Нержавеющая сталь (или нержавейка) представляет собой сложнолегированную сталь, которая стойко противостоит коррозии в агрессивных средах(кислотная, серосодержащая), или атмосфере. Состав нержавеющей стали содержит минимум 12 процентов хрома, образующего на поверхности металла специальную защитную пленку из оксида хрома. Именно благодаря ее инертности нержавеющие стали становится коррозионностойкой. Если под воздействием химических сред или механических повреждений пленка разрушается, то нержавеющий металл теряет свою коррозийную стойкость. Но зато под воздействием кислорода эта пленка снова может восстанавливаться. Благодаря этим свойствам нержавеющая сталь быстро завоевала популярность на рынке металлопроката.
Рассмотрим характеристики и виды нержавейки:
Аустенитные хромоникелевые стали, с содержанием 15-26% хрома и 5-25% никеля, с не большим добавлением молибдена (2-6%), имеют высокие технические характеристики:
- повышенная коррозийная стойкость,
- устойчивости к агрессивным средам,
- высокая прочность,
- так же этот вид отличает отличная пластичность.
Это самая широкая и востребованная группа этой категории стали. К этому виду относятся нержавеющие стали 300 ой серии: aisi 304, aisi 316, aisi 316T, aisi 321.
Ферритные хромистые стали с низким содержанием углерода (0,2%) и с высоким содержанием хрома (12-27%), имеют высокую коррозийную стойкость в разных кислотных средах. Это стали 400 ой серии: aisi 430 и aisi 201. Хоть ферритные хромисты это довольно узкая серия нержавеющей стали, но достаточно востребованная для изготовления оборудования пищевой и легкой промышленности.
Мартенситно-ферритные стали содержат низкую долю хрома и углерода, (10-13%) и (0,2-1,0%) соответственно. За счёт дополнительной термообработки, эти стали становятся более прочные, что позволяет изготавливать из них детали, которые будут подвергаться длительным механическим нагрузкам в слабоагрессивной среде. Уникальные свойства в совокупности с доступной ценой делают материал данной марки довольно популярным на российском рынке.
Виды стали 300 группы:
Хромоникелевые нержавеющие стали этой группы по своему химическому составу делятся на аустенитные, аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситные. Химический состав этих сталей зависит от добавления углерода, никеля, хрома и титана. Это самая универсальная и большая группа. Не имеет магнитные свойства, только если не подвергалась холодной механической обработке, при низких температурах сохраняется высокая прочность, поддаётся легко сварке и полировке.
Представим более широко востребованные марки нержавеющей стали этой группы:
Нержавеющая сталь AISI 304 (08Х18Н10).
316 сталь это та же 304 сталь, но из-за добавления молибдена у неё, более улучшенные технические показатели. Она лучше противостоит коррозии, более устойчива в агрессивных кислотных средах, чем аналогичные марки этой группы. Технические свойства не меняются при более высоких температурах. Нержавеющая сталь данного вида получила широкое применение при изготовлении изделий применяемых в химической промышленности, а так же оборудования, которое может противостоять морской атмосфере и воде.
Нержавеющая сталь AISI 316T (10Х17Н13М2Т).
Эта сталь содержит наличие титана, которое превосходит содержание углерода почти в 5-ть раз. Поэтому детали, получаемые из такой стали очень прочны, они более устойчивы к высоким температурам и к ионам хлора. Нержавейка aisi 316 T используется для сварных конструкций, лопастей газовых турбин, в химической и пищевой промышленности. Легко поддаётся сварке и обладает доступной стоимостью, в сравнее с аналогами.
Нержавеющая сталь AISI 321 (12-08Х18Н10Т).
Это хромоникелевая сталь, с добавлением титана, из-за высокой устойчивости к коррозии востребована при изготовлении бесшовных труб, и разнообразных трубопроводных фитингов — отводов, тройников, переходов и фланцев. Легко поддаётся сварке, немагнитная сталь, устойчивая к более высоким температурам (до 800 градусов), при этом её механические характеристики не меняются.
Виды стали 400 группы:
Стали этой группы представлены в узком диапазоне, но всё же это довольно востребованная, для определённых целей. Это хромистые нержавеющие стали с довольно высоким содержанием хрома. Кроме этого химического элемента, стали 400 ой группы почти не содержать не каких других легирующих элементов. Эта группа нержавеющей стали, из-за низкого содержания углерода пластична, и хорошо сваривается. Рассмотрим основные марки, продажу которых осуществляет компания Элит Металл:
Нержавеющая сталь AISI 430 (12Х17).
Эта марка нержавеющей стали довольно новая, но постепенно завоёвывающая позиции по отношению к 300 и 400 группам. В ней дорогой никель, что бы ни терять аустенитную структуру металла, частично заменён на марганец и азот. Такой сбалансированный химический состав не уступает по качеству и свойствам аустенитным нержавеющим сталям марок aisi 304 и aisi 321:
- высокая коррозийная стойкость,
- хорошая свариваемость,
- легкость в полировке и деформации (гнутью),
- значительная разница в цене по сравнению с аналогичными видами,
Все эти характеристики обеспечивают нержавейки aisi 201 высокую популярность у конечного потребителя. Она применяется в медицинской и пищевой промышленности. Так же широко эта сталь используется при изготовлении круглой и профильной трубы. Из которой в свою очередь изготавливают разнообразные перила, поручни и ограждения. Более подробная информация о технических характеристиках и свойствах каждой марки находится на официальном сайте интересующего вас производителя.
таблица физических и механических свойств аустенитной нержавейки |
||||||||
|
Сталь хромоникелевая |
Хромистая никелевая молибденовая |
||||||
Вид DIN |
A2 |
A3 |
A4 |
A5 |
||||
Вип AISI |
304 |
304L |
321 |
316 |
316L |
316 Ti |
||
Удельный вес нержавеющей стали (гр/см) |
7,95 |
7,95 |
7,95 |
7,95 |
7,95 |
7,95 |
||
Механические характеристики марок при комнатной температуре |
||||||||
Твердость |
отжиг НВ |
130-150 |
125-145 |
130-185 |
130-185 |
120-170 |
130-190 |
|
по Бринеллю — НВ |
с деформацией в холодном состоянии НВ |
180-330 |
|
|
|
|
|
|
Твердость |
Отжиг НRВ |
70-88 |
70-85 |
70-88 |
70-85 |
70-85 |
70-85 |
|
По Роквеллу — HRB / HRC |
с деформацией в холодном состоянии HRC |
окт.35 |
|
|
|
|
|
|
Rm (N/mm2) — Сопротивление рястяжению c деформацией Предел прочности |
Отжиг |
500-700 |
500-680 |
520-700 |
540-690 |
520-670 |
540-690 |
|
в холодном состоянии |
700-1180 |
|
|
|
|
|
||
Rp (0,2) (N/mm2) — Предел упругости Предел текучести |
Отжиг |
195-340 |
175-300 |
205-340 |
205-410 |
195-370 |
215-380 |
|
с деформацией в холодном состоянии |
340-900 |
|
|
|
|
|
||
Отжиг Rp (1) (N/mm2) минимальный |
235 |
215 |
245 |
245 |
235 |
255 |
||
Удлинение 50мм А (%) |
65-50 |
65-50 |
60-40 |
60-40 |
60-40 |
60-40 |
||
Сжатие отжиг Z (%) |
75-60 |
75-60 |
65-50 |
75-60 |
75-65 |
75-60 |
||
Ударная Вязкость |
KCUL (Дж/см2) |
160 |
160 |
120 |
160 |
160 |
120 |
|
KVL (Дж/см2) |
180 |
180 |
130 |
180 |
180 |
130 |
||
Механические характеристики различных видов нержавеющей стали при нагревании |
||||||||
Упругость при различных температурах |
Rp (0,2)(N/mm2) |
при 300 С |
125 |
115 |
150 |
140 |
138 |
145 |
при 400 С |
97 |
98 |
135 |
125 |
115 |
135 |
||
при 500 С |
93 |
88 |
120 |
105 |
95 |
125 |
||
Rp (1)(N/mm2) |
при 300 С |
147 |
137 |
186 |
166 |
161 |
176 |
|
при 400 С |
127 |
117 |
161 |
147 |
137 |
166 |
||
при 500 С |
107 |
108 |
152 |
127 |
117 |
156 |
||
Термическая обработка |
||||||||
Температура образование окалины |
постоянное обслуживание |
925 |
925 |
900 |
925 |
925 |
925 |
|
переодичное обслуживание |
840 |
840 |
810 |
840 |
840 |
840 |
||
Дополнительные свойства и характеристики |
||||||||
Свариваемость |
высокая |
высокая |
стандартная |
высокая |
высокая |
стандартная |
||
Вытяжка |
высокая |
высокая |
стандартная |
стандартная |
стандартная |
стандартная |
Виды и свойства нержавеющей стали
Всего различают пять больших групп нержавеющих сталей определяемых их микроструктурой. Наиболее распространенными являются три:
- Аустенитные (Austenitic) - не магнитная сталь с основными составляющими 15-20% хрома и 5-15% никеля который увеличивает сопротивление коррозии. Она хорошо подвергается тепловой обработке и сварке. Обозначаются начальной буквой A. Именно аустенитная группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа.
- Мартенситные (Martensitic) - значительно более твердые чем аустетнитные стали и могут быть магнитными. Они упрочняются, закалкой и отпуском подобно простым углеродистым сталям, и находят применение главным образом в изготовлении столовых приборов, режущих инструментов и общем машиностроении. Больше поддвержены коррозии. Обозначаются начальной буквой С.
- Ферритные (Ferritic) стали значительно более мягкие чем мартенситные по причине малого содержания углерода. Они также обладают магнитными свойствами. Обозначаются начальной буквой F.
Виды сталей наиболее распространенной аустенитной группы обозначаются дополнительным номером, который указывает на химический состав и применяемость в пределах этой группы:
A1- используется, как правило, в механических и подвижных узлах. Из-за высокого содержимого серы стали этого типа менее всего способны сопротивлению коррозии, чем другие типы.
- A2 - нетоксичная, немагнитная, незакаливаемая, устойчивая к коррозии сталь. Легко поддается сварке и не становится при этом хрупкой. Может проявлять магнитные свойства в результате механической обработки (шайбы и некоторые виды шурупов). Наиболее распространенная группа нержавеющих сталей. Крепеж и изделия из стали A2 не подходят для использования в кислотах и средах содержащих хлор (например, в бассейнах и соленой воде). Пригодна для температур вплоть до -200 C. Ближайший аналог AISI 304 и AISI 304L с еще более низким содержанием углерода.
- A3 - имеет похожие свойства, как и сталь A2 и дополнительно стабилизирована титаном, ниобием или танталом. Это улучшает ее сопротивление коррозии при высоких температурах.
- A4 - похожа на стали A2, но с добавлением 2-3% молибдена. Это делает ее в значительной степени более способной сопротивляться коррозии и кислоте. Крепеж и такелажные изделия из A4 рекомендуются для использования в судостроении. Пригодна для температур вплоть до -60 C. Ближайший аналог AISI 316 и AISI 316L с низким содержанием углерода.
- A5 - имеет свойства сталей A4 и дополнительно стабилизирована титаном, ниобием или танталом как и A3, но с различным процентным содержанием легирующих добавок. Это также повышает ее сопротивляемость высоким температурам.
Таблица характеристик и рекомендации по применению для изделий из нержавеющей стали
DIN |
EN |
АISI |
Характеристики |
Примеры применения |
A2 |
1.4301 |
304 |
Сталь с низким содержанием углерода, аустенитная незакаливаемая, устойчивая к воздействию коррозии, немагнитная в условиях слабого намагничивания, (если была подвергнута холодной обработке). Легко поддается сварке, устойчива к межкристаллической коррозии. Высокая прочность при низких температурах. Поддается электро-полировке. |
Установки для пищевой, химической, текстильной, нефтяной, фармацевтической, бумажной промышленности; используется также в производстве пластмасс для ядерной и холодильной промышленности, оснащение для ку-хонь, баров, ресторанов; столовых приборов; в кораблестроении, электронике и т.д. |
1.4306 |
304L |
Сталь аустенитная незакаливаемая, особенно пригодная для сварных конструкций. Отличается высокой устойчивостью к воздействию межкристаллической коррозии, используется при температуре до 425°С. По химическому составу отличается от 304 почти вдвое меньшим содержанием углерода. |
Находит те же применения, что и AISI 304, для изготовления сварных конструкций и в отраслях, где необходима устойчивость к воздействию межкристаллической коррозии. |
|
A4 |
1.4401 |
316 |
Сталь аустенитная незакаливаемая, наличие молибдена (Мо) делает ее особенно устойчивой к воздействию коррозии. Также и технические свойства этой стали при высоких температурах гораздо лучше, чем у аналогичных сталей, не содержащих молибден. |
Химическое оборудование, подвергающееся особенно сильным воздействиям, инструмент, вступающий в контакт с морской водой и атмосферой, оборудование для проявления фотопленки, корпусы котлов, установки для переработки пищи, емкости для отработанных масел для коксохимических установок. |
1.4404 |
316L |
Сталь, аналогичная AISI 316, аустенитная незакаливаемая, с очень низким содержанием углерода С, особенно подходит для изготовления сварных конструкций. Обладает высокой устойчивостью к межкристаллической коррозии, используется при температуре до 450°С. По химическому составу отличается от 316 почти вдвое меньшим содержанием углерода. |
Находит те же применения, что и AISI 316, для изготовления сварных конструкций, где необходима высокая устойчивость к воздействию коррозии. Особенно пригодна для производства пищевых продуктов и ингридиентов (майонез, шоколад и т.д.) |
|
A5 |
1.4571 |
316Ti |
Наличие титана (Ti), в пять раз превышающего содержание углерода С, обеспечивает стабилизирующий эффект в отношении осаждения карбидов хрома (Cr) на поверхность кристаллов. Титан (Ti), действительно, образует с углеродом карбиды, которые хорошо распределяются и стабилизируются внутри кристалла. Обладает повышенной устойчивостью к межкристаллической коррозии. |
Детали, обладающие повышенной устойчивостью к воздействию высоких температур и к среде с присутствием новых ионов хлора. Лопасти для газовых турбин, баллоны, сварные конструкции, коллекторы. Применяется в пищевой и химической промышленности. |
A3 |
1.4541 |
321 |
Сталь хромоникелевая с добавкой титана (Ti), аустенитная незакаливаемая, немагнитная, особенно рекомендуется для изготовления сварных конструкций и для использования при температурах между 400°С и 800°С, устойчива к коррозии. |
Коллекторы сброса для авиационных моторов, корпусы котлов или кольцевые коллекторы оборудования для нефтехимической промышленности. Компенсационные соединения. Химическое оборудование и оборудование, устойчивое к высоким температурам. |
1.4845 1.4841 |
310 310 S |
Сталь тугоплавкая аустенитная незакаливаемая, немагнитная, жароустойчивая при высоких температурах, находит самое широкое применение. В окисляющей среде можно применять обычно до 1100°С и до 1000°С в восстановительной среде, но в любом случае в атмосфере, содержащей менее 2 гр. серы (S) на 1 куб.м. |
Установки для термической обработки, для изготовления щелочей, для гидрогенизации; теплообменники для печей; изготовление дверей, грилей, штифтов, кронштейнов. Элементы для подогревателей воздуха, корпуса и трубы для термических обработок, конвейерные ленты для транспортеров печей отводные трубы газовых турбин и моторов, реторты для дистилляции, установки для крекинга и реформинга. |