Нержавеющая сталь марки

Автор: Волков Семён

Дата публикации: 16 Мая 2025

Нержавеющая сталь создается из сплавов, в которых объединены железо, углерод и легирующие элементы, и главное среди них — хром, который придает стали ее главную черту — устойчивость к коррозии. Специфика химического состава нержавейки определяется наличием никеля, кобальта, молибдена, титана, кремния, ниобия, а также других добавок. Эти примеси влияют на отличительные физические и механические характеристики сплава, делая его более прочным, устойчивым к высоким температурам или пластичным. Разновидности сталей различаются содержанием и процентным соотношением этих элементов, но объединяются сходными чертами:

• способностью противостоять коррозии, влажности, агрессивным средам и значительным температурным изменениям;
• высокой устойчивостью к воздействию тепла и механическим нагрузкам;
• стойкостью к механическим повреждениям и деформационным изменениям;
• легкостью в обработке — сварке, резке, сверлении.

Элементы и конструкции из нержавеющей стали способны выдерживать эксплуатацию при высоких температурах, под воздействием большого давления и в агрессивных условиях, сохраняя гигиеничность, эстетичность и прочность.

Классификация нержавеющей стали

Существует несколько основных типов нержавеющих сталей, каждая из которых характеризуется своими особенностями и преимуществами:

• Аустенитные стали: Самый распространенный тип нержавеющей стали. Они содержат высокий процент хрома и никеля, что обеспечивает им отличную коррозионную стойкость и пластичность. Аустенитные стали часто применяются в пищевой промышленности, медицине и для изготовления бытовой техники.
• Ферритные стали: Эти стали содержат меньше никеля и хрома и характеризуются более низкой пластичностью, однако они более устойчивы к коррозии и дешевле в производстве. Благодаря своей магнитности, ферритные стали часто используют в автомобильной и строительной индустрии.
• Мартенситные стали: Обладают высокой прочностью и износостойкостью, но имеют меньшую коррозионную устойчивость по сравнению с аустенитными сталями. Применяются в производстве режущих инструментов и промышленных деталей.
• Дуплексные стали: Сочетают в себе свойства аустенитных и ферритных сталей, обеспечивая высокую прочность и отличную стойкость к коррозии. Эти стали широко применяются в нефтегазовой отрасли и судостроении.

Разновидности нержавеющих сталей

Аустенитные

Аустенитные стали получаются из сплавов с повышенным содержанием хрома и никеля. Эти металлы характеризуются особой аустенитной кристаллической структурой, обладают химической инертностью, термостойкостью, пластичностью и гибкостью. Такие металлы не обладают магнитными свойствами, устойчивы к коррозии и легко поддаются обработке, будучи пригодными для ручной и автоматической сварки с применением электродугового и плазменного методов.

Химический состав непосредственно определяет свойства стали — они могут быть устойчивыми к высоким температурам или морозам, противостоять коррозии и агрессивным химическим воздействиям. На основе характеристик и применения эти стали подразделяются на группы от А1 до А5.

Ферритные

Ферритные стали выделяются высоким содержанием хрома, в промежутке от 12% до 20-25%, из-за чего известны как "хромистые". Отличительной чертой этих сталей является структура зерна. Благодаря термической обработке они обретают высокую прочность, обладают магнитными свойствами, высокой твердостью и устойчивостью к коррозии. При полировке они приобретают блеск.

Мартенситные

Мартенситные стали — это разновидность термостойких сталей с игольчатой микроструктурой, образующейся при охлаждении аустенитной фазы. Закалка придает этим сталям износоустойчивость, высокую механическую прочность и долговечность. Основное влияние на качество оказывают такие легирующие элементы, как хром и вольфрам, которые обеспечивают неизменность характеристик при высоких температурах. Эти стали отлично работают в агрессивных средах, выдерживают высокие физические нагрузки без деформаций и формируют прочные сварные швы.

Классификация сталей

С учетом разнообразия видов сталей, производимых в разных странах, возникла потребность в их систематизации и идентификации.

Система маркировки AISI, принятая Американским институтом стали

Американский институт стали разработал систему обозначений сталей под именем AISI, распределяя их по сериям в зависимости от состава, свойств и области применения:

1. Серия 200 включает стали AISI 201 и 202, отмеченные безопасностью и гигиеничностью.

2. Серия 300 делится на несколько подгрупп:

• AISI 301 используется в автомобилестроении, производстве вагонов и бытовой технике;
• AISI 302 (12Х18Н9) в основном используется для изготовления пружин;
• AISI 303 применяется для создания движущихся механических узлов;
• AISI 304 (08Х18Н10) востребована в нефтегазовой, химической и текстильной индустриях;
• AISI 316 (03Х17Н14М3) используется в судостроении, авиастроении и нефтегазовых отраслях;
• AISI 321 (08Х18Н10Т) содержит до 10% титана и сохраняет характеристики при температуре до 800 градусов.

3. Серия 400 содержит высокое количество хрома и низкое углерода, и включает стали AISI: 403, 409, 410, 416, 420, 430, 439, 441.

Европейская система обозначения

Европейский стандарт EN 10027 определяет маркировку сталей. Названия состоят из двух частей: в первой указываются буквы и цифры, обозначающие основные характеристики металла, во второй — номер стали.

Обозначения начальных букв указывают на свойства и назначение: конструкционные маркируются S и Q, высокодавленческие — P и Q; для труб — L, для автомобилей — E, для рельсов — R, штамповки — H, листового проката — D, упаковочной ленты — T. Цифры указывают на минимальный предел нагрузки.

