Сталь не подверженная коррозии

Обновлено: 28.03.2024

Ржавчина на нержавеющей стали уродлива. Ржавчина на нержавеющей стали вызывает множество вопросов. Эта сталь действительно нержавеющая? Если она нержавеющая, то почему почему она заржавела? Откуда на нержавеющей стали ржавчина? Она будет продолжать ржаветь дальше? Будет ли она распространяться? Вызовет ли это другие формы ржавления, такие как точечная коррозия или растрескивание под напряжением? На Рисунке 1 изображена ржавчина на нержавеющей стали.

В этой статье рассматриваются вопросы относительно ржавчины, которая возникает на резервуарах, сосудах, трубопроводах и т. д., изготовленных из аустенитной нержавеющей стали, такой как тип 304, 304L, 316, 316L,321, 317 и др. Охватывает источники ржавчины, влияние ржавчины на производство нержавеющей стали и методы предотвращения и удаления ржавчины с этих материалов. Рассмотрим ржавчину, которая находится на внешних поверхностях, подверженных воздействию атмосферы, включая дождь, конденсат, туман и т. д., но большую часть времени сухие и внутренние поверхности, особенно те, которые намокают, где последствия ржавчины зависят от условий эксплуатации. Для постоянно смачиваемых поверхностей необходимо бороться не только с ржавчиной, но и с загрязнением посторонними материалами, оксидами сварных швов, брызгами, поднутрениями, выемками на поверхности и сильными следами шлифования.

История вопроса: что делает нержавеющую сталь «нержавеющей?»

Нержавеющие стали устойчивы к коррозии, потому что в них высокий процент (от 16 до 36%) присутствия хрома (Cr). Этот элемент присутствует в достаточном количестве, который при воздействии окисляющих сред (кислоты, щелочи, вода, воздух и пр.) образует тонкий, плотно прилегающий и непроницаемый оксидный слой (преимущественно CrO), который останавливает дальнейшую коррозию. В этом смысле нержавеющая сталь очень похожа на алюминий, так как алюминий также образует оксидный слой, который предотвращает дальнейшую коррозию алюминия.

Что вызывает ржавчину на поверхностях из нержавеющей стали?

Ржавчина образуется на поверхности нержавеющей стали, когда возникает состояние, при котором молекулы металла на поверхности недостаточно легированы хромом для создания или поддерживания необходимого оксидного слоя. Вопреки распространенному мнению о том, что ржавчина на поверхности не возникает, когда нержавеющая сталь «сенсибилизирована», так как большая часть металла имеет достаточно хрома для предотвращения коррозии поверхности, сенсибилизированная нержавеющая сталь корродирует вдоль границы структуры. Явление ржавчины, обсуждаемое в этой статье, является поверхностным явлением.

Самым простым условием возникновения ржавчины на нержавеющей стали является трение куска обычного углерода или низколегированной стали о поверхность нержавеющей стали.

Когда обычная сталь трется о нержавеющую сталь, получаемые в процессе трения частицы нержавеющей стали обычно называют «свободным железом». Это своего рода «контаминация» нержавеющей стали также известна под неправильным названием «углеродное загрязнение». Но этот употребляется неправильно, потому что коррозию вызывает не углерод, а нелегированное железо, из которого сделана сталь.

Коррозия «свободного железа» на нержавеющей стали всегда быстрее, чем коррозия необработанной стали, потому что свободное железо является анодным по отношению к нержавеющей стали, поэтому оно корродирует, чтобы защитить нержавеющую сталь, точно так же, как цинк корродирует для защиты углеродистой стали, когда в качестве финишного покрытия стали используется цинк.

Второй способ образования ржавчины на нержавеющей стали происходит во время сварки, когда используются сварочные флюсы для защиты от атмосферных воздействий. Эти флюсы, как правило, легко отслаиваются сами. Поверхность шва может выглядеть чистой, на ней есть тонкий остаточный слой железосодержащего материала. Этот слой легко ржавеет, если на поверхности сварочного металла не произвели абразивную или химическую очистку после окончания сварочных работ. Природа этой ржавчины аналогична той, которая образует контактное загрязнение, как описано немного выше.

Влияние ржавчины на поверхности из нержавеющей стали

На поверхностях нержавеющих металлов, которые постоянно находятся в умеренно агрессивных средах, точечная коррозия может возникать при окислении отложений «свободного железа». Это почти никогда не встречается на внешней поверхности трубопровода, поскольку снаружи труба преимущественно сухая.

Ржавчина на нержавеющей стали

Рекомендуем эффективное средство быстрого удаления ржавчины с металлов «РжавоМед-У»

Мы не знаем ни одного случая питтинга или другого коррозионного воздействия, происходящих на трубах или резервуарах, где поверхности обычно сухие и подвержены воздействию атмосфера. Ржавчина на внешней поверхности трубопроводов или баков из нержавеющей стали отсутствует. Максимум что может быть — стальные поверхности просто имеют плохую косметику и плохо выглядят.

Предотвращение заражения «свободным железом»

Надлежащая производственная практика не допускает контакта нержавеющей стали с или-обычное железо или сталь, например, рабочие столы, подъемные инструменты, стеллажи для хранения, токарная обработка сталивалки, стальные кузова и цепи грузовиков, стальные вилочные погрузчики и т. д. Железная и стальная пыль, такая как майдолжны быть созданы путем шлифования, резки, струйной очистки и т. д., должны храниться вдали от участковтам, где производится нержавеющая сталь, поскольку эта пыль может осесть назагрязняющие поверхности там, где они будут захвачены нержавеющей сталью.

Инструменты для очистки и шлифования, такие как шлифовальные круги и проволочные щетки, которые былиИспользуемый для углеродистой или низколегированной стали, не следует использовать впоследствии для нержавеющих сталей.Для обработки нержавеющей стали следует использовать только проволочные щетки из нержавеющей стали.

Окисление сварного шва

Сварные швы часто будут ржаветь по краям, как показано на Рисунках 1 и 2. Для сварных швов, которые не были должным образом очищены после завершения, это нормально. В частности, когда сварка была выполнена в среде защитных газов. Хотя это и неэстетично, но эта ржавчина не является признаком плохой сварки, чрезмерного температурного перегрева или излома. Скорее, это естественный результат высокой температуры. Зона термического нагрева во время сварки в сочетании с воздействием кислорода в атмосфере. Цвет может варьироваться от соломенного до темно-коричневого при первоначальном образовании, и в конечном итоге они становятся ржаво-красными.

В нормальных атмосферных условиях ржавчина, связанная со сваркой, прекращается после того, как свободное железо окисляется. Никаких дальнейших повреждений ржавчиной не происходит — это просто выглядит неэстетично. Для устранения ржавчины сварные швы следует очищать не позднее одного — двух дней после завершения сварочных работ. Любые грубые или шероховатые поверхности швов следует сгладить, удалить механические следы или царапины и обязательно обходимо удалить посторонние новообразования, включая краску, шлак и брызги, чтобы оптимизировать коррозионное сопротивление.

Свободное железо, сварочное окисление и посторонние материалы, такие как грязь, песок, флюс, иные металлы (кроме стали, чугуна и т. д.), могут быть удалены химической очисткой или абразивной полировкой.

