Виды и марки нержавеющей стали

Автор: Волков Семён

Дата публикации: 25 Апреля 2024

Ключевая характеристика нержавеющих сталей заключается в определенной связи активного железа с другими металлами внутри их состава, что не позволяет ему вступать в химическую реакцию с атмосферным воздухом, водой или различными агрессивными окислителями. Устойчивый защитный слой окислов никеля, хрома и марганца формируется на поверхности полуфабрикатов.

Модификации на уровне молекул в большом объеме влияют на физические характеристики. Коррозионно-устойчивые стали выделяются сниженной теплоемкостью, увеличенным тепловым расширением, и, за некоторыми исключениями, потерей магнитных свойств, благодаря чему они используются в производстве радиоэлектронных приборов. Существует огромное разнообразие специализированных нержавеющих сталей, обладающих уникальными свойствами.

Эффект принципиальных легирующих компонентов на эксплуатационные характеристики:

• Хром играет роль в устойчивости к коррозии при воздействии высоких температур и кислот, улучшает прочность и твердость, но при этом снижает ударную вязкость., что делает группу хромоникелевых сплавов менее стойкой к ударным нагрузкам.
• Никель способствует увеличению пластичности, повышает технологические свойства и стойкость против коррозии. Кроме того, он придает изделиям устойчивость к высоким температурам и защищает их поверхность от появления царапин.
• Уровень углерода напрямую влияет на свойства металла: чем выше его содержание, тем труднее металл поддается резке и деформации. Данная характеристика востребована при создании инструментов.
• Марганец считается естественной примесью, является универсальным агентом для обезвреживания окислов, повышает устойчивость к стираемости и способствует более эффективной термической обработке.
• Кремний усиливает устойчивость к кислотам и термостойкость.

Металлы типа титана, ванадия, молибдена, ниобия, меди, вольфрама, кобальта и алюминия используются для придания уникальных свойств.

Виды нержавеющей стали

Типы стальных сплавов определяются в зависимости от структуры кристаллической решетки, которая может быть аустенитной, мартенситной, ферритной или смешанной. Основные свойства структурных типов определяются их химическим составом.

Аустенитные

Формирование гранецентрированной кубической решетки осуществляется благодаря стабилизирующему воздействию хрома, никеля и марганца. Отмечается, что общий объем этих элементов компонует до 33% всей структуры. Самым широко используемым типом являются аустениты, включающие в себя пищевые стали и материалы специального применения, которые обладают устойчивостью к сильно коррозийным средам.

Мартенситные

Строение с тетрагональной структурой, где ячейки представляют собой параллелепипед, характеризуется использованием в основном наиболее прочных из нержавеющих сталей, которые содержат большое количество хрома. В таких сталях никель либо отсутствует совсем, либо используется в очень незначительных объемах. Именно из них изготавливают инструменты для быстрой резки, крепежные элементы, детали, способные выдерживать высокие температуры, а также металлические конструкции для переноса больших нагрузок. Все изделия, изготовленные из такой стали, подвергаются сложной термической обработке, в процессе которой происходит мартенситное преобразование.

Ферритные

Кристаллическая решетка объемно-центрированного типа является типичной для большого числа сплавов, основанных на сочетании железа и углерода. Основной компонент, использующийся для легирования, - это хром. Ферриты обладают высокими значениями прочности и пластичности, также они магнитны. Несмотря на то, что их эксплуатационные качества схожи с аустенитами, замена дорогого никеля на другие металлы увеличивает их подверженность межкристаллической коррозии.

Обычно каждая фаза занимает от 40 до 60% общего количества. Кроме того, характеристики также определяются выбором легирующих компонентов и их пропорцией в общем составе.

Декодирование видов нержавеющей стали

Несколько систем обозначений функционируют в мире, среди которых есть группа стандартов AISI, которую разработал Американский институт стальных сплавов. Каждому названию в этой системе назначается цифровое значение, состоящее из четырех чисел. Однако серии стандартов предусмотрены для коррозионно-устойчивых сталей.

• Марка стали AISI 201 - единственный представитель серии 200, выступает в качестве альтернативы широко используемой стали AISI 304, причем с некими ограничениями.
• Ряд 300 : комбинации аустенитных и смешанных нержавеющих сталей, основанных на аустените;
• 400-я серия: обладают мартенситной или ферритной структурой и содержат хром.

Существуют следующие алгоритмы, которые соответствуют стандартам ГОСТ:

• Первое число - это процентное содержание углерода, выраженное в сотых долях.
• В маркировке, процентное содержание элемента обозначается цифрами, указанными после него.
• Если содержание металла в составе не превышает 1% или близко к данному значению, то его количество обычно не указывают, отметка оставляется без числового значения.

Знаменитые бренды из нержавеющей стали

Нержавеющая сталь AISI 304, также известная как 08Х18Н10.

В пищевой и фармацевтической промышленности наиболее часто используется для создания составляющих и панелей производственных цепочек, упаковки, трубопроводов. Также применяется в дизайне и благоустройстве пространства для установки ограждений на лестницах и производства мебели.

AISI 316 или, как его также называют, 10Х17Н13М2

В отношении пищевой стали, она защищена молибденом и способна функционировать в кислотных условиях при повышенной температуре, а также обладает устойчивостью в морской воде.

AISI 316T также известна как 10Х17Н13М2T.

Титановые добавки повышают теплостойкость, препятствуют воздействию хлоридных ионов и укрепляют прочность. Их широко используют при производстве емкостей, работающих с кислотами, теплообменников и режущих инструментов.

08Х18Н10Т AISI 321

Материал, устойчивый к высоким температурам, используется для производства компонентов, которые работают в условиях повышенной агрессивности, а также теплообменников, котлов, труб и соответствующих запасных частей для них.

Сталь AISI 430 или 12Х17Н

Предусмотренный для создания перемещающихся элементов валиков и втулок, выдерживающих воздействие сильно разбавленных кислотных и солевых растворов, жаростойкий материал принадлежит к ферритной группе. Наряду с этим, эти изделия не предполагают длительного времени эксплуатации.

AISI 201, также известная как 12Х15Г9НД

Более экономичный вариант AISI 304, имеет сниженное содержание никеля и хрома, но сплавлен с медью для обеспечения устойчивости к воздействию окружающей среды, не подходит для использования в пищевой промышленности из-за пониженной стойкости к агрессивным компонентам. Из этого материала изготавливаются барабаны для стиральных машин, ограждения и мебель.

В соответствии с ГОСТ 5632-2014 установлено множество марок сталей, устойчивых к коррозии, некоторые из которых не имеют мировых аналогов. Для их идентификации могут применяться собственные стандарты создателей, такие как: ДИ-13, ЭП-33, ЧС-68.

Области применения нержавеющей стали

Композиции из нержавеющего сплава используются в производстве кухонных принадлежностей, бытовых приборов и сантехники. Такой материал, не вступая в реакцию с водой, жиром или кислотами, активно применяется в пищевой и химической отраслях, медицинском производстве и при создании инструментов. Отдельные составы из нержавеющего сплава используют в нефтехимии, энергетике, автомобилепроизводстве, а также в судостроении.