Порядковый номер стали состоит из двух групп цифр: первые две показывают номер группы стали, последние — порядковый номер металла в группе.

Российское обозначение согласно ГОСТ

В России маркировка стали осуществляется по ГОСТ 5632-2014 на основании химического состава. В начале указывается содержание углерода в сотых долях процента, затем следуют буквы для легирующих элементов: хром (Х), никель (Н), кремний (С), титан (Т), цирконий (Ц), медь (Д), кобальт (К), вольфрам (В), молибден (М), ниобий (Б), марганец (Г) с указанием их процентного содержания, умноженного на 100.

Осадки твердеющей нержавеющей стали

Осадки твердеющей нержавеющей стали (PH сталь) отличаются способностью улучшать механические свойства за счет термической обработки, которая активирует процесс твердофазных реакций. Такие стали содержат легирующие элементы, которые образуют мелкодисперсные частицы, увеличивающие прочность и твердость сплава.

Этот тип стали часто используется в отраслях, где важны высокая прочность и коррозионная стойкость. Основные характеристики PH стали делают её востребованной в аэрокосмической промышленности и производстве энергии, а также при изготовлении компонентов медицинского оборудования и химической аппаратуры.

Благодаря комбинации высоких механических свойств с коррозионной стойкостью, PH стали находят применение в условиях интенсивных нагрузок и агрессивных сред.

Применение нержавеющей стали в промышленности

• Химическая промышленность: В этой отрасли нержавеющая сталь применяется для производства реакторов, трубопроводов и контейнеров. Её стойкость к агрессивным химическим средам делает её идеальным выбором для хранения и транспортировки кислот, щелочей и других агрессивных веществ.
• Пищевая и фармацевтическая индустрии: Гигиенические свойства и легкость очистки нержавеющей стали делают её популярной в производстве оборудования для переработки и упаковки пищевых продуктов и лекарств. Она не влияет на вкус и запах продукции, обеспечивая их высокое качество.
• Авиация и транспорт: Нержавеющая сталь используется в конструкциях самолетов, железнодорожных вагонов и автомобилей благодаря своей прочности и устойчивости к коррозии, что помогает увеличить срок службы транспортных средств и повысить их безопасность.
• Энергетический сектор: В этом направлении нержавеющая сталь находит применение в оборудованиях для добычи и переработки нефти и газа, а также в системах охлаждения и трубопроводах на электростанциях. Её устойчивость к высоким температурам и агрессивным условиям эксплуатации делает её ключевым элементом современных энергетических технологий.
• Строительство: Архитекторы часто выбирают нержавеющую сталь для создания фасадов зданий и внутренних облицовок благодаря её эстетичному виду и высокой устойчивости к внешним воздействиям, что позволяет поддерживать внешний вид конструкций без дополнительных затрат на обслуживание.

Таким образом, нержавеющая сталь благодаря своим уникальным характеристикам находит широкое применение в различных отраслях промышленности, обеспечивая долговечность и надежность изделий и конструкций.

Коррозионная стойкость и методы защиты

Среди различных типов нержавеющих сталей самой высокой коррозионной стойкостью отличаются аустенитные сплавы. Они содержат не менее 18% хрома и 8% никеля, что делает их особенно устойчивыми к кислотному воздействию и высокоагрессивным средам. Более того, добавление таких элементов, как молибден, значительно увеличивает стойкость к питеобразованию.

Для усиления сопротивления коррозии применяются различные методы защиты. Один из них – пассивация, при которой на поверхности стали создается защитная пленка после воздействия кислородосодержащих растворов. Это позволяет восстановить и укрепить оксидный слой.

Еще одним способом является нанесение защитных покрытий, таких как полимеры или лакокрасочные материалы. Они предотвращают механические повреждения и исключают контакт металла с влагой и химическими веществами.

Для особенно требовательных условий применяются специальные методы, например, катодная защита. Она основана на электропотенциальной разности и предотвращает электрохимическую коррозию, что обеспечивает долговечность конструкций в морской воде и почве.

Особенности сварки нержавеющей стали

Сварка нержавеющей стали требует особого внимания из-за ее химического состава и свойств. Различные виды нержавеющих сталей включают в себя добавки, такие как хром и никель, которые обеспечивают стойкость к коррозии, но могут вызывать сложности в процессе сварки.

Один из ключевых аспектов сварки этих сплавов – это контроль за температурой. Перегрев может привести к изменениям структуры металла, что, в свою очередь, снижает его стойкость к коррозии. Для предотвращения этого используют методы контроля тепловложения и охлаждения.

Важное значение имеет и выбор сварочных материалов. Электроды и проволока должны соответствовать химическому составу основного металла, чтобы избежать несовместимости и дефектов на сварных швах. Кроме того, большое внимание уделяется защите зоны сварки от воздействия окружающего воздуха с помощью инертных газов, таких как аргон, для обеспечения качественного соединения.

Поверхностные дефекты, такие как поры, трещины и изменения цвета, могут быть индикаторами некачественной сварки. Профессионалы регулярно используют методы неразрушающего контроля, такие как ультразвуковое или рентгеновское исследование, для выявления недостатков.

В промышленности применяются различные методы сварки, включая TIG, MIG и лазерную сварку. Каждый из них имеет свои преимущества и ограничения и выбирается в зависимости от требуемых характеристик соединения и условий эксплуатации. Бережный подход к каждому этапу процесса является залогом успеха при сварке нержавеющей стали.