Химические чистящие средства, которые успешно удаляют свободное железо и большинство других загрязнений доступны в больших вариациях. Эти чистящие средства представляют собой кислоты, которые обычно удалите немного материала (около 0,03 мм) с поверхности, на которой они применяются. Их нужно оставить на поверхности достаточно долго, чтобы удалить остатки железа и любые видимые оксиды. Большинство из них содержат азотную и плавиковую кислоты, поэтому они должны применяться строго в резиновых перчатках и других средствах индивидуальной защиты.И обязательно после обработки металл необходимо промыть достаточным количеством воды с одновременным щелочением хотя бы пищевой содой.

Механическую очистку следует производить только с помощью шлифовальных кругов или насадок с проволокой из нержавеющей стали, которые ранее не использовались для углеродистых или низкоочищенных сталей. Финальная очистка электрооборудованием с применением насадок с проволокой из нержавеющей стали не рекомендуется, так как те, в свою очередь, деформируют поверхность, позволяя атмосферным химическим осадкам проникать в поверхность, размазывают «свободный металл» и образуют микроповреждения — ни что их всего этого не подходит для коррозионной стойкости нержавеющей стали. Проволочная щетка может использоваться между проходами сварного шва для удаления шлака, так как очищенная поверхность будет переплавлена при последующей сварке. Если для окончательной очистки используется проволочная щетка, она должна быть только ручного применения, или щетина должна быть мягкой и гибкой, а давление на поверхность незначительным.

Однако ни шлифовальные машины, ни проволочные щетки не удаляют свободное железо, которое уже заржавело. Кроме того, проволочные щетки не удаляют свободное железо, отложившееся в виде пара, например, образовавшегося в зоне термического влияния во время сварки. В этих случаях при очистке шлифовальной машиной или металлической щеткой ржавчина и свободное железопросто смазывают поверхности из нержавеющей стали, которые ранее не были проржавевшими. И хотя ржавчина будет казаться побежденной, после воздействия атмосферной влаги и нахождения под открытым небом хотя бы несколько дней, эти ранее очищенные ржавые поверхности и уже новые поверхности, по которым в процессе очистки была «размазана» ржавчина, гарантированно заржавеют.

В этих случаях поможет очистка с использованием химических очистителей или мягких абразивных полиролей.

Проверка удаления «свободного железа» из нержавеющей стали

Вода, время, ночь

Присутствие свободного железа на нержавеющей стали легко обнаружить при распылении на сталь воды и оставления в таком состоянии на ночь. Опрыскивание следует проводить в тени и поздно вечером, чтобы поверхности оставались влажными. Поверхность должна намокнуть полностью без разрывов водяной пленки. Любые участки свободного железа будут проржавеют за ночь, окрасив поверхность. Во влажную или дождливую погоду нержавеющую сталь можно оставить на открытом воздухе в течение дня, и любое свободное железо превратится в некрасивую ржавчину. Участки с обнаруженной ржавчиной необходимо очистить, как описано выше.

Гораздо более быстрый способ определить свободное железо — протереть раствором ферроксила. При этом требуются средства индивидуальной защиты (СИЗ), поскольку раствор является кислым и содержит цианиды. Зараженные участки станут синими в течение нескольких минут. Если раствор оставить на поверхности на длительное время — вся поверхность нержавеющей стали станет синей. Этот раствор следует удалить после несколько минут теста с использованием обычной воды. И раствор для споласкания должен быть нейтрализован хотя бы пищевой содой — она отлично для этого подойдет.

Раствор ферроксила для обнаружения свободного железа в нержавеющей стали

  • Дистиллированная вода 1 литр
  • Азотная кислота 30 миллилитров
  • Ферроцианид калия 30 грамм

Этот раствор не следует использовать на поверхностях, которые будут контактировать с пищевыми продуктами или жидкостями, поскольку он содержит цианидные соединения.

Резюме и выводы

Хотя ржавчина на наружных поверхностях трубопроводов из нержавеющей стали обычно безвредна, ее уродливое присутствие вызывает беспокойство у покупателей металлоизделий. В процессе очистки нержавеющей стали после сварки необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать контакта железа со сталью во время изготовления. Проверка отсутствия «свободного железа» перед отправкой гарантирует, что Ваш продукт прибудет на место без неприглядной ржавчины. Если Вы хотите быть уверены, что на поверхностях из нержавеющей стали не образуется некрасивая ржавчина , необходимо соблюдать постулаты описанные в данной статье и тогда все будут довольны. И покупатели, и производители, и продавцы.

4 группы коррозионностойкой стали

Коррозионностойкая сталь (нержавеющая) – это сталь, стойкая по отношению к коррозии. Такое свойство приобретает железосодержащий металл, когда к основному химическому элементу – Fe добавляют хром в значительном количестве. Получают сплав, характеризующийся новыми качествами, главным из которых является повышенная коррозионностойкость, то есть невосприимчивость к окислительным процессам, происходящем на воздухе или в других средах.

коррозионностойкие нержавеющие стали

Поиском способов защиты стального материала от коррозии занимались давно, покрывая его различными составами и красками. Действительно эффективный способ был найден в 1913 году англичанином Г. Бреарли, который получил патент на изобретение стали с высоким содержанием хрома, что позволяло материалу сопротивляться процессам коррозии.

Химическая основа коррозионностойких сплавов

Нержавеющие сплавы железа основаны на правиле, в соответствии с которым при добавлении к неустойчивому к коррозии металлу другой металл, который образует с ним твердый раствор, то стойкость к процессам ржавления возрастает скачкообразно, а не пропорционально.

  • При наличии 13% хрома и выше сплавы не ржавеют в обычных условиях и в средах, которые принято относить к слабоагрессивными.
  • Если в составе хрома 17% и больше, коррозионностойкие качества проявляются в агрессивных окислительных, щелочных и др. растворах.

Химическая основа сопротивляемости коррозии заключается в образовании на поверхности предмета из нержавеющей стали пассивирующей пленки окислов благодаря хрому. Эта пленка не пропускает кислород и останавливает окислительные процессы от проникновения внутрь. Эффективность защиты зависит от состояния поверхности металла, отсутствия дефектов и внутренних напряжений в материале.

Элементы., которые сопутствуют железу в стальных сплавах: С – углерод, Si – кремний, Mn – марганец, S – сера, P – фосфор и другие

Легирование стали, то есть улучшение её физико-механических характеристик, проводится и другими химическими элементами, помимо Cr. К таким элементам относятся металлы различных групп.
В нормативной документации условные обозначения элементов даются на русском языке: Ni – никель (Н), Mn – марганец (Г), Ti – титан (Т), Co – кобальт (К), Mo – молибден (М), Cu – медь (Д).

Для стабилизации аустенитной структуры стали, то есть укрепления кристаллической решетки железа, добавляется никель. Прочность закрепляется добавками углерода. Устойчивость к перепадам температуры обеспечивается присадками титана. В особенно агрессивных средах, к примеру – кислотных, действуют сложнолегированные сплавы с присадками никеля, молибдена, меди и других компонентов.

коррозионностойкие стали

Маркировка нержавеющих видов стали

В маркировке металлов используются буквы и цифры.

Существует российская классификация марок стали, которая используется в технических и нормативных документах. Параллельно бытует распространенная в мире группа стандартов, разработанных институтом Американским институтом стали и сплавов – AISI (American Iron and Steel Institute) для легированных и нержавеющих сталей.

Российские стандарты используют следующую схему. Для примера приведена аустенитная сталь 12Х15Г9

Элемент маркировкиДвузначное числоБуквыЦифрыБуквыЦифры
Что означаетКоличество углерода – С в сотых долях процентаЛегирующие элементыПроцентное содержание легирующих металлов (округленно до целого числа)Легирующие элементыПроцентное содержание легирующих металлов (округленно до целого числа)
Пример12Х (Хром)15 (15%)Г (Марганец)9 (9%)

В системе AISI материалы обозначаются тремя-четырьмя цифрами: две первые – группа сталей, две другие — среднее содержание углерода. Буквы могут находиться после второй цифры, впереди или за цифрами.

Примеры: 410, 410S, 1045.

Коррозионностойкая сталь — основные виды

Коррозионостойкие сплавы определяют по их способности противостоять под действием большого набора естественных и искусственных коррозионных сред: атмосферных, подводной, грунтовой (подземной), щелочной, кислотной, солевой, среды блуждающих токов.
Стойкость проявляется к воздействиям химической, электрохимической, межкристаллитной коррозии.

Классификация нержавеющих сплавов регулируется нормативными документами ГОСТ, в которых описывается сталь в соответствии с производственными процессами и применением.

Сплавы делятся на несколько групп по критерию структуры. Они различаются по процентному содержанию углерода и составу легирующих компонентов. Эти соотношения определяют, где и каким образом может применяться тот или иной тип стали.

  1. Ферритные
  2. Мартенситные.
  3. Аустенитные.
  4. Комбинированные.

сварка коррозионностойких сталей

Ферритная группа

К группе ферритов относятся хромистые стали. Они маркируются литерой F. Стали с большим содержанием хрома — до 30%, и небольшим углерода – до 0,15%. Обладают ферромагнитными свойствами, то есть характеризуются намагниченностью за пределами магнитного поля при низкой критической температуре.

Для достижения оптимальных свойств регулируется и находится баланс между содержанием углерода и хрома.

Плюсы – высокая прочность и столь же высокая пластичность.

  • Хорошая деформируемость в условиях холодной деформации.
  • Высокая коррозийная стойкость.
  • Может подвергаться термообработке методом отжига.

Идет на производстве трубопроката, листовых и профилированных промежуточных и конечных изделий.

  • Химическая и нефтехимическая промышленность. Оборудование и конструкции для работы в кислотной и щелочной среде.
  • Тяжелое машиностроение.
  • Энергетика.
  • Приборостроение для промышленности.
  • Производство бытовой аппаратуры и приборов.
  • Пищевая промышленность.
  • Медицинская промышленность.

Примеры марок сталей по ГОСТ и их применения:

Сталь 08Х13 – ферритный хромистый сплав. Применяется для производства столовых приборов.

Сталь 12Х13 – ферритный хромистый сплав. Используется для хранения алкогольсодержащих продуктов.

Сталь 12Х17– ферритный хромистый жаропрочный сплав. В емкостях из него проводится высокотемпературная обработка пищевых продуктов.

обработка коррозионностойких сталей

Мартенситная группа

Под мартенситом понимается структура, которая получается в результате закалки заготовки или слитка металла с последующим отпуском. Закалка заключается в нагреве до температуры, которая превышает критическую, отпуск – последующее быстрое охлаждение металла.
В результате этого процесса перестраивается кристаллическая решетка, делая материал более твердым. Но может повыситься и хрупкость.

Такая процедура дает сплавы, в которых сочетаются

  • Высокая твердость.
  • Высокая прочность.
  • Хорошая упругость.
  • Устойчивость к коррозии.
  • Жаропрочность.

Если повысить содержание углерода в сплаве, увеличиваются качества твердости и устойчивости к изнашиванию.

Сталь предназначена для изготовления металлоизделий для функционирования в агрессивных средах средней и слабой интенсивности. Свойство упругости позволяет изготавливать такие компоненты оборудования, как пружины, фланцы, валы. Из мартенситной и мартенситно-ферритной комбинированной стали изготавливают режущие элементы — ножи для конструкций в химической промышленности, а также в пищевой.

Сталь 20Х13, 30Х13, 40Х13 – мартенситный сплав. Применяется в производстве кухонного оборудования.

Сталь 14Х17Н2 — мартенситно-ферритный комбинированный сплав, содержит никель. Используется для производства компрессоров, оборудования для эксплуатации в агрессивных средах и при пониженной температуре.

Аустенитная группа

Аустенитный класс нержавеющих сталей отличается химическим строением, внедрением атомов углерода в молекулярную решетку железа. Содержит большой процент хрома и никеля – до 33%. Это высоколегированные металлы. Немагнитность позволяет применять сплавы в широком спектре производственных процессов.

  • Пластичность в холодном и горячем состоянии.
  • Прочность.
  • Свариваемость на высоте.
  • Стойкость к агрессивным средам, пример которых — азотная кислота.
  • Экологическая чистота.
  • Устойчивость к электромагнитным излучениям.

Для получения стабильного аустенита, гранецентрированной кристаллической решетки железа, сталь легируют никелем, повышая его содержание до 9%. Легирование проводится титаном и ниобием для повышения устойчивости к межкристаллитной коррозии. Такие сплавы получили наименование стабилизированных.

Коррозионностойкие стали группы относятся к труднообрабатываемым металлам. Для облегчения работы с ними применяют методы термообработки: отжиг и двойную закалку.
Отжиг проводится нагреванием до 1200 гр. С около 3-х часов. Остывание проходит в воде или масляной жидкости, или на открытом воздухе. Таким способом повышается гибкость сплава за счет снижения твердости.
Двойная закалка предполагает процесс нормализации твердого раствора металла при температуре 1200 гр. С. Вторично закалка проходит при 1000 гр. С. Происходит увеличение пластичности и жаропрочности – устойчивости к высоким температурам.

сталь коррозионностойкая гост 5632

Применение

  • Разнообразные емкости.
  • Строительные конструкции.
  • Трубы из коррозионностойкой стали.
  • Агрегаты для нефтехимии и химического производства.
  • Конструкции для нефтяных вышек, очистительных станций.
  • Механизмы, работающие под водой, такие как, турбины.
  • Силовые приборы в энергетической сфере.
  • Компоненты и агрегаты для автомобилей, самолетов.
  • Оборудование для продуктов питания.
  • Медицинская, фармакологическая аппаратура.
  • Элементы крепежа.
  • Сварные конструкции.
  • И другие виды продукции.

Сталь 12Х18Н10Т — высоколегированный хромистый сплав, с присадками никеля и титана. Из нее делают оборудование для нефтепереработки и химической промышленности.

Сталь 12Х18Н10Т — аустенитная хромистая сталь с присадкой никеля. Из нее изготавливаются трубопроводы для химической и пищевой индустрии с ограничениями по температуре.

Сталь 12Х15Г9НД — высоколегированный сплав, содержащий хром, марганец, никель, медь. Применяется в производстве трубопроводных систем и ёмкостей, работающих с органическими кислотами умеренной агрессивности

Комбинированные сплавы

Сочетают структуру и свойства аустенитно-мартенситной или аустенитно-ферритной категорий.

Аустенитно-ферритные стали содержат небольшое количество никеля, в них высокое содержание хрома (более 20%), легирование проводится ниобием, титаном, медью. После прохождения термической обработки отношение феррита и аустенита становится равновесным. Такие сплавы более прочные, чем аустенитные, отличаются пластичностью, устойчивостью к межкристаллической коррозии. Они хорошо выдерживают ударные нагрузки.

Аустенитно-мартенситная группа металлов с содержанием хрома в границах 12-18%, никеля в границах 3,7 -7,5%. Могут использоваться присадки алюминия. Упрочнение проводится закалкой при температуре более 975 гр. С, и последующим отпуском при температуре 450-500 гр. С. Они обладают повышенным показателем предела текучести: характеристики, которая указывает на напряжение, при котором рост деформации продолжается без роста нагрузки. Сплавы демонстрируют хорошую свариваемость и хорошие механические качества.

листовая сталь

Типология сталей по хромовым и никелевым присадкам

Среди сталей коррозионностойкого ряда популярны хромистые и хромоникелевые.

Антикоррозионные железосодержащие материалы, в которых находится хром, иначе называют хромистыми сталями.

  • Теплоустойчивые мартенситные хромистые (Cr менее 10%).
  • Хромистые антикоррозийные. (Cr в составе не превышает 17%).
  • Антикоррозионные и сложнолегированные (Наличие Cr в границах 12-17%).
  • Хромо-азотистые и кислотоупорные ферритного типа (Состав Cr в границах между 16% и 17%).
  • Жаростойкие легированные: с добавками алюминия, молибдена, кремния и иных металлов.

Для хромистых сплавов в целях усиления пластичности и стабилизации кристаллической решетки применяются стабилизирующие элементы, которые снижают содержание углеродной составляющей.

  • Аустенитные с низким процентным показателем углерода и стабилизирующими элементами.
  • Кислотостойкие, содержащие присадочные металлы.
  • Жаропрочные, в составе которых процент никеля и хрома – свыше 20%.
  • Аустенитно-мартенситные и аустенитно-ферритные с показателями никеля и хрома на среднем уровне.

Особенности производства коррозионностойких сталей

Все производственные процессы в металлургии регулируются нормативными документами ГОСТ и ТУ.

Это касается и металлов с антикоррозийными свойствами.

  1. Максимальная твердость по шкале Бринелля (НБ). Этот метод подразумевает испытание с помощью вдавливания с использованием способа восстановленного отпечатка или невосстановленного отпечатка и определяется по таблице.
  2. Относительное удлинение, измеряемое в %. Параметр определяет пластические свойства металла. Относительное удлинение – увеличение длины испытываемого образца после прохождения предела текучести до разрушения.
  3. Предел текучести в Н/м2. Характеристика механических особенностей материала, связанных с напряжением, при котором деформация увеличивается, когда нагрузка закончилась. Единица измерения – паскаль или ньютон на м квадратный.
  4. Сопротивление на разрыв или предел прочности в Н/м2. Максимальное значение напряжений материала перед тем, как он разрушится.
  5. Допуска по отклонениям процентного отношения химических элементов в готовой продукции
  • Пределы процентного содержания химических элементов.
  • Нижний предел массовой доли отдельных легирующих компонентов, таких как марганец.
  • Процентное отношение вредных примесей цветных металлов: олова, свинца, висмута, сурьмы, кадмия, мышьяка и других.

трубы из коррозионностойкой стали

Магнитные характеристики антикоррозионных сплавов

Параметр магнитности характерен для некоторых металлов. Он зависит от таких характеристик, как основная структура металла, состав и особенности сплавов.

Комбинации этих переменных предопределяют уровень магнитных характеристик.

Ферриты и мартенситы задают ферромагнитные характеристики сплавов. Они настолько же магнитные, как и углеродистая сталь. Магнитные виды материалов легко подвергаются сварке и штамповке, годятся для изготовления р инструментов с режущими поверхностями и столовых приборов.

Немагнитные сплавы – аустенитные и аустенитно-ферритные хромистых и марганцевых марок.

Отличаясь большой прочностью и коррозийной устойчивостью, широко применяются в строительной сфере и в разнообразных производственных процессах.

4 типа металлов устойчивые к коррозии или нержавеющие

Мы обычно думаем о ржавчине как о оранжево-коричневых хлопьях, которые образуются на открытой стальной поверхности, когда молекулы железа в металле реагируют с кислородом в присутствии воды с образованием оксидов железа. Металлы также могут реагировать в присутствии кислот или агрессивных промышленных химикатов. Если ничто не остановит коррозию, чешуйки ржавчины будут продолжать отламываться, подвергая металл дальнейшей коррозии, пока он не распадется.

Не все металлы содержат железо, но они могут коррозировать или потускнеть в других окислительных реакциях. Чтобы предотвратить окисление и разрушение металлических изделий, таких как поручни, резервуары, приборы, кровля или сайдинг, вы можете выбирать металлы, которые «устойчивы к ржавчине» или, точнее, «устойчивы к коррозии». В эту категорию попадают четыре основных типа металлов:

  • Нержавеющая сталь
  • Алюминиевый металл
  • Медь, бронза или латунь
  • Оцинкованная сталь

Нержавеющая сталь

Типы нержавеющей стали такие, как 304 или 316, представляют собой смесь элементов и большинство из них содержат некоторое количество железа, которое легко окисляется с образованием ржавчины. Но многие сплавы нержавеющей стали также содержат высокий процент хрома (не менее 18%), который даже более активен, чем железо. Хром быстро окисляется, образуя защитный слой оксида хрома на поверхности металла. Этот оксидный слой противостоит коррозии и в то же время предотвращает попадание кислорода на нижележащую сталь. Другие элементы сплава, такие как никель и молибден, повышают его устойчивость к ржавчине.

Рекомендуем эффективный удалитель ржавчины с металлических поверхностей -

Рекомендуем эффективный удалитель ржавчины с металлических поверхностей — «РжавоМед-У»

Алюминиевый металл

Многие самолеты сделаны из алюминия, как и детали автомобилей и мотоциклов. Это связано с его небольшим весом, а также с устойчивостью к коррозии. Алюминиевые сплавы почти не содержат железа, а без железа металл не может ржаветь, но окисляется. Когда сплав подвергается воздействию воды, на поверхности быстро образуется пленка оксида алюминия. Слой твердого оксида довольно устойчив к дальнейшей коррозии и защищает лежащий под ним металл.

Медь, бронза и латунь

Эти три металла содержат мало железа или вовсе его не содержат, поэтому не ржавеют, но могут вступать в реакцию с кислородом. Медь со временем окисляется, образуя зеленую патину, которая фактически защищает металл от дальнейшей коррозии. Бронза представляет собой смесь меди и олова, а также небольшого количества других элементов, и, естественно, гораздо более устойчива к коррозии, чем медь. Латунь – это сплав меди, цинка и других элементов, которая также устойчива к коррозии.

Оцинкованная сталь

Оцинкованная сталь долго ржавеет, но со временем она ржавеет. Это углеродистая сталь, оцинкованная или покрытая тонким слоем цинка. Цинк действует как барьер, не позволяющий кислороду и воде достигать стали, поэтому она защищена от коррозии. Даже если цинковое покрытие поцарапано, оно продолжает защищать близлежащие участки лежащей под ним стали за счет катодной защиты, а также путем формирования защитного покрытия из оксида цинка. Как и алюминий, цинк очень реактивен по отношению к кислороду в присутствии влаги, а покрытие предотвращает дальнейшее окисление железа в стали.

Коррозионностойкая сталь: свойства, классификация материала


Коррозионностойкая сталь устойчива к действию кислорода, то есть не подвержена ржавчине ни на воздухе, ни в жидкой среде. Основной элемент, который придает материалу такие свойства, – хром. Невосприимчивый к действию окисления, он образует защитную пленку на поверхности и таким образом изолирует металл от кислорода.

Коррозионная сталь используется в промышленности и быту. Из нее делают важные конструктивные элементы и привычные всем столовые приборы. Подробнее о составе, свойствах и применении коррозионной стали читайте в нашем материале.

Характеристика коррозионностойкой стали

Коррозионностойкая сталь была изобретена металлургом Гарри Бреарли. Этот известный англичанин получил на нее патент в 1913 году. Его открытие вывело сталелитейную и другие промышленные отрасли на более высокий уровень развития.

Благодаря этому открытию стало возможным наделять стальные сплавы уникальными свойствами. Сталь стала коррозионностойкой потому, что в нее добавили такой компонент, как хром. Необходимо отметить, что стали и сплавы, устойчивые к образованию ржавчины, должны содержать в себе от 10,5 % и более хрома.

Характеристика коррозионностойкой стали

Добавление этого компонента позволило наделить материал следующими свойствами:

  1. повышенная устойчивость к образованию ржавчины;
  2. сверхпрочность;
  3. отличная свариваемость;
  4. легкость обработки – применяется метод холодной деформации;
  5. длительный эксплуатационный период, на протяжении которого материал не меняет свои характеристики;
  6. визуальная привлекательность изделий.

По ГОСТу коррозионностойкая сталь должна содержать в себе хром и железо. Эти вещества вместе образуют синергию, наделяя материал специфическими свойствами. Так, хром и кислород соединяются, формируя на поверхности сплава оксидную пленку, она защищает изделие от образования коррозии.

Данные параметры нержавеющей стали могут быть улучшены, если использовать легирующие добавки, к примеру никель, титан, молибден, ниобий, кобальт.

За счет легирования на производственных предприятиях получается создать разные виды стальных коррозионностойких сплавов, обладающих разнообразными свойствами и назначением.

Материал получается сверхпрочным и твердым, поскольку в нем содержится углерод. Также этот элемент встречается во многих сплавах, в результате они приобретают необходимые качества.

Легированная коррозионностойкая сталь обладает уникальными свойствами. Поэтому она используется в разных областях, где изделия либо оборудование будут работать в условиях повышенной влажности, под воздействием агрессивных сред.

Химический состав коррозионностойких сталей

Коррозионностойкие нержавеющие стали и сплавы производятся по такой технологии, когда к неустойчивому к коррозии металлу добавляют другой металл, образующий с ним соединение более высокой твердости. В результате не пропорционально, а скачкообразно увеличивается устойчивость к ржавчине.

Химический состав коррозионностойких сталей

Легированная хромом сталь, когда к металлу добавляют 12–30 % хрома, обладает повышенными защитными свойствами. В результате изделие становится максимально устойчивым к пагубному воздействию агрессивных сред:

  • Если добавлено 13 % хрома и более, на сплаве в обычных условиях, а также в слабоагрессивных средах не образуется ржавчина.
  • Когда добавлено более 17 % хрома, материал проявляет устойчивость к коррозии даже в агрессивных окислительных, щелочных и других средах.

Как объясняется коррозионная устойчивость стали с химической точки зрения? Происходит это за счет того, что на поверхности изделия из данного материала образуется пассивирующая пленка окислов за счет содержания хрома.

Такая пленка задерживает кислород, предотвращая появление окисления. То, насколько эффективной будет защита, определяется тем, в каком состоянии находится металлическая поверхность, есть ли на ней повреждения, внутренние напряжения в материале.

При изготовлении коррозионностойкой стали и нержавеющей стали добавляют сопутствующие железу элементы: С (углерод), Si (кремний), Mn (марганец), S (сера), P (фосфор).

Легирование коррозионностойкой стали любой марки позволяет улучшить ее физико-механические свойства. Данную процедуру можно выполнить не только с помощью хрома, но и используя другие химические элементы, к примеру разные группы металлов.

В нормативных документах названия элементов обозначены русскими буквами: Ni – никель (Н), Mn – марганец (Г), Ti – титан (Т), Co – кобальт (К), Mo – молибден (М), Cu – медь (Д).

Чтобы стабилизировать аустенитную структуру стали, укрепив таким образом кристаллическую решетку железа, в качестве добавки используют никель.

Для увеличения прочности добавляют углерод. Чтобы сделать материал устойчивым к температурным перепадам, потребуется присадка титана. В частности, это касается агрессивных сред (кислотных), где применяют сложнолегированные сплавы с присадками никеля, молибдена, меди и других элементов.

Маркировка нержавеющих сталей

Чтобы маркировать металлы, используют буквенно-цифровое обозначение. Так, встречается отечественная классификация марок стали, ее используют в технической и нормативной документации.

Маркировка нержавеющих сталей

Кроме того, можно столкнуться с мировой группой стандартов, которые разработали в Американском институте стали и сплавов AISI (American Iron and Steel Institute) для легированных и нержавеющих сталей.

В России стандарты классифицируются по нижеследующей схеме. Чтобы стало понятнее, разберем в качестве примера аустенитную сталь 12Х15Г9.

Элемент маркировки

Двузначное число

Буквы

Цифры

Объем углерода – С, (% × 100)

Процентное содержание легирующих металлов (округленно до целого числа)

В системе AISI материалы обозначены 3–4 цифрами. Первые из них указывают на группу сталей, две другие – на среднее содержание углерода. Буквенное обозначение расположено чаще всего после второй цифры, впереди либо за цифрами. К примеру, 410, 410S, 1045.

Основные виды коррозионностойкой стали

Коррозионностойкая сталь аустенитного класса, а также сплавы отличаются по их возможности противостоять негативному воздействию естественных и искусственных сред: атмосферных, подводной, грунтовой (подземной), щелочной, кислотной, солевой, среды блуждающих токов. Материал также устойчив к химической, электрохимической, межкристаллитной коррозии.

Классификация коррозионностойких сплавов указана в ГОСТах, в этой нормативной документации сталь описана в соответствии с производственными процессами и использованием материала.

Основные виды коррозионностойкой стали

Существует несколько разновидностей сплавов в зависимости от структуры. Также отличается процентное содержание углерода, состав легирующих компонентов.

В зависимости от данных соотношений определяют, какой тип стали можно использовать в той или иной ситуации.

Сюда можно отнести хромистые стали, маркируемые буквой F. Это стали с большим содержанием хрома — до 30 %, и небольшим углерода – до 0,15 %.

Такие стали наделены ферромагнитными характеристиками: они намагничиваются за границами магнитного поля, если температура критически низкая.

Чтобы достичь наилучших характеристик, необходимо найти и отрегулировать баланс между содержанием углерода и хрома.

Преимущества – повышенная прочность и пластичность. Оптимальная деформируемость при холодной деформации. Материал устойчив к коррозии. В качестве термической обработки подходит отжиг.

Используется при изготовлении трубопроката, листовых и профилированных промежуточных и конечных изделий.

В какой отрасли встречается сталь данной группы:

  • Химическая и нефтехимическая промышленность. Производство оборудования и конструкций для использования в кислотной и щелочной средах.
  • Тяжелое машиностроение.
  • Энергетика.
  • Приборостроение для промышленности.
  • Производство бытовой техники, специальных приборов.
  • Пищевая промышленность.
  • Медицинская промышленность.

Марки сталей по ГОСТ и их использование:

  • Сталь 08Х13 представляет собой ферритный хромистый сплав. Используется, чтобы производить столовые приборы.
  • Сталь 12Х13 – это ферритный хромистый сплав. Применяют, чтобы хранить продукты, содержащие алкоголь.
  • Сталь 12Х17 – представляет собой ферритный хромистый жаропрочный сплав. Из него производят емкости, в которых можно обрабатывать продукты питания при высокой температуре.

Мартенсит представляет собой структуру, получаемую путем закалки заготовки либо слитка металла с последующим отпуском. Во время закалки материал нагревают до критически высокой температуры, во время отпуска быстро охлаждают металл.

После данной процедуры происходит перестройка кристаллической решетки, в результате чего материал становится сверхтвердым. Однако увеличивается и его хрупкость.

Мартенситная группа

При проведении этой процедуры получаются сплавы, объединяющие в себе следующие свойства:

  • твердые;
  • сверхпрочные;
  • упругие;
  • коррозионностойкие;
  • жаропрочные.

При увеличении процентного содержания углерода в сплаве металл становится более твердым и износоустойчивым.

Из стали производятся металлические изделия, которые можно использовать в средней и слабой интенсивности агрессивных средах.

Благодаря тому, что такая сталь достаточно упругая, из нее производят пружины, фланцы, валы.

Из мартенситной и мартенситно-ферритной комбинированной стали производят режущие элементы, к примеру ножи для конструкций в химической и пищевой промышленности.

Марки сталей по ГОСТу, а также их использование:

  • Сталь 20Х13, 30Х13, 40Х13 – представляет собой мартенситный сплав. Используется, чтобы производить оборудование для кухни.
  • Сталь 14Х17Н2 —это мартенситно-ферритный комбинированный сплав, в нем содержится никель. Применяется для создания компрессоров, оборудования для использования в агрессивных средах, при низких температурах.

Аустенитный тип коррозионностойких сталей имеет специфическое химическое строение, а именно нестандартное внедрение атомов углерода в молекулярную решетку железа. В данной группе достаточно большое процентное содержание хрома и никеля – около 33 %.

Поэтому металлы носят название высоколегированных. Благодаря такому свойству, как немагнитность, можно использовать сплавы для решения задач во многих производственных процессах.

Аустенитная группа

За счет этого группа металлов обладает пластичностью как в горячем, так и в холодном состоянии, имеет высокую прочность, свариваемость на высоте, устойчивость к агрессивным средам (азотная кислота). Кроме того, такой металл экологичный, не боится электромагнитного излучения.

Чтобы получить стабильный аустенит, гранецентрированную кристаллическую решетку железа, сталь необходимо легировать никелем. Это приведет к повышению его содержания до 9 %. Для легирования используется титан и ниобий, чтобы сделать металл устойчивым к межкристаллитной коррозии. Подобные сплавы носят название стабилизированных.

Коррозионностойкие стали являются металлами, которые трудно обрабатывать. Чтобы облегчить труд, используется термическая обработка, а именно отжиг и двойная закалка.

Для отжига металл нагревают до 1200 градусов Цельсия в течение трех часов. Затем сталь остывает в воде, масляной жидкости либо на открытом пространстве. В результате материал становится более гибким благодаря тому, что его твердость снижается.

Двойная закалка означает, что осуществляется нормализация твердого металла при температурном режиме в 1200 градусов Цельсия. Повторная закалка – при температуре 1 000 градусов. В результате увеличивается пластичность и жаропрочность, то есть металл становится устойчивым к повышенным температурам.

Аустенитные металлы подходят для создания конструкционных материалов под холодную штамповку и сварку. Так, из них изготавливают:

  • всевозможные емкости;
  • строительные конструкции;
  • трубы, устойчивые к коррозии;
  • агрегаты для нефтехимического, а также химического производства;
  • конструкции для нефтяных вышек, станций очистки;
  • приспособления, предназначенные для работы под водой, к примеру турбины;
  • силовые агрегаты в сфере энергетики;
  • элементы и агрегаты для машин, самолетов;
  • оборудование для пищевых продуктов;
  • аппараты медицинского и фармакологического предназначения;
  • крепежные элементы;
  • сварные конструкции.

Как применяются стали разных марок по ГОСТ:

  • Сталь 12Х18Н10Т представляет собой высоколегированный хромистый сплав с добавлением присадок никеля и титана. Подходит для создания оборудования для переработки нефти, химической промышленности.
  • Сталь 12Х18Н10Т — это аустенитная хромистая сталь с добавлением никеля. Применяется для создания трубопроводов для химической и пищевой промышленности (есть температурные ограничения).
  • Сталь 12Х15Г9НД представляет собой высоколегированный сплав с содержанием хрома, марганца, никеля, меди. Используется при создании систем трубопроводов, резервуаров, которые взаимодействуют с органикой умеренной агрессивности.

Комбинированные коррозионностойкие сплавы

При сварке стали коррозионностойкой данного вида нужно учитывать, что в таких сплавах объединяются структура и свойства аустенитно-мартенситной либо аустенитно-ферритной группы.

  • Аустенитно-ферритные сплавы содержат в себе минимальное количество никеля, однако большой процент хрома – более 20 %. В качестве легирующих добавок выступают ниобий, титан, медь. Благодаря термообработке соотношение феррита и аустенита становится одинаковым. В производстве данные металлы достаточно популярны, поскольку они пластичны, устойчивы к межкристаллической коррозии, не боятся ударных нагрузок, они более прочные, чем аустениты.

Комбинированные коррозионностойкие сплавы

  • Аустенитно-мартенситная группа содержит 12–18 % хрома и 3,7–7,5 % никеля, кроме того, в составе есть присадки алюминия. Сделать данную сталь прочнее удается с помощью закалки при 975 градусов Цельсия и отпуске при 450–500 градусах. Такие сплавы обладают повышенным пределом текучести. Это значит, что при напряжении деформация увеличивается, но нагрузка не возрастает. Данные стали легко сваривать, они обладают повышенными характеристиками механической прочности.

Особенности сварки коррозионностойких сталей

Коррозионностойкая сталь является жаростойкой (до 650 градусов Цельсия). Ее жаропрочность находится в границах 480–500 градусов. Такие сплавы имеют пониженную теплопроводность, поэтому изделия из этого материала зачастую ведет и коробит. Из-за окисления хрома формируется тугоплавкий шлак, из-за него сварочный процесс усложняется.

Чтобы сварить хромистые коррозионностойкие стали, нужно использовать мягкий тепловой режим. Так вы добьетесь небольшой плотности тока, ток обратной полярности будет постоянным. Поэтому «плюс» крепится на электрод. Скорость охлаждения должна быть низкая, поэтому при работе необходимо исключить сквозняки.

Для сварки такой стали применяют электроды с фтористокальциевыми покрытиями.

Мартенситы и сплавы, являющиеся мартенситно-ферритными, необходимо закаливать в месте сварки в стандартных условиях. При совершении такой работы могут появиться трещинки, в частности, когда осуществляется сварка конструкций с толстыми стенками, с большой жесткостью.

Сварка будет более качественной, если обеспечить локальный подогрев до 200–300 градусов Цельсия изделий, толщина которых более 8–10 мм.

Но в этом случае верхний предел подогрева, а также время удержания этого температурного режима необходимо ограничить. В противном случае возникнет хрупкость и синеломкость. После сварки место соединения будет сверхтвердым. Это значит, что спустя определенный временной промежуток нужно выполнить отпуск при температуре 700–760 градусов Цельсия. В результате восстановится стойкость к межкристаллитной коррозии.

При выборе коррозионностойкой стали важно понимать, как вы будете ее использовать, какова нагрузка на металл, какими характеристиками должно обладать изделие. Если вы затрудняетесь с выбором, следует проконсультироваться у специалиста, чтобы не допустить ошибку.

Коррозионностойкая сталь

Коррозионностойкая сталь

Коррозионностойкая сталь (она же нержавейка) прочно вошла в нашу жизнь и применяется в различных сферах: от химической и авиационной промышленности до изготовления товаров повседневного спроса. Все дело в том, что этот вид стали показывает гораздо лучшие характеристики, чем обычная, а разнообразие марок позволяет подобрать материал, наиболее точно отвечающий запросам.

История этого материала насчитывает более века, а количество марок превышает две сотни, поэтому важно понимать их особенности, выбирая нержавейку в качестве материала для своих нужд. В нашей статье мы расскажем, какими характеристиками обладает коррозионностойкая сталь, на какие типы ее делят, а также поговорим о нюансах западной и отечественной маркировки.

Характеристики коррозионностойкой стали

Коррозионностойкая сталь, изобретение металлурга Гарри Бреарли, была запатентована в 1913 году в Англии. Благодаря данному материалу сталелитейная и другие отрасли промышленности вышли на совершенно новый уровень.

Обычные стальные сплавы получили уникальные свойства, смогли сопротивляться образованию ржавчины за счет добавления в их состав хрома. Для коррозионностойких сталей и сплавов содержание данного элемента должно быть не меньше 10,5%. Таким образом достигаются следующие характеристики:

  • очень высокая устойчивость к появлению коррозии;
  • отличная прочность;
  • хорошая свариваемость;
  • простота обработки при помощи холодной деформации;
  • большой срок эксплуатации, в течение которого материал сохраняет изначальные качества;
  • привлекательный вид изделий.

Обязательными компонентами коррозионностойких сталей являются хром и железо. За счет того, что данные добавки дополняют друг друга, материал приобретает уникальные характеристики. Хром соединяется с кислородом и формирует на поверхности сплава оксидную пленку – именно она препятствует формированию ржавчины.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Однако описанные свойства нержавеющей стали можно еще улучшить при помощи легирующих добавок, таких как никель, титан, молибден, ниобий, кобальт, пр. Благодаря легированию на производствах создают множество видов стальных нержавеющих сплавов, которые имеют различные характеристики и назначения.

Углерод, содержащийся в коррозионностойкой стали, обеспечивает металлу высокую твердость и прочность. Кроме того, данный элемент входит во все стальные сплавы, так как от него зависят многие значимые свойства.

Характеристики коррозионностойкой стали

Нержавеющая сталь имеет ряд уникальных качеств, поэтому ее активно применяют в сферах, предполагающих, что изделие или оборудование должно постоянно функционировать при высокой влажности и воздействии агрессивных сред. Из коррозионностойких сталей делают предметы для использования в промышленности и даже в быту – именно этот металл является материалом столовых приборов, ножей, элементов коммуникаций, ограждающих конструкций, деталей оборудования, пр.

4 вида коррозионностойкой стали

Классификация нержавеющих сплавов установлена ГОСТами, где сталь описана в соответствии с производственными процессами и сферами ее использования.

Среди сплавов выделяют группы на основании их структуры, разных легирующих добавок и доли углерода в составе. От содержания элементов зависит область применения конкретного сплава.

Коррозионностойкие стали делят на такие основные группы:

Ферриты

В ферритную группу входят хромистые стали, на которые ставится маркировка в виде буквы F. Речь идет о сплавах, характеризующихся значительной долей хрома, содержание которого доходит до 30%, при небольшом количестве углерода – до 0,15%. Такие металлы имеют ферромагнитные свойства, иными словами, отличаются намагниченностью за пределами магнитного поля при низкой критической температуре.

Чтобы добиться необходимых свойств металла, на производствах подбирают оптимальное соотношение углерода и хрома.

Среди главных достоинств таких коррозионностойких сталей выделяют высокую прочность и пластичность.

Не менее важны их следующие свойства:

  • хорошо поддаются холодной деформации;
  • имеют высокую сопротивляемость образованию ржавчины;
  • обеспечивают возможность термообработки при помощи отжига.

Мартенситы

В данную группу входит сталь со структурой, формируемой при помощи закалки заготовки или слитка металла и его дальнейшего отпуска. Стоит пояснить, что закалка предполагает нагрев до температуры, превышающей критический уровень, а под отпуском понимают быстрое охлаждение.

Благодаря подобному воздействию перестраивается кристаллическая решетка коррозионностойкой стали, последняя приобретает большую твердость. Однако параллельно может возрасти хрупкость.

Мартенситы

В итоге получаются сплавы с такими качествами:

  • высокая твердость;
  • увеличенная прочность;
  • упругость;
  • стойкость к ржавчине;
  • жаропрочность.

За счет увеличения доли углерода удается повысить твердость металла и устойчивость к износу.

Аустениты

Этот класс коррозионностойких сталей выделяется на общем фоне химическим строением – здесь атомы углерода включаются в молекулярную решетку железа. Немаловажно, что такой металл считается высоколегированным, имея до 33% хрома и никеля. Благодаря немагнитности сплавы используются в целом ряде производственных процессов.

Металлы этой группы обладают следующими качествами:

  • пластичность в холодном и горячем состоянии;
  • прочность;
  • возможность проведения сварочных работ на высоте;
  • сопротивление агрессивным средам, в том числе азотной кислоте;
  • чистота в экологическом плане;
  • стойкость к электромагнитным излучениям.

Чтобы добиться стабильного аустенита, гранецентрированной кристаллической решетки железа, в сталь в качестве легирующего элемента добавляют никель. Его доля в сплаве должна достигать 9%. Титан и ниобий обеспечивают устойчивость металла к межкристаллитной коррозии – содержащие их сплавы принято называть стабилизированными.

Коррозионностойкая сталь

В таких металлах сочетаются структура и свойства аустенитно-мартенситной либо аустенитно-ферритной группы.

Аустенитно-ферритные сплавы отличаются небольшой долей никеля и значительным содержанием хрома, которое превышает 20%. Роль легирующих компонентов играют ниобий, титан, медь. За счет термической обработки обеспечивается равное соотношение феррита и аустенита. На производствах подобные материалы ценят за пластичность, устойчивость к межкристаллической коррозии, способность справляться с ударными нагрузками и прочность, которая выше, чем у аустенитов.

Аустенитно-мартенситная группа имеет 12–18% хрома и 3,7–7,5% никеля, также в составе нередко бывают присадки алюминия. Чтобы добиться высокой прочности такой коррозионностойкой стали, осуществляют ее закалку при более чем +975 °C и отпуск при +450–500 °C. Эти сплавы характеризуются повышенным пределом текучести. Стоит пояснить, что данное свойство говорит о напряжении, при котором деформация возрастает без роста нагрузки. Такие коррозионностойкие стали хорошо поддаются сварке и имеют отличные механические свойства.

Маркировка и применение коррозионностойкой стали

Сегодня существует более 50 марок коррозионностойких хромоникелевых сталей. Их используют как материал для трубного и плоского проката, арматуры, швеллеров, балок, уголков, профилей. Кроме того, нержавеющая сталь активно применяется в сфере авто-, авиастроения, энергетической промышленности.

Из аустенитов производят изделия методом сварки и холодной штамповки, такие как:

  • строительные резервуары;
  • трубы;
  • установки для нефтяных вышек, очистительных систем;
  • турбины и иные механизмы, которые должны функционировать в воде;
  • силовые агрегаты для энергетической сферы;
  • детали самолетов, автомобилей;
  • оборудование для работы с пищевыми продуктами;
  • фармакологическая и медицинская техника;
  • сварные металлоконструкции;
  • метизы.

В соответствии с ГОСТом, подобные сплавы маркируются:

  • 12Х18Н10Т. Включает в себя никель, титан, является материалом для оборудования для химической и нефтеперерабатывающей промышленности.
  • 12Х18Н10Т. Используется при производстве трубопроводов.
  • 12Х15Г9НД. Имеет в составе никель, марганец и медь, применяется для изготовления емкостей и трубопроводов для растворов с умеренной агрессивностью.

Маркировка и применение коррозионностойкой стали

Мартенситы используются при производстве изделий для работы в агрессивных средах в условиях низкой или средней интенсивности. Упругость позволяет делать из такой коррозионностойкой стали пружины, фланцы, валы. Помимо этого, металл является материалом для режущих поверхностей в пищевой и химической промышленности.

Марки мартенситных сталей:

  • 20Х13, 30Х13. Применяется при изготовлении бытовой техники.
  • 14Х17Н2. Содержит в своем составе никель, может использоваться для производства компрессоров и иного оборудования, которое планируется эксплуатировать при низкой температуре и в агрессивных средах.

Ферриты встречаются в таких сферах:

  • химическая и нефтехимическая отрасль;
  • энергетика;
  • тяжелое машино- и станкостроение;
  • приборостроение;
  • медицинское оборудование;
  • производство бытовой техники;
  • пищевая отрасль.

Речь идет о следующих типах коррозионностойких сталей:

  • 08Х13. Подходит для изготовления кухонных приборов.
  • 12Х13. Используется для создания емкостей, предназначенных для хранения и транспортировки спиртосодержащих жидкостей.
  • 12Х17. Это коррозионностойкая и жаропрочная сталь, в резервуарах из которой при высоких температурах обрабатывают продукты питания.

Зарубежные марки коррозионностойких сталей

Стали марок AISI 201 и AISI 202 относятся к аустенитной группе сплавов.

Стоит пояснить, что аббревиатура расшифровывается как American Iron and Steel Institute или «Американский институт стали и сплавов». Названные металлы содержат хром, никель, марганец, медь, азот, за счет чего достигается высокая прочность изделий. Также материал хорошо поддается деформации и легко меняет форму.

Сбалансированный состав этих коррозионностойких сталей позволяет им выделяться на общем фоне высоким сопротивлением к появлению ржавчины.

AISI 201 и AISI 202 используют для производства домашних бытовых приборов, трубопроводов, строительных конструкций.

Зарубежные марки коррозионностойких сталей

Разница между данными марками состоит в содержании дополнительных компонентов. В AISI 201 больше углерода, серы, марганца и меди, что обеспечивает высокую прочность, пластичность. Тогда как AISI 202 содержит больше никеля. Нужно отметить, что AISI 201 является улучшенным вариантом AISI 202, но обе марки сохраняют свои физические особенности даже при использовании изделий из них в умеренно агрессивной среде.

Существуют российские аналоги этих коррозионностойких сталей:

  • AISI 201 можно заменить на 12Х15Г9НД;
  • AISI 202 близок к 12Х17Г9АН4.

Марки стали серии 300 по химическому составу входят в аустенитную либо дуплексную группу сплавов. Тип нержавейки зависит от доли основных добавок, таких как углерод, никель, хром, титан. Немаловажно, что эта серия считается универсальной и популярна на рынке, так как обладает высокой прочностью, устойчивостью к износу и ржавчине.

Нюансы сварки коррозионностойких сталей

Коррозионностойкая сталь обладает такими качествами, как жаростойкость до +650 °C и жаропрочность в пределах +480…+500 °C. Подобные сплавы отличаются низкой теплопроводностью, из-за чего изготовленные из них конструкции нередко подвержены поводке и короблению. Тогда как окисление хрома приводит к формированию тугоплавкого шлака, который мешает сварке.

Для сваривания хромистых нержавеющих сталей выбирают мягкие тепловые режимы, что предполагает малую плотность тока, постоянный ток обратной полярности, то есть плюс крепится на электрод. Также важно обеспечить малую скорость охлаждения, иными словами, в процессе работы важно избегать сквозняков.

Коррозионностойкую сталь варят электродами с фтористокальциевыми покрытиями.

Мартенситы и сплавы, относящиеся к мартенситно-ферритному классу, предполагают закалку в зоне сварки в обычных условиях. Нужно понимать, что здесь высока вероятность появления трещин, особенно когда речь идет о толстостенных и жестких конструкциях.

Рекомендуем статьи

Выбирая коррозионностойкую сталь, важно представлять дальнейшие условия ее эксплуатации, нагрузку, которую металл будет испытывать, и дополнительные свойства изделия. Если у вас есть сомнения, рекомендуется обратиться за рекомендацией к профессионалам.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Читайте также: