздействие низких температур.

Виды поверхностей нержавеющей стали

Как расшифровать маркировку

Маркировка нержавеющих сталей, правила формирования которой оговариваются положениями нормативных документов, несет в себе следующую информацию:

число, стоящее на первом месте, указывает на количественное содержание в составе сплава такого химического элемента, как углерод (например, в стали марки 08Х17 углерод содержится в количестве 0,08%, а в 40Х13 – 0,4%);
после букв в маркировке, каждая из которых обозначает соответствующий химический элемент (Х – хром, Н – никель, М – марганец), проставляются цифры, указывающие на его содержание в целых процентах.

Пример расшифровки обозначения нержавеющей стали

В целом, если говорить о правилах маркировки стальных сплавов, относящихся к категории нержавеющих, они практически ничем не отличаются от тех, которые приняты для обозначения сталей любого другого типа.

Марки нержавеющей стали — классификация, расшифровка

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

Готовые рулоны нержавеющей стали

Что мы знаем о нержавеющей стали?

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

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

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

Сталь листовая нержавеющая

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

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

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

Прутки из нержавеющей стали

Виды и классификация нержавейки

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

Хромистые стали с ферритной внутренней структурой

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

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

Нержавеющие стали с мартенситной и ферритно-мартенситной структурой

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

Марки нержавейки с комбинированной структурой

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

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

Посуда из нержавеющей стали

Расшифровка марок нержавеющей стали

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

Воздуховоды из нержавеющей стали

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

Таблица соответствий основных марок нержавеющих сталей и химический состав

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

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

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

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

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

Пищевая нержавеющая сталь: марка и особенности применения

Пищевая нержавейка, как сокращенно называют нержавеющую сталь, используемую для производства изделий, которые в процессе своей эксплуатации контактируют с пищевыми продуктами и жидкостями, является материалом с особым химическим составом. Свойства этого металла, представленного различными марками, определяют достаточно широкую сферу его применения.

Лист нержавеющий марки 08Х18Н10(AISI 304) шлифованный в пленке

Сферы применения

К материалам изготовления различных изделий, тары, емкостей, трубопроводов и оборудования, которые используются в пищевой промышленности, предъявляются особенно высокие требования. Объясняется это тем, что такие материалы в процессе эксплуатации не только постоянно контактируют с жидкими и влажными средами, но и подвергаются воздействию высоких температур, а также химически агрессивных веществ.

Условия, в которых хранятся, транспортируются и перерабатываются пищевые продукты, не всегда способна выдержать обычная нержавейка, несмотря на то, что отличается высокой устойчивостью к коррозии. Именно поэтому специалисты разработали специальные нержавеющие стали, относящиеся к категории пищевых.

Производители продуктов питания используют нержавеющие трубы, которые соединяются соответствующей арматурой, отвечающей требованиям стандарта DIN 11850

Пищевую нержавейку отличает целый ряд достоинств, среди которых стоит выделить следующие:

соответствие строгим гигиеническим и токсикологическим требованиям;
эстетически привлекательный внешний вид;
легкость в обслуживании;
экологическая безопасность;
прочность и износостойкость;
исключительная устойчивость к воздействию агрессивных сред различного типа;
соответствие требованиям по нормам растворения тяжелых металлов в рабочей среде.

Не только специалист, но и любая хозяйка знает, что наиболее удобными в уходе и красивыми являются те кастрюли и столовые приборы, которые изготовлены из нержавейки. Кроме того, из листов данного металла делают противни для духовых шкафов, корпуса кухонных плит, холодильников и другой бытовой техники. В последнее время сфера применения пищевой нержавеющей стали постоянно расширяется.

На любой кухне пищевая нержавейка присутствует в изобилии: от столовых приборов до отделки фасадов мебели

Нержавейка является практически незаменимым материалом, используемым для производства различного оборудования и элементов оснащения предприятий, имеющих дело с производством, переработкой и хранением пищевых продуктов и жидкостей. В частности, из данного металла производят емкости различного объема, трубы, лотки, элементы технических устройств, на которых выполняют измельчение пищевых продуктов, их смешивание, сортировку и тепловую обработку.

Отличия от обычной нержавеющей стали

К сталям нержавеющей категории относятся сплавы, в химическом составе которых содержится значительное количество (до 27%) хрома. Этот элемент способствует формированию окисной пленки, которая обеспечивает нержавейке высокую коррозионную устойчивость.

Разновидности нержавеющих сталей относительно содержания в них хрома

Чтобы наделить нержавеющую сталь требуемыми эксплуатационными характеристиками, в ее состав, кроме хрома, вводят и другие химические элементы – никель, молибден, титан и др. Так, если изделия из нержавейки, в составе которой содержится 13–17% хрома, могут успешно эксплуатироваться только в слабоагрессивных средах, то стальные сплавы с повышенным содержанием данного элемента (свыше 17%), а также с никелем и молибденом уже способны противостоять воздействию растворов солей и даже более агрессивных сред.

Поскольку на пищевую нержавейку нет отдельного нормативного документа (ГОСТа), отличить ее от технической стали достаточно сложно.

Теоретически любые марки нержавеющих сталей можно использовать для изготовления изделий, контактирующих с пищевыми продуктами или жидкостями. Коррозионная устойчивость таких изделий, из каких бы марок нержавейки они ни были произведены, зависит не только от химического состава материала изготовления, но и от условий эксплуатации.

Как производство, так и процесс хранения и транспортировки пищевых продуктов связаны с условиями, при которых материалы, контактирующие с такими продуктами, подвергаются постоянному воздействию агрессивных сред. В зависимости от типа и длительности воздействия последних к категории пищевых относят различные марки нержавейки. Так, если емкость, трубопровод или элементы оборудования находятся в контакте с пищевыми продуктами очень непродолжительное время, то для их изготовления можно использовать и техническую нержавейку. Совсем иначе обстоит вопрос с выбором стали для изготовления изделий различного назначения, которые будут находиться в постоянном контакте с пищевыми продуктами и жидкостями. Для таких целей следует использовать совершенно другие марки нержавейки. Очевидно, что к категории пищевых могут относиться разные марки нержавеющих стальных сплавов.

Наиболее популярные марки

Выбирая марку нержавейки для изготовления определенного изделия, специалисты в первую очередь оценивают, насколько долго его поверхность будет находиться в контакте с пищевыми продуктами или жидкостями. Таким образом, для производства используемых в пищевой промышленности изделий, которые в процессе своей эксплуатации будут постоянно контактировать с твердыми продуктами или жидкостями, необходимо выбирать марки стальных сплавов с максимальной устойчивостью к коррозии. В то же время предметы, которые контактируют с пищевыми продуктами довольно непродолжительное время (например, столовые приборы), можно производить из нержавейки, менее устойчивой к воздействию агрессивных сред.

Международные стандарты пищевых сталей

Одним из наиболее распространенных нержавеющих стальных сплавов, используемых в современной пищевой промышленности, является сталь 08Х18Н10 (по кодировке AISI-304). Этот материал отличается невысокой стоимостью и может успешно использоваться для производства изделий, которые в процессе своей эксплуатации не будут контактировать с растворами, содержащими каустическую соду и сульфаминовые кислоты. Высокую популярность стального сплава данной марки, активно применяемого в пищевой промышленности, обеспечивают такие характеристики, как:

высокая прочность, демонстрируемая при незначительной температуре нагрева;
возможность выполнения такой технологической операции, как электрическая полировка;
хорошая свариваемость;
высокая устойчивость к такому явлению, как межкристаллитная коррозия.

Технические свойства стали 08Х18Н10

Еще одной популярной маркой нержавейки, которая активно применяется, в частности, для производства столовых приборов и кухонной посуды, является сталь 08Х13 (в международной классификации – AISI 409). Изделия именно из этой стали, отличающейся высокой степенью адаптации к условиям эксплуатации, окружают нас на наших кухнях.

Для производства как бытовых, так и производственных моек, а также посуды и специальных емкостей для тепловой и гигиенической обработки пищевых продуктов используется нержавейка марок 20Х13–40Х13 (AISI 420). Наряду с высокими показателями износостойкости и пластичности, стали данных марок отлично противостоят даже высокотемпературной коррозии.

Отраслью пищевой промышленности, для обслуживания которой необходимы материалы с особыми свойствами и особенно высокой коррозионной устойчивостью, является виноделие, спиртовое производство, а также сфера, связанная с переработкой отходов таких производств. Маркой нержавеющей стали, изделия из которой отлично демонстрируют себя в подобных условиях, является 12Х13 (AISI 410).

Технические параметры стали 12Х13

Из такой стали, которую отличают исключительная коррозионная устойчивость, высокая жаропрочность в условиях воздействия слабоагрессивных сред, а также повышенная ударная вязкость, изготавливают различную арматуру и элементы коммуникаций пищевых производств, баки и емкости другого типа, где длительное время хранятся жидкие агрессивные среды.

Для изготовления посуды и производственных емкостей, в которых пищевые продукты и жидкости должны подвергаться термической обработке, применяют нержавеющий стальной сплав марки 08Х17 (AISI 430). К отличительным особенностям такого сплава следует отнести:

высокую коррозионную устойчивость при взаимодействии со средами, содержащими в своем химическом составе серу;
оптимальное сочетание высокой прочности и пластичности;
высокую теплопроводность;
достойные механические характеристики.

Из нержавеющего сплава 08Х17 изготавливают разнообразные ёмкости для хранения и переработки пищевых жидкостей

К числу универсальных стальных сплавов нержавеющей категории, из которых производят различные сантехнические устройства, стиральные машины, холодильники и другие изделия, относится сталь марки 08Х17Т (AISI 439). Благодаря своим характеристикам нержавейка данной марки может быть успешно использована для производства изделий различного назначения, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности и постоянного воздействия агрессивных сред.

Все нержавеющие стальные сплавы, о которых говорилось выше, активно используются для производства изделий, предназначенных для:

консервации пищевых продуктов, выполняемой в домашних условиях;
хранения пищевых продуктов, в том числе и молочных;
термической обработки пищевых продуктов, приготовления из них первых и вторых блюд.

Изделия, изготовленные из пищевой нержавейки, уже давно заняли достойное место на наших кухнях, что объясняется по-настоящему уникальными характеристиками этого материала.

Нержавеющая сталь

Нержавеющие стали, которые можно также отнести к более широкому классу коррозионностойких сталей - материалы, обладающие высокой стойкостью к коррозии во влажной атмосфере и слабоагрессивных водных растворах.

Коррозией называется разрушение металлов и сплавов вследствие их химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой. Коррозионная стойкость - способность материала сопротивляться коррозионному воздействию среды.

Основой нержавеющих сталей является железо. Основным легирующим элементом, обеспечивающим стойкость к коррозии, является хром (Cr). Также в состав указанных материалов обычно входят углерод (C), кремний (Si), марганец (Mn), сера (S) и фосфор (P). Многие из нержавеющих сталей содержат в качестве легирующих элементов никель (Ni), который улучшает коррозионную стойкость и жаропрочность стали; молибден (Mo), ниобий (Nb), которые повышают рабочую температуру стали; кобальт (Co), повышающий износостойкость материала.

ферритный;
мартенситный;
аустенитный;
ферритно-мартенситный;
аустенито-мартенситный;
аустенито-ферритный.

Структуры сталей отличаются благодаря различным способам их охлаждения после высокотемпературной обработки. Структура наряду с химическим составом оказывает большое влияние на стойкость материала к коррозии в тех или иных агрессивных средах, что, в свою очередь, определяет области применения изделий из конкретного сплава или стали. Свойства нержавеющих сталей определяются химическим составом стали, а также ее структурой. Указанные признаки особенно важны для определения среды, в которой стоек тот или иной материал.

Мартенситный и мартенсито-ферритные стали обладают хорошей коррозионностойкие стойкостью в атмосферный условиях, слабоагрессивных средах (например, в слабых растворах солей, кислот), а также имеют высокие механические свойства.

Основной рабочей средой ферритных сталей являются растворы азотной кислоты аммиака, аммиачная селитра, смесь фосфорной, азотной, фтористоводородной кислот, а также некоторые другие окислительные агрессивные среды. Стали данного класса становятся хрупкими при температуре 475 °С, а также имеют сравнительно невысокие показатели прочности и жаропрочности. Стоит отметить плохую свариваемость ферритных сталей и низкую коррозионную стойкость сварных швов.

Аустенитные стали обладают хорошими показателями механических и технологических свойств, а также стойки в большом количестве агрессивных сред. Стали данного класса имеют высокую пластичность и прочность, а также хорошо обрабатываются.

Аустенито-ферритные и аустенито-мартенситные стали по коррозионной стойкости схожи со сталями аустенитного класса, но превосходят их по механическим характеристикам. Так аустенито-ферритные стали имеют повышенный предел текучести, аустенито-мартенситные - повышенную прочность.

Марки нержавеющих сталей

Необходимо сказать несколько слов о маркировке легированных сталей. В ее основу положена буквенно-цифровая система (ГОСТ 4543-71). Легирующие элементы: марганец - Г, кремний - С, хром - Х, никель - Н, вольфрам - В, ванадий - Ф, титан - Т, молибден - М, кобальт - К, алюминий - Ю, медь - Д, бор - Р, ниобий - Б, цирконий - Ц, азот - А.; Количество легирующего элемента в процентах указывается цифрой, стоящей после соответствующего индекса. В начале перед буквенным обозначением пишется (регламентируется маркой) в виде цифрового значения умноженное на 10 процентное содержание углерода в стали. Отсутствие цифры после индекса элемента указывает на то, что его содержание менее 1,5 %. Высококачественные стали имеют в обозначении букву А, а особо-высококачественные - букву Ш, проставляемую в конце.

Например, сталь 12Х2Н4А содержит 0,12% С, около 2% Cr, около 4% Ni и менее 0,025% S и P.

Достоинства / недостатки

Достоинства

обладают высокой коррозионной стойкостью в различных агрессивных средах;
имеют более низкую стоимость по сравнению с коррозионностойкими сплавами на никелевой основе.

Недостатки

имеют невысокую жаропрочность и жаростойкость по сравнению с коррозионностойкими сплавами на никелевой основе.

Области применения нержавеющих сталей

Указанные материалы применяются при изготовлении изделий для энергетического машиностроения и печестроения. К таким изделиям можно отнести рабочие лопатки, болты, гайки, диски и роторы и другие элементы газовых турбин, а также узлы деталей печей и прочих изделий, требующих защиты от коррозии в агрессивных средах. Нержавеющие стали имеют меньшие рабочие температуры по сравнению с жаростойкими сплавами и сталями на никелевой основе, поэтому применяются в случаях, когда рабочие температуры не превышают 500-700 °С.

Продукция из нержавеющей стали

Выпускаются различные полуфабрикаты из нержавеющих сталей. Стоит отметить нержавеющие прутки и круги, проволоку и нить, нержавеющие листы и полосы, а также трубы. Перечисленные полуфабрикаты находят применение в областях промышленности, в которых предъявляются высокие требования к коррозионной стойкости изделий.

Читайте также: