Низколегированная сталь это нержавейка

Обновлено: 11.05.2024

Для начала необходимо определить, какие стали называются легированными. Нержавеющая сталь легированная – это сплав, в составе которого, наряду с железом и углеродом, присутствуют дополнительные элементы (Cr, Si, Ni, Mn и др.). Эти легирующие добавки стали положительно влияют на физико-химические характеристики металла. Благодаря легированию расширяется спектр применения нержавеющего металла.

Классификация легированных сталей

Исходя из процента легирующих элементов в составе, нержавеющая сталь подразделяется на следующие классы:

Низколегированная сталь (менее 2,5 %)
Среднелегированная сталь (2,5 – 10%)
Высоколегированная сталь (более 10%)

В качестве вспомогательных компонентов для низколегированных сталей обычно используется никель, молибден и хром. Одни из самых распространенных марок стали этой группы: 13Х (используется для изготовления ювелирного, гравировального и хирургического оборудования), жаропрочная конструкционная низколегированная сталь 12Х1МФ (применяется в производстве трубопроводов, фланцев, деталей цилиндров и др.) Свойства низколегированных сталей позволяют снизить вес конструкций, сэкономить металл за счет высокого предела текучести, повысить эксплуатационные характеристики конечного изделия.

В состав среднелегированной стали может входить никель, вольфрам, молибден, ванадий. Термическая и механическая обработка позволяет достичь оптимального соотношения прочности, вязкости и пластичности. Среднелегированная сталь незаменима в машиностроении, судостроении, для изготовления различных деталей (сверла, развертки и т.д.) Например, такие популярные марки как 9Х5ВФ, 8Х4ВЗМЗФ2 прокаливаются при более высоких температурах, чем низколегированные стали, они более долговечные и прочные.

Основные добавочные элементы высоколегированных сталей – хром и никель. Благодаря их высокому содержанию металл получает такие уникальные свойства как: резистентность к экстремальным температурам, коррозионная стойкость, жаропрочность. Высоколегированная нержавеющая сталь обязана своими исключительными характеристиками не только химическому составу, но и последующей обработке. Например, сталь марки 12Х18Н10Т, устойчивая к азотной кислоте и другим агрессивным воздействиям, идеально подходит для сварных конструкций; сталь 08Х14МФ используется для производства нержавеющих труб, оборудования пищевой промышленности.

Помимо классификации по содержанию легирующих элементов, легированная сталь различается по структуре (перлитная, мартенситная, аустенитная, ферритная, карбидная), по назначению (особого назначения, конструкционные, инструментальные) и по другим параметрам.

Маркировка легированных сталей

Обозначение легированных сталей осуществляется при помощи букв и цифр, которые указывают на состав сплава. Буквы соотносятся с химическими элементами, входящими в состав легированной стали, а цифры – с их содержанием в процентах. Для расшифровки химического состава легированных сталей можно использовать эту таблицу:

Маркировка	Элемент
Х	Cr – хром
Н	Ni – никель
М	Mo – молибден
С	Si – кремний
Г	Mn – марганец
В	W – вольфрам
Т	Ti – титан
Ю	Al – алюминий
Д	Cu – медь
Б	Nb – ниобий
К	Co — кобальт

Цифры, стоящее в начале марки, показывает среднее содержание углерода (одна цифра – десятая доля процента, две – сотая), а если марка начинается с буквы, то содержание углерода – 1% или выше. Например, 18ХГТ состоит из 0,18% углерода, и примерно по 1% приходится на хром, марганец и титан; 2Х17Н2 – 0,2% углерода, 17% хрома и 2% ниобия. Иногда в маркировке стали встречаются и вспомогательные обозначения (русская буква в начале марки): Р – быстрорежущая, Э – электротехническая, А – автоматная, I – шарикоподшипниковая и т.д.

Обратите внимание на то, что не существует универсальной системы обозначения марок стали. Российские марки нержавеющей стали (ГОСТ) имеют зарубежные аналоги: европейские (EN), американские (AISI), немецкие (DIN).

Свойства и назначение легированных сталей

Наличие легирующих элементов и последующая обработка обеспечивают стали ряд уникальных физико-химических свойств:

Жароустойчивость
Износостойкость
Пластичность
Коррозионная устойчивость
Прочность и многие другие.

Благодаря этому легированные стали активно используются для выполнения различных технических задач практически во всех промышленных сферах: медицинское оборудование и инструменты, емкости и оборудование в пищевой промышленности, валы, шайбы, коробки передач, узлы, конструкционные элементы в строительстве и машиностроении т.д.

Что значит легированная и нелегированная сталь?

, в отличие от нелегированных, имеют несколько иное обозначение, поскольку в них присутствуют элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. К примеру:

хром (Cr) повышает твёрдость и прочность
никель (Ni) обеспечивает коррозионную стойкость и увеличивает прокаливаемость
кобальт (Co) повышает жаропрочность и увеличивает сопротивление удару
ниобий (Nb) помогает улучшить кислостойкость и уменьшает коррозию в сварных конструкциях.

Именно поэтому в названия легированных сталей принято включать химические элементы, присутствующие в составе, и их содержание в процентах. Химические элементы в таких марках сталей обозначаются русскими буквами, приведёнными в таблице.

Х-хром	А-азот
С-кремний	Н-никель
Д-медь	М-молибден
Т-титан	К-кобальт
В-вольфрам	Б-ниобий
Г-марганец	Е-селен
Ф-ванадий	Ц-цирконий
Р-бор	Ю-алюминий

Также существует маркировка Ч, сообщающая нам, что в составе сплава имеются редкоземельные металлы, такие как: церий, лантан, неодим и прочие. Церий (Ce) влияет на прочность и пластичность стали, а неодим (Nd) и лантан (La) уменьшают пористость и содержание серы в стали, измельчают зерно.

Пример расшифровки нержавеющей стали 12Х18Н10Т

12Х18Н10Т — это популярная нержавеющая сталь аустенитного класса, которая применяется в сварных аппаратах, работающих в разбавленных растворах кислот, в растворах щелочей и солей, а также в деталях, работающих под большим давлением и в широком диапазоне температур. Итак, что же означают эти загадочные символы, стоящие в названии, и как их правильно объединить?

Две цифры, стоящие в самом начале марки легированной стали, — это среднее содержание углерода в сотых долях процента. В нашем случае, содержание углерода 0,12%. Иногда вместо двух цифр стоит всего одна: она показывает, сколько углерода (C) содержится в десятых долях процента. Если же цифр в начале марки стали вовсе нет, это означает, что углерода в ней довольно приличное число — от 1% и выше.

Буква Х и следующая за ней цифра 18 говорят о том, что в данной марке содержится 18% хрома. Обратите внимание: соотношение элемента в долях процента выражает только первое число, стоящее в начале марки, и это относится только к углероду! Все остальные числа, присутствующие в названии, выражают количество конкретных элементов в процентах.

Далее следует комбинация Н10. Как Вы уже догадались, это 10% никеля.

В самом конце стоит буква Т без каких-либо цифр. Это значит, что содержание элемента слишком мало, чтобы уделять этому внимание. Как правило, около 1% (иногда — до 1,5%). Получается, в данной марке легированной стали количество титана не превышает 1,5%. Если вдруг в самом конце марки Вы обнаружите скромно стоящую букву А, помните, что она играет очень важную роль: таким образом обозначается высококачественная сталь, содержание фосфора и серы в которой сведено к минимуму. Две буквы А в самом конце (АА) говорят о том, что данная марка стали особо чистая, т. е. серы и фосфора здесь практически нет.

В ходе несложного анализа сочетаний букв и цифр мы выяснили, что марка стали 12Х18Н10Т (конструкционная криогенная, аустенитного класса) сообщает о себе следующие сведения: 0,12% углерода, 18% хрома (Х), 10% никеля (Н) и небольшое содержание титана (Т), не превышающее 1,5%.

В начале марки легированных сталей могут также присутствовать дополнительные обозначения:

А — автоматная (не путайте с буквой А в конце названия, говорящей о чистоте стали!);

Также стоит отметить некоторые особенности таких подвидов легированных сталей:

1. в шарикоподшипниковых сталях содержание хрома указывается в десятых долях процента (например, сталь ШХ4 содержит 0,4% хрома);

2. в марках быстрорежущей стали после буквы Р сразу ставится число, указывающее содержание вольфрама в процентах. Также все быстрорежущие стали содержат 4% хрома (Х).

Чтобы показать способ раскисления стали, существуют особые буквенные обозначения:

сп — спокойная сталь;
пс — полуспокойная сталь;
кп — кипящая сталь.

Теперь подробно рассмотрим, как расшифровать марку нелегированной стали, которая подразделяется на обыкновенную и качественную.

Обыкновенная нелегированная сталь (Ст3, Ст3кп) имеет в самом начале буквы Ст. Далее следует число, указывающее условный номер (марку) стали: от 0 до 7. Чем больше число, тем выше содержание углерода С.

В конце могут стоять специальные индексы: например, сталь Ст3кп относится к категории кипящей, о чём говорят буквы кп в самом конце. Отсутствие индекса означает, что эта сталь спокойная. Когда нужно отразить в маркировке гарантию свариваемости, в конце добавляют строчные буквы св. К примеру: Ст3св.

Качественная нелегированная сталь (Ст10, Ст30, Ст20, Ст45) содержит в маркировке двузначное число, указывающее среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента. Таким образом, марка стали Ст10 содержит 0,1% углерода; Ст30 имеет 0,3% углерода; Ст20 — 0,2%; Ст45 содержит 0,45% углерода.

Конструкционная низколегированная сталь 09Г2С содержит следующие химические элементы: 0,09% углерода, 2% марганца и небольшое количество кремния (приблизительно 1%).

Стали 10ХСНД и 15ХСНД отличаются только разным содержанием углерода: 0,1% и 0,15% соответственно. Хрома (Х), кремния (С), никеля (Н) и меди (Д) здесь очень мало (до 1-1,5%), поэтому цифры за буквой не ставятся.

Качественные стали применяют для производства паровых котлов и сосудов высокого давления. В их маркировке имеется буква К на конце: 20К, 30К, 22К.

Если сталь является литейной конструкционной, то в конце маркировки ставят букву Л. Например: 40ХЛ, 35ХМЛ.

Инструментальные нелегированные стали обозначаются буквой У. Далее следует цифра, выражающая среднее содержание углерода в стали: У10, У7, У8. Если сталь ещё и высококачественная, это также отмечают в маркировке: У8А, У10А, У12А. Если необходимо подчеркнуть увеличенное содержание марганца, применяют дополнительную букву Г. К примеру, существуют стали У8ГА и У10ГА.

Инструментальные легированные стали имеют такое же обозначение, как и конструкционные легированные. Например, марка ХВГ указывает на присутствие трёх главных легирующих элементов: хрома (Х), вольфрама (В) и марганца (Г). углерода здесь примерно 1%, а потому цифра в начале марки не пишется. Другой вид стали 9ХВГ имеет пониженное содержание углерода в сравнении с ХВГ: здесь углерода 0,9%.

Марки сталей с особыми свойствами

Предлагаем Вашему вниманию широкий ассортимент проката из легированных сталей с особыми свойствами: электротехнических, релейных, окалиностойких, нержавеющих, кислотостойких, магнитотвердых и магнитомягких сталей. «Особые свойства» стали приобретают благодаря введению в них в процессе изготовления некоторого количества определенного вещества, называемого легирующим элементом. В качестве легирующих элементов могут выступать алюминий, марганец и т.д.

Сортамент металлопродукции соответствует требованиям:

прокат круглый — ГОСТ 2590-88, ГОСТ 7417;
прокат квадратный — ГОСТ 2591-88, ГОСТ 8559;
прокат шестигранный — ГОСТ 2879-88, ГОСТ 8560;
прутки кованые квадратные и круглые — ГОСТ 1113-88;
полосы — ГОСТ 103-76, ГОСТ 4405;
со специальной отделкой поверхности — ГОСТ 14955.

Легированные стали

Легированные стали – сплавы, свойства которых улучшены путем добавления дополнительных компонентов, называемых легирующими. Их применение обусловлено стремлением добиться от получаемого сырья различных свойств, которые необходимы в разных ситуациях.

Этот сплав обладает повышенной прочностью, дольше не поддается коррозии. Области его применения достаточно разнообразны. В основном, это трубы, детали и другие изделия, которые в процессе эксплуатации будут подвержены повышенным температурным перепадам.

В состав обычного металла входит железо, углерод и различные примеси. При легировании, как уже указывалось ранее, в него добавляют еще другие компоненты, носящие название легирующих. Среди них: ниобий, хром, никель, кремний, ванадий и др. Еще нередко встречаются алюминий и молибден. Чтобы увеличить прочность полученного сырья зачастую добавляют титан.

Легированная и нелегированная сталь отличие

Любому специалисту, имеющему дело с металлом, знакомо понятие «марки стали». Расшифровка маркировки стальных сплавов дает возможность получить представление об их химическом составе и физических характеристиках. Разобраться в данной маркировке, несмотря на ее кажущуюся сложность, достаточно просто – важно только знать, по какому принципу она составляется.

Редкое производство обходится без стали, поэтому разбираться в его марках крайне важно

Обозначают сплав буквами и цифрами, по которым можно точно определить, какие химические элементы в нем содержатся и в каком количестве. Зная это, а также то, как каждый из таких элементов может влиять на готовый сплав, можно с высокой степенью вероятности определить, какие именно технические характеристики свойственны определенной марке стали.

Виды сталей и особенности их маркировки

Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, при этом содержание последнего в ней составляет не более 2,14%. Углерод придает сплаву твердость, но при его избытке металл становится слишком хрупким.

Одним из важнейших параметров, по которому стали делят на различные классы, является химический состав. Среди сталей по данному критерию выделяют легированные и углеродистые, последние подразделяются на мало- (углерода до 0,25%), средне- (0,25–0,6%) и высокоуглеродистые (в них содержится больше 0,6% углерода).

Включая в состав стали легирующие элементы, ей можно придать требуемые характеристики.

Именно таким образом, комбинируя вид и количественное содержание добавок, получают марки, обладающие улучшенными механическими свойствами, коррозионной устойчивостью, магнитными и электрическими характеристиками.

Конечно, улучшать характеристики сталей можно и при помощи термообработки, но легирующие добавки позволяют делать это более эффективно.

По количественному составу легирующих элементов различают низко-, средне- и высоколегированные сплавы. В первых легирующих элементов не более 2,5%, в среднелегированных – 2,5–10%, в высоколегированных – более 10%.

Особенности легированной стали — разновидности, применение

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

Что такое легированная сталь

Это углеродистая сталь для улучшения технологических свойств которой введены специальные легирующие элементы. Процент добавок в составе невелик, но даже при незначительной концентрации, физические свойства металла улучшаются в несколько раз.

В зависимости от вида используемых добавок при производстве стали металл приобретает следующие свойства:

неподверженность коррозии;
упругость;
тугоплавкость;
прочность.

Для придания перечисленных качеств в состав добавляют следующие металлы:

Зачастую в углеродистую сталь достаточно добавить 1 — 3% легирующих элементов для придания ей необходимых свойств и качеств.

Конструкционные легированные стали

Толстостенные трубы из конструкционной стали

Классификация этого вида низкоуглеродистого железа достаточно обширна. Среди параметров, определяющих сортировку конструкционной стали присутствуют:

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

Заключение

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.

Читайте также: