Никельсодержащая сталь что это

Обновлено: 02.05.2024

Никель – пластичный металл серебристо-белого цвета с характерным блеском. Относится к тяжелым цветным металлам. Никель ценная легирующая добавка. В природе в чистом виде никель не встречается, обычно входит в состав руд. Чистый никель (Nickel/Никель), Nickel 200 и Nickel 201, добывают путем специальных технологий.

В соединении с другими металлами никель способен образовывать твердые и прочные никелевые сплавы:

никель-медный сплав (Monel/Монель) – сплав на медной основе с никелем в качестве легирующей добавки. В составе обычно до 67% никеля и до 38% меди. К этой группе сплавов относят: Monel 400, Monel 401, Monel 404, Monel R-405, Monel K-500 и др.
никель-хромовый сплав (Inconel/Инконель) – аустенитный жаропрочный сплав. К этой группе относят: Inconel 600, Inconel 601, Inconel 617, Inconel 625, Inconel 690, Inconel 718, Inconel 725, Inconel X-750 и др.
никель-железо-хромовый сплав (Inconloy/Инколой) – возможно добавление в сплав молибдена, меди, титана. К этой группе относят: Incoloy 20, Incoloy 800, Incoloy 800H, Incoloy 800HT, Incoloy 825, Incoloy 925 и др.
никель-молибденовый сплав (Hastelloy/Хастеллой) – возможно присутствие в составе хрома, железа и углерода. К этой группе относят: Hastelloy C-4, Hastelloy C-22, Hastelloy C-276, Hastelloy B-2 и др.

Свойства никеля

Никель – ферромагнетик, точка Кюри – 358°C, температура плавления – 1455°C, температура кипения – 2730-2915°C. Плотность – 8,9 г/см 3 , коэффициент теплового расширения -13,5∙10 −6 K −1. На воздухе компактный никель – стабилен, а высокодисперсный – пирофорен.

Никель обладает такими свойствами, как:

пластичность и ковкость;
прочность при высоких температурных режимах;
устойчивость к окислению в воде и на воздухе;
твердость и достаточная вязкость;
высокая коррозионная стойкость;
ферромагнетик;
хороший катализатор;
хорошо полируется.

Поверхность никеля покрыта тонким слоем оксида NiO, защищающим металл от окисления.

Преимущества и недостатки

Главные плюсы никеля и сплавов - жаропрочность, жаростойкость и повышенная механическая прочность (давление до 440 МПа). К достоинствам также можно отнести эксплуатацию в раскаленных концентрированных щелочных и кислотных растворах. Помимо этого никель способен сохранять магнитные свойства при пониженных температурах.

Главным недостатком никеля является значительное снижение показателей термоЭДС при быстром охлаждении после отжига (до 600°C). Также к минусам никеля можно отнести тот факт, что в природе чистый никель не встречается. Его получают путем дорогих технологий, что сказывается на его стоимости.

Область применения

Основная сфера применения никеля – металлургия. В ней он задействован в производстве высоколегированных нержавеющих сталей. Добавляя в расплав железа никель, металлурги получают прочные и пластичные сплавы, которые обладают повышенной коррозионной стойкостью и устойчивостью к высоким температурам. Стоит отметить, что никелевые сплавы сохраняют свои качества при многократном длительном нагревании.

Благодаря этим свойствам нержавеющая и термостойкая никелевая сталь применяется:

в пищевой и химической промышленности;
в нефтехимической промышленности и строительстве;
в медицине и фармацевтике;
в авиа- и машиностроении;
в изготовлении подводных кабелей;
в изготовлении нагревательных элементов промышленного оборудования;
в производстве постоянных магнитов;
в производстве станков и специального оборудования;
в изготовлении интерьерных элементов зданий;
в мебельной промышленности;
в изготовлении бытовых приборов и домашней утвари;

Благодаря своей пластичности и легкости в ковке из никеля получают очень тонкие изделия, например, полосы, ленты и листы из никеля. Также никель активно используют в производстве проволоки и прутков.

Региональная Металлоторгующая Промышленная Компания

Металлопрокат, листовой металл, сортовой прокат на выгодных условиях

Производство металлопроката

Никельсодержащая сталь

Никельсодержащая сталь относится к группе сложнолегированных. Металл отлично противостоит окислительным процессам под воздействием негативных атмосферных факторов. Он устойчив к коррозии, которую провоцируют агрессивные среды. Высококачественные легированные и высоколегированные стали, содержащие в своем составе никель и другие легирующие компоненты, востребованы во многих сферах производства.

Основные характеристики

Сортамент никельсодержащей жаропрочной и коррозионно-устойчивой стали соответствует горячекатаному квадрату, кругу и шестиграннику, выпускаемым в соответствии с существующими стандартами. Металл устойчив к деформациям, отличается высокой прочностью, хорошо ведет себя в обработке, не доставляет особых проблем при сварке, легко обрабатывается на станках. Среди особо востребованных марок никельсодержащей стали стоит отметить такие, как 20Х23Н18, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13МДТ и 08Х18Н10Т. Все это коррозионно-устойчивые жаростойкие стали, дополнительно легированные титаном. Продукция, которая изготовлена из этих марок стали, не боится слабоагрессивных сред и может работать под давлением в широком диапазоне температур (от -196 до +600°С). В случае агрессивных сред, температурный диапазон несколько уменьшается и составляет от -196 до +350°С. Никельсодержащая сталь 23Х23Н18 (и всех последующих марок) обеспечивает возможность работы изготовленных из нее деталей при температуре, достигающей 1100°С.

Применение

Никельсодержащая сталь, обладая особыми свойствами, широко востребована в химической и пищевой промышленности, а также в машиностроительной отрасли. Металл, будучи устойчив к коррозии и температурным градациям, может эксплуатироваться в агрессивной среде на химических предприятиях. Данная разновидность стали применяется в гражданском и промышленном строительстве, используется при реализации различных дизайнерских и архитектурных проектов, при изготовлении разнообразных металлоконструкций (в том числе и сложной формы). Сортовой прокат из никельсодержащей стали используется в роли исходного материала для изготовления швеллеров, уголка, труб и другого фасонного проката. Лента из нержавейки обладает безупречными антикоррозийными свойствами, демонстрирует стабильность при повышении температуры, без проблем обрабатывается. Данный продукт металлургического производства востребован в машиностроительной и авиационной отраслях, в строительстве и на мебельных предприятиях. Шестигранник из никельсодержащей стали является отличной основой разнообразных конструкций и крепежных элементов. Не менее востребован и кованый либо горячекатаный круг из нержавейки, который так же может быть калиброванным или иметь специальную отделку.

Уникальность

Никельсодержащая сталь, в зависимости от марки, может иметь хорошую или ограниченную свариваемость. Коррозионная устойчивость металла обеспечивается за счет формирования на его поверхности защитной нерастворимой пленки окислов. Немаловажная роль при этом отводится однородности структуры стали и состоянию поверхности металла.

Никельсодержащая сталь что это

Нержавеющая сталь - это сложнолегированная сталь, которая стойка к процессам коррозии, как в обычных, так и в агрессивных средах. Основной легирующий элемент - хром, его содержание в нержавеющей стали от 12 до 20%. В состав нержавейки входят элементы, сопутствующие железу - углерод, кремний, марганец, сера, фосфор и элементы, придающие сплаву необходимые прочностные и антикоррозионные характеристики - это никель, марганец, титан, молибден. Чем выше содержание хрома в сплаве, тем выше его сопротивление коррозии. При содержании хрома в составе нержавейки более 12% сплав является коррозионно-стойким в обычных условиях и в слабоагрессивных средах, более 17% - коррозионно-стойким и в более агрессивных средах (кислоты, щелочи и др.). Коррозионная стойкость нержавеющей стали объясняется образованием на поверхности хромсодержащего сплава тончайшей оксидной пленки.

Нержавеющие стали делятся на три большие группы, в зависимости от их структуры:
Аустенитные стали (никельсодержащие нержавеющие стали)
Аустенитные стали обычно содержат 16-25% хрома, 6-14% никеля, иногда 2-6% молибдена и небольшое количество других элементов. Стали это группы – наиболее широко используемые и представляют 60-70% мирового потребления. Область их применения весьма широка.

Ферритные стали (иногда называемые хромистые стали) содержат в основном 12-20% хрома. Некоторые марки могут содержать небольшое количество титана и молибдена. Коррозионная стойкость и другие свойства несколько хуже, чем у аустенитных сталей, но из-за более низкой цены и независимости от постоянно меняющейся цены на никель ферритные стали находят все большее применение в различных областях.

Мартениститные нержавеющие стали применяются в специальных случаях, когда требуется высокая твердость и прочность сплава.

Обычно для производства оборудования пищевой промышленности использовались марки нержавеющей стали 12Х18Н10Т, 08Х18Н10 (AISI 321, AISI 304 и AISI 316), но в последнее время начали использоваться и ферритные марки стали. Важным фактором является хорошая и гладкая (без изломов, неровностей и царапин) поверхность металла. Стандартный вид отделки М2а-М3а (2B) является достаточным, однако иногда необходима полировка.

Нержавеющую сталь используют во всех сферах деятельности человека, начиная от тяжелого машиностроения, заканчивая электроникой и точной механикой. Наиболее большее применение она нашла в:

строительстве и архитектуре,
пищевой промышленности,
бытовых приборах,
химической и нефтехимической промышленности,
целлюлозно-бумажном производстве,
электроэнергетике,
охране окружающей среды,
домашнем хозяйстве,
транспортном машиностроении,
химической промышленности.

Практически все емкости, трубы и другое оборудование химической индустрии изготавливается из аустенитных нержавеющих сталей, Минимально допустимой маркой является 1.4404 (AISI 316L); однако, зачастую требуются высоколегированные марки с содержанием молибдена до 6%, стоимость которых значительно выше. Выбор необходимой марки определяется конечно задачей.

Видео: Интервью с инженером: что такое нержавеющая сталь? Марки стали и их применение. Уход за нержавейкой

Содержание

Ключевое отличие - никель против нержавеющей стали

Никель и нержавеющая сталь - это два разных типа металлов, и различие между ними можно заметить на основе их различных свойств и применений. В ключевое отличие между этими двумя металлами есть, Никель - чистый химический элементв d-блоке с некоторыми уникальными свойствами, тогда как нержавеющая сталь - это металлический сплав, содержащий железо, хром и никель.. Состав этих трех элементов различается из нержавеющей стали; никель вносит наименьшее количество количества в состав. Чистый никель медленно окисляется при комнатной температуре; поэтому это относительно устойчивый к коррозии элемент. Благодаря своей коррозионной стойкости он используется в производстве коррозионно-стойких металлических сплавов. Один из таких примеров - нержавеющая сталь.

Что такое никель?

Никель - химический элемент (обозначение Ni и атомный номер 28) в периодической таблице и переходный металл в d-блоке. Никель используется во многих областях в промышленности; например, в зданиях, системах водоснабжения, электронном оборудовании, химической промышленности, транспортной отрасли и медицинском оборудовании. Основная причина такого широкого применения заключается в его различных характерных свойствах. Другими словами, никель обладает уникальным сочетанием свойств; это ковкий металл с высокая точка кипения (1453 0 C), обладает магнитные свойства при комнатной температуре и может использоваться как катализатор для некоторых химических реакций.

Что такое нержавеющая сталь?

Нержавеющая сталь - это металлический сплав, который изготавливается из комбинации нескольких металлов; железо, хром и никель. Главное свойство нержавеющей стали - это ее устойчивость к коррозии и пятнам; они есть прочный и используется во многих областях, таких как строительство, транспорт, обработка продуктов питания и напитков, химические заводы и медицинское оборудование. Нержавеющая сталь долговечна и требует низких затрат на обслуживание; поэтому он используется в большом количестве приложений во многих областях.

В чем разница между никелем и нержавеющей сталью?

Состав никеля и нержавеющей стали

Никель: Никель - чистый химический элемент; он также является членом группы переходных металлов. Никель имеет пять природных стабильных изотопов; 58 Ni, 60 Ni, 61 Ni, 62 Ni и 64 Ni. Самый распространенный изотоп - это 58 Ni, а его естественное распространение составляет около 68,077%.

Свойства никеля и нержавеющей стали

Никель:Никель обладает уникальными свойствами; например, это пластичный металл с магнитными свойствами. Он медленно окисляется при комнатной температуре, другими словами, он является стабильным элементом при комнатной температуре и сопротивляется коррозии. Никель имеет высокую температуру кипения, и его можно использовать в качестве катализатора в некоторых промышленных химических производствах.

Нержавеющая сталь: Основное свойство нержавеющей стали - ее устойчивость к коррозии и пятнам. Кроме того, это прочный металл, долговечный и не требующий больших затрат на обслуживание. Нержавеющая сталь является экологически чистым продуктом, поскольку ее можно полностью переработать.

Применение никеля и нержавеющей стали

Никель:Большая часть продукции никеля используется для производства никелевых сталей; В доле это около 46% от общего объема производства. Кроме того, он используется для производства сплавов цветных металлов и суперсплавов, а также для гальваники. Есть несколько уникальных применений никеля; для производства магнитов, монет, гитарных струн, аккумуляторов и микрофонных капсул.

Нержавеющая сталь:Нержавеющая сталь используется в производстве кухонного оборудования, столовых приборов, бытовой техники, медицинского оборудования и ювелирных изделий.

Нержавеющая сталь - химический состав и основные легирующие элементы

Нержавеющая сталь – это наиболее востребованный материал для производства металлопроката, сложных механизмов, резервуаров, сосудов и других металлоизделий, функционирующих в сложных рабочих и климатических условиях. Применение нержавеющей стали достаточно широко – от металлургии до частного строительства.

Сам термин «нержавеющая сталь» означает группу легированных сплавов, которые отличаются повышенной коррозионной стойкостью, жаропрочностью и износостойкостью.

