Содержание
- Как производится нержавеющая сталь
- Преимущества нержавеющей стали
- Состав и свойства нержавеющей стали
- Классификация нержавеющих сталей
- Дуплексные (комбинированные) стали
- Маркировка нержавеющей стали в России
- Распространенные марки нержавеющей стали
- Магнитные свойства нержавеющей стали
- Применение нержавеющей стали
- Использование жаропрочных сталей
- Продукция из нержавеющей стали
Нержавеющая сталь или "нержавейка" отличается от остальных видов стали наличием в составе хрома в массовой доле не менее 12%. Данный сплав не поддается коррозии, даже когда попадает в агрессивную среду, подвергается атмосферным и температурным воздействиям. "Нержавейку" запатентовал английский ученый Г. Бреарли в 1913 году.
Как производится нержавеющая сталь
-
Изготовление расплава. Сырье отправляют в конвертеры и переводят в жидкую форму в электрической печи.
-
Легирование. В готовый к легированию сплав вводят хром и другие добавки, чтобы металл приобрел определенные характеристики. Компоненты тщательно рассчитывают, чтобы свойства материала получились предсказуемыми, и он точно соответствовал ГОСТ/AISI.
-
Удаление примесей. Из сплава выводят избыток углерода для обеспечения антикоррозионной защиты и равномерной фактуры.
-
Литье или прогон через прокатный стан. Жидкую "нержавейку" переливают в формы или раскатывают для изготовления проката.
-
Дополнительная обработка. Металлические заготовки подвергают горячей или холодной обработке, чтобы изделия приобрели более совершенную геометрию и хорошие механические свойства.
-
Отжиг. Готовые изделия раскаляют и остужают, чтобы убрать внутренние напряжения, сделать их прочными, предотвратить появление трещин и других скрытых дефектов.
Преимущества нержавеющей стали
Это прочный и красивый сплав, устойчивый к царапинам и к окислению при сильном нагреве. Нержавеющей стали не страшны погодные воздействия и сырость. Изделия из нее подходят для эксплуатации в агрессивных средах и не требуют создания дополнительной защиты.
Вот другие преимущества "нержавейки":
-
сохраняет первоначальные свойства до 50 лет;
-
совместима с другими металлами и неметаллическими материалами;
-
подходит для эксплуатации на пищевых производствах, в лечебных и детских учреждениях;
-
подвергается вторичной переработке без испарения токсичных соединений;
-
поддается разным способам обработки;
-
не ржавеет;
-
не требует регулярного покрытия масляной или другой краской;
-
сравнительно легко формуется и поддается сварке;
-
не горит,
-
доступна повсеместно.
"Нержавейка" — не пористый металл и не становится таковым в ходе эксплуатации. Она нейтральна для здоровья, не разлагается, не окисляется. Изделия из нержавеющей стали служат чрезвычайно долго, поэтому из нее часто изготавливают столовые приборы и медицинские инструменты.
Состав и свойства нержавеющей стали
"Нержавейка" бывает:
-
Жаропрочной — остается такой же, как сразу после производства, при коротком нагреве до +500*С;
-
Жаростойкой — сохраняет структуру и свойства, будучи длительно нагретой до +500*С и сильнее;
-
Устойчивой к коррозии — не ржавеет ни при каких внешних воздействиях, включая контакт с концентрированными кислотами.
После того, как сталь легируют с использованием хрома, ее коррозионная стойкость резко возрастает. При введении в сплав 13% и более этого металла "нержавейка" не ржавеет при соприкосновении с умеренно концентрированными агрессивными веществами. Если в сплаве содержится больше 17% хрома, сталь не заржавеет и под воздействием концентрированной азотной кислоты.
Половина хрома, соединенная с половиной стали, дает так называемый "суперсплав", способный длительно выдерживать соприкосновение с любыми едкими средами.
Если к железу, хрому и углероду добавляют дополнительные металлы, свойства стального сплава продолжают меняться. Никель придает жаростойкость, медь — устойчивость к погодным воздействиям, молибден — "поднимает" рабочую температуру, а кобальт увеличивает износостойкость.
Классификация нержавеющих сталей
"Нержавейку" делят на категории по виду и объему примесей, используемых для легирования.
Аустенитные стали
Аустенитом называют стальной сплав, в который добавили марганец, никель и хром ради стабилизации структуры и придания максимальной устойчивости к едким веществам. Перечисленные добавки могут составлять до трети сплава. Аустенитные стали востребованы на пищевых производствах.
Мартенситные стали
Мартенситы — самые прочные стальные сплавы из существующих, содержат максимальный процент хрома и следовые количества никеля, подвергаются термической обработки. Из мартенситных сталей выплавляют или изготавливают по технологии проката жаропрочные запчасти, крепежи, особо прочные рабочие органы промышленных станков.
Ферритные стали
Ферриты — еще одна высокопрочная разновидность сталей. Они тоже содержат хром, но не содержат никель (в отличие от аустенитов). Ферриты пластичны и отлично магнитятся, но отстают от других легированных сплавов по коррозионной стойкости.
Дуплексные (комбинированные) стали
Сочетание аустенитов и ферритов становится альтернативой очень дорогим чистым аустенитам. Сочетание ферритов и мартенситов является одним из самых износостойких. Сочетание аустенитов и мартенситов позволяет изготавливать изделия, устойчивые к концентрированной уксусной кислоте и экстремально низким температурам.
Маркировка нержавеющей стали в России
В РФ "нержавейку" маркируют по ГОСТ. Кириллические буквы соответствуют металлам, используемых для легирования стали:
А — N (азот);
Б — Nb (ниобий);
В — W (вольфрам);
Г — Mn (марганец);
Д — Cu (медь);
К — Co (кобальт);
М — Mo (молибден);
Н — Ni (никель);
Р — B (бор);
С — Si (кремний);
Т — Ti (титан);
Ф — V (ванадий);
Х — Cr (хром);
Ц — Zr (цирконий);
Ю — Al (алюминий).
Цифры после букв говорят о том, сколько процентов легирующей добавки содержится в сплаве после умножения на десять. Если после кириллической буквы не поставлена цифра, содержание металла не превышает 1,5%.
В России "нержавейку" маркируют не только по ГОСТ, но и по американско-европейскому стандарту AISI (используется также в КНР, Японии). По этой системе сплав маркируют преимущественно цифрами: 2 или 3 — для аустенитов, у ферритов и мартенситов — 4. Если цифра больше 4, для определения присадки можно заглянуть в описание стандарта AISI. Если массовая доля какой-либо легирующей добавки повышена, в маркировке появляются буквы.
Распространенные марки нержавеющей стали
В СНГ широко используются марки № 200, 300 и 400.
200-я серия
К ней относятся "нержавейки"-аустениты №201 и №202 по AISI. №201 богата марганцем, медью и серой. В России ее чаще обозначают сочетанием 12Х15Г9НД. №202 легируют никелем, по ГОСТ она проходит под маркировкой 12Х17Г9АН4. Из обоих сплавов получают трубный прокат, используемый для перегона средне агрессивных рабочих сред.
300-я серия
По стандарту AISI к этой группе относятся сплавы №301 (07Х16Н6 для получения запчастей для автомобилей и поездов, медицинских приборов, бытовой техники), 302 (12Х18Н9 для изготовления стопорных колец и пружин), 304 (08Х18Н10 для получения запчастей в фармацевтике, легкой и нефтедобывающей промышленности), 316 (10Х17Н13М2 для производства деталей судов и оборудования для добычи сырой нефти), 316L (03Х17Н14М3 для изготовления легких в сварке деталей), 316Т (10Х17Н13М2Т для устойчивости к жару и хлору) и 321 (12Х18Н10Т для изготовления трубопроводной арматуры и бесшовных отрезков труб).
400-я серия
Серия 400 состоит из сталей 15Х12 (сплав феррита и мартенсита), 08Х13 (для изготовления ударопрочных изделий), 12Х13 (для жаропрочных запчастей и металлоконструкций), 12Х18Н10Т (мартенсит для создания деталей огнестрельного оружия), 30Х13 (изготовление бюджетного режущего инструмента), 12Х17 (не содержит дорогих присадок), 08Х17Т (подходит для производства фурнитуры для мебели и дверей) и 12Х17Т (с добавлением титана и ниобия для получения автомобильных деталей и устойчивых к коррозии труб).
Магнитные свойства нержавеющей стали
"Нержавейка" — прочный, хорошо магнитящийся сплав, подходящий для изготовления режущих частей промышленного оборудования и инструментов. Ферритные и мартенситные ее разновидности обладают самыми высокими магнитными свойствами. Мартенситы — весьма твердые и не царапаются.
Сплавы типа аустенит+феррит применяют для получения корпусов судов, оборудования для промышленной работы с химическими веществами, нефтедобывающего оборудования и пищевых конвейеров.
Применение нержавеющей стали
"Нержавейка" применяется для выпуска:
-
контейнеров и сосудов;
-
трубного проката;
-
опорных конструкций для использования в строительстве;
-
химического и нефтедобывающего оборудования;
-
газовых и жидкостных турбин;
-
деталей очистных сооружений;
-
станков и конвейеров для фармацевтических производств;
-
крепежных изделий.
Из нержавеющей стали производят форсунки для фонтанов, рекламные уличные конструкции, фасадный декор. Сплавы этой группы высоко ценятся всюду, где есть перепады температуры, погодные воздействия, агрессивные среды, необходимость в использовании гарантированно безаварийных запчастей.
Использование жаропрочных сталей
Из стальных сплавов, устойчивых к коррозии и жару, выпускают производственное оборудование, трубный прокат, моторы автомобилей, запчасти для печной техники. Жаропрочные нержавеющие стали подходят для получения деталей, которые будут использоваться в агрессивных средах.
Продукция из нержавеющей стали
Нержавеющую сталь повсеместно применяют для получения листового и сортового проката (горяче-и холоднокатаные листы, рифленка, лента, рулон, пруток, шестигранник, круг, уголок, полоса), сварочных материалов (пруток, проволока, электроды), нержавеющих труб и арматуры (труба круглая и профильная, бесшовные трубопроводы, соединительная и запорная арматура), арматуры для пищевых производств (ревизионные люки, затворы, уплотнители, крепежи, клапаны, фильтрующие детали и другое).