Выделяют три основные группы нержавеющей стали:

коррозионностойкая – это нержавеющая сталь, которой характерна высокая сопротивляемость атмосферной коррозии при средних температурах.
жаростойкая – это нержавеющая сталь, для которой характерна высокая устойчивость к образованию окалины при повышенных температурах, а также стойкость к коррозии в сильно агрессивных химических средах при высоких температурах.
жаропрочная – это нержавеющая сталь, которая способна не терять в первоначальных качествах (не деформироваться и не разрушаться) под нагрузками при повышенных температурах.

На данную классификацию влияет химический состав той или иной марки, и процентное присутствие химических элементов.

В зависимости от химического состава нержавеющие стали делятся на:

хромистые – к данной группе относятся мартенситные, полуферритные (мартенситно-ферритные) и ферритные марки. Химический состав таких сталей содержит до 20% хрома.
хромоникелевые – к данной группе относятся аустенитные, аустенитно-ферритные, аустенитно-карбидные марки. Процент хрома в химсоставе может достигать 33%.
хромомарганцевоникелевые – в химическом составе таких марок никель заменяется частью марганца (в пределах от 2 до 8%), что никак не понижает качества самого сплава.

Влияние химических элементов на свойства нержавеющих сталей

Ниже представлены основные легирующие элементы, которые могут входить в состав нержавеющих сталей, и их влияние на механические и физические свойства сплавов.

Хром (Cr) – один из самых распространенных легирующих элементов. Присутствие этого элемента в химсоставе обеспечивает стали прочность, твёрдость и упругость, незначительно уменьшая пластичность. Кроме того, хром повышает устойчивость материала ко всем видам коррозии, в том числе и в агрессивных средах, обеспечивает устойчивость магнитных сил и стойкость к окислительным процессам.

Никель (Ni) – элемент, который улучшает пластичность, ударную вязкость и прокаливаемость стали. Также усиливает действие хрома, обеспечивая защиту от коррозии. Никель в химическом составе способствует снижению теплового расширения, что позволяет использовать нержавеющую сталь в контакте с кислотными растворами (соляная, фосфорная, серная).

Молибден (Mo) – благоприятно влияет на коррозионную стойкость сплава, а также повышает его красностойкость, предел прочности на растяжение, стойкость к окислению при повышенных температурах и стойкость к питтингу.

Марганец (Mn) – присутствие в химическом составе свыше 1% данного элемента обеспечивает увеличение твердости, устойчивости к ударным нагрузкам и износостойкость, при этом не снижая пластичность нержавеющей стали.

Вольфрам (W) – достаточно дорогостоящий легирующий элемент. Вольфрам способен образовывать карбиды (твердые химические соединения), которые резко повышают твердость и жаропрочность стали. Вольфрам препятствует росту зерна при нагревании и устраняет хрупкость при отпуске.

Титан (Ti) – повышает прочность стали, улучшает коррозионное сопротивление, а также обеспечивает высокую податливость сплава различным методам обработки.

Кремний (Si) – при его содержании в 1-1,5% улучшаются показатели прочности, электросопротивления и магнитопроницаемости стали, при этом сохраняется вязкость стали. Кроме того, кремний способствует повышению стойкости сплава к образованию окалины.

Кобальт (Co) – повышает ударное сопротивление нержавеющих сталей, а также увеличивает стойкость сплавов к повышенным температурам.

Алюминий (Al) – данный элемент снижает старение стали, повышает текучесть, жаростойкость, улучшает ударное сопротивление и стойкость к образованию окалины.

Ниобий (Nb) – повышает защиту от межкристаллической коррозии в сварных металлоконструкциях.

Медь (Сu) – обеспечивает защиту от атмосферной коррозии и прочность стали.

Применение металлопроката из нержавеющей стали

Поставляется нержавеющая сталь в виде рулонной стали, поковок, прутков, из которых впоследствии изготавливают нержавеющие листы, тавровые и двутавровые балки, швеллеры, трубы и трубопроводные фланцы, фитинги, запорно-регулирующую арматуры, крепеж и пр.

Благодаря высоким механическим и физическим свойствам сплавов, нержавеющий металлопрокат особенно востребован в:

нефтегазовой, химической, теплоэнергетический отрасли;
металлургии, строительстве, литейном производства;
атомной, аэрокосмической, криогенной промышленности;
пищевой, медицинской, фармацевтической отрасли;
производстве кораблей, судов, морских грузоподъемных кранов;
изготовлении высокоточных измерительных приборов;
изготовлении режущих, дробящих, перемалывающих деталей тяжелых машин и станков.

Нержавеющая сталь активно используется для производства оборудования, эксплуатирующего при экстремально высоких и низких температурах в сложных рабочих условиях.

Читайте также: