Марки нержавеющей стали и их применение
Ниже приведен список марок нержавеющей стали и их промышленного применения. Список не исчерпывающий.
Аустенитный класс
SAE 304L: все области применения SAE 304 с требованиями к сварке
SAE 316: Применение в химической промышленности
SAE 316L: то же, что и выше, но с требованиями к сварке
Ферритный сорт
SAE 409: теплообмен и автомобильная промышленность
SAE 416: крепежные детали
SAE 430: Пищевое оборудование
SAE 439: Автомобильная промышленность
Мартенситный сорт
SAE 410: Кухонная утварь, ручные инструменты, ножи.
SAE 440C: Хирургические и стоматологические инструменты, клапаны, шарнирные пальцы
Двухуровневый класс
Duplex 2205: для морской воды и сосудов под давлением
Duplex 2507: химическая промышленность, энергетика, морские платформы, морская вода.
Duplex 2304: целлюлозно-бумажная промышленность, горнодобывающая промышленность, пищевая промышленность, строительство, водоподготовка. Более подробную информацию смотрите в видео ниже.
Виды марок нержавеющей стали
Нержавейка была запатентована в 1913 года на территории Англии. С того времени начинается новые этап развития сталелитейной промышленности и металлургии. Это связано с уникальными свойствами сплава:
- Высокая прочность.
- Простая обработка.
- Хорошая свариваемость.
- Длительный срок активной эксплуатации с сохранением изначального вида.
- Высокий показатель устойчивости к образованию ржавчины.
Выделяется несколько видов нержавейки, которые отличаются составом, свойствами.
Сталелитейное производство (Фото: Instagram / iskoro)
Марки аустенитной нержавеющей стали
Один из преобладающих дополнительных компонентов — никель. Его содержание превышает 7% от общей массы. Особенности аустенитной нержавеющей стали:
- высокий показатель пластичности;
- хорошая свариваемость;
- широкий температурный диапазон эксплуатации;
- немагнитные свойства.
Наиболее распространенные марки этого вида нержавейки — 301, 304, 310. Чем выше обозначение, тем больше легирующих компонентов содержит состав. Описание:
- Из нее изготавливаются изделия, на которые будет оказываться механическое воздействие. Сплав имеет высокую износоустойчивость, пластичность.
- Применяется во всех направлениях промышленности. Имеет оптимальные технические характеристики.
- Жаропрочная сталь, которая подходит для сборки нагревательного оборудования, печей. Материал не разрушается при нагревании свыше 1000 °C.
Печь из нержавеющей стали (Фото: Instagram / g.b.masterskie)
Марки ферритной нержавеющей стали
По характеристикам этот вид нержавейки можно сравнить с малоуглеродистой сталью. Главное отличие — высокая устойчивость к образованию ржавчины. Содержание хрома может достигать 17%. Основные представители этой группы — 403–420. Примеры:
- Применяется для сборки сварных металлоконструкций.
- В составе содержится повышенное количество серы. Сплав легко обрабатывать на разных станках.
- Применяется для изготовления столовых принадлежностей.
Разновидности под маркировкой 430, 440 более дорогие.
Марки дуплексной аустенитно-ферритной стали
Имеет одновременно две структуры кристаллической решетки — ферритную и аустенитную. Второй вариант возможен благодаря небольшому количеству никеля в составе. Особенность — совмещение высокой прочности и гибкостью. Недостаток — плохая свариваемость. В продаже можно найти супердуплексную сталь, которая содержит до 5% никеля, 24% хрома.
Велосипед из нержавеющей стали (Фото: Instagram / metallobaza_2)
Марки мартенситной нержавеющей стали
Простой вид нержавейки. Содержание хрома может достигать 13%. Особенности:
- средний показатель устойчивости к образованию ржавчины;
- совмещение прочности, жесткости;
- минимальное содержание вредных примесей.
Марки жаростойкой аустенитной нержавеющей стали
Устойчивость стали к воздействию высоких температур зависит от двух параметров — жаростойкости и жаропрочности. Жаропрочный материал — не изменяет формы при сильном нагревании. При сильном нагревании жаростойкого металла на металлических поверхностях не образуется окалины, ржавчины.
Виды:
- хромокремнистая;
- хромоникелевая;
- хромистая.
Содержание хрома достигает 18%, никеля — 10%.
Кастрюли из нержавейки (Фото: Instagram / posu.da312)
Расшифровка марок нержавеющей стали
Для того чтобы правильно подобрать марку коррозионностойкой стали для реализации тех или иных целей, удобнее всего воспользоваться специальными справочниками. В них приведена информация обо всех возможных вариантах обозначения таких сплавов в различных странах мира. Среди огромного разнообразия марок, можно выделить те, которые получили наибольшее распространение среди специалистов во многих странах мира. К ним можно отнести следующие марки нержавеющих сталей с аустенитной структурой.
- 10Х13Н17М3Т, 10Х13Н17М2Т: отличает эти марки, кроме исключительной коррозионной и термической устойчивости, хорошая способность образовывать сварные соединения. Благодаря таким качествам, изделия из сплавов данных марок могут успешно эксплуатироваться в условиях повышенных температур и контактировать даже с очень агрессивными средами. Составными элементами таких сплавов, которые и определяют их уникальные характеристики, являются: хром (16-18%), молибден (2-3%), никель (12-14%), углерод (0,1%), кремний (0,8%), медь (0,3%), титан (0,7%), марганец (2%), сера (0,02%), фосфор (0,035%). В других странах эти марки обозначаются иначе, в частности: в Китае — OCr18Ni12Mo2Ti, в Японии — SUS316Ti, в США — 316Ti, во Франции — Z6CNDT17-12.
- 08Х18Н10, 08Х18Н9: данные марки стали используются для производства труб различных сечений, элементов печного оборудования, на предприятиях химической промышленности. В состав таких сталей входят: хром (17-19%), титан (0,5%), никель (8-10%), углерод (0,8%).
Воздуховоды из нержавеющей стали
- 10Х23Н18: нержавеющие стали данной марки относятся к категории жаропрочных. При их использовании следует иметь в виду, что при выполнении их отпуска они могут становиться хрупкими. В состав сталей данной марки входят: хром (22-25%), никель (17-20%), марганец (2%), кремний (1%).
- 08Х18Н10Т: изделия из нержавейки данной марки хорошо свариваются даже без предварительного подогрева и не утрачивают своей коррозионностойкости даже при высоких температурах. Недостаточно высокая прочность, которой отличаются стали данной марки, легко улучшается путем их термической обработки, которую рекомендует выполнять и ГОСТ 5632-72.
- 06ХН28МДТ: уникальная марка стали, сварные конструкции из которой способны успешно эксплуатироваться даже в очень агрессивных средах. Состав данной марки коррозионностойкой стали включает в себя: хром (22-25%), никель (26-29%), медь (2,5-3,5%).
- 12Х18Н10Т: изделия из данной марки стали, отличающейся высокой термической устойчивостью и исключительной ударной вязкостью, преимущественно используются на предприятиях по переработке нефти, в химической, целлюлозно-бумажной промышленности, а также в строительстве.
Таблица соответствий основных марок нержавеющих сталей и химический состав
К маркам нержавеющей стали с мартенситной структурой относятся: 40Х13, 20Х13, 12Х13, 30Х13. Изделия из данных марок нержавейки нельзя соединять методом сваривания, из них, в основном, изготавливают режущий и измерительный инструмент, рессорные элементы. Большими преимуществами таких изделий является практически полное отсутствие в них внутренних дефектов (флокенов), к тому же, они не становятся более хрупкими после выполнения отпуска.
К коррозионностойким сталям с ферритной структурой относятся: 08Х17, 08Х18Т1, 08Х13. Из стали данных марок не рекомендуется изготавливать детали, которые будут испытывать значительные ударные нагрузки и эксплуатироваться при пониженных температурах.
Для того чтобы разобраться в качественном и количественном составе нержавеющей стали, достаточно расшифровать ее марку. Алгоритм такой расшифровки достаточно прост:
- по первому числу, стоящему в марке стали, определяют количественное содержание в ней основного после железа элемента — углерода (исчисляется в сотых долях процента);
- содержание в составе стали других элементов (исчисляются в целых процентах), определяют по цифрам, стоящим за литерами, которыми такие элементы и обозначают (Х — хром, Н — никель, М — молибден и т.д.).
Широкий ассортимент марок нержавеющей стали позволяет найти оптимальный для себя вариант. Следует учитывать, что отдельные виды нержавейки могу взаимозаменяться в определенных пределах. Если при выборе стали возникли трудности, нужно обращаться к техническим консультантам специализированных фирм.
Пищевая нержавеющая сталь
Данный вид металлопроката относится к шлифованным и отличается от остальных сортов особым способом обработки его поверхности. Финишный слой материала пищевого назначения шлифуется до появления блеска. Данный вид нержавейки экологически безопасен, не вступает в реакцию с кислотами, щелочами, моющими средствами.
Популярные марки и их применение:
- 08Х18Н10 – широко используется для выпуска пищевого оборудования.
- 08Х13 – металл, подходящий для изготовления кухонной посуды, столовых принадлежностей.
- 20Х13, 40Х13 – идеальный материал для производства моек и емкостей, в которых проводят тепловую и гигиеническую обработку продуктов. Его используют для выпуска оборудования, предназначенного для производства вина, спирта, продуктов питания.
- 08Х17 – востребованный материал для посуды, подвергающейся воздействию высоких температур.
Оптимальное количество легирующих элементов, входящих в состав нержавейки, образует защитную пленку на поверхности металла. Использование данного вида стали необходимо для производства изделий, которые подвергаются долгому воздействию паров воды, нагреванию и кипячению жидких пищевых продуктов. Благодаря свойствам пищевой стали при приготовлении еды не происходит химического взаимодействия между продуктами и емкостью, в которой они находятся.
Свойства нержавейки
Сегодня такой материала, как нержавейка является достаточно популярным при производстве многих изделий промышленного и бытового назначения. Нержавеющая сталь представляет собой материал, который производится из стали с добавлением отдельных примесей, которые замедляют или делают процесс образования коррозии на металле невозможным.
В зависимости от добавленных к стали элементов нержавейка может обладать разными внешними качествами и свойствами. Если каких-либо примесей будет больше или меньше, то процесс коррозии либо будет вообще невозможен, либо он появится спустя длительное время использования предметов, созданных из данного материала.
Нержавеющая сталь применяется для производства промышленного и бытового оборудования, посуды и многих других вещей, которые сталкиваются с влиянием агрессивной среды.
На промышленных предприятиях нержавейку получают путем добавления к стали таких элементов, как:
- медь,
- никель,
- хром,
- марганец.
В зависимости от того, какие виды стали производятся, определяется количество тех или иных элементов в нержавейке. Благодаря данным веществам сталь меняет свои физические и химические свойства, что позволяет использовать этот, материал для изготовления разного рода продукции.
Все добавляемые к стали элементы влияют на ее качества. Для того чтобы получить материал, устойчивый к появлению коррозии и обладающий высоким уровнем прочности, добавляется:
- молибден,
- марганец,
- титан,
- никель.
В стали также не обойтись и без таких элементов, как
- марганец,
- фосфор,
- сера,
- кремний,
Нержавейка сама по себе является уникальным материалом. Она не только обладает рядом преимуществ, но и отличными внешними качествами. Ее сияющая поверхность позволяет использовать этот материал в качестве декоративной отделки зданий и ограждений. Нержавеющая сталь чаще всего становится основной для создания перил для лестниц.
Таблица. Технические характеристики нержавейки.
| Сталь хромоникелевая | Хромистая никелевая молибденовая | Жароупорная | Хромистая | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Тип ASTM (AISI) | 304 | 304L | 321 | 316 | 316L | 316 Ti | 310S | 430 | ||
| Удельный вес (гр/см) | 7,95 | 7,95 | 7,95 | 7,95 | 7,95 | 7,95 | 7,95 | 7,7 | ||
| Структура | Аустенитная | Ферритная | ||||||||
| Способность электрического сопротивления при 20 | 0,72 | 0,72 | 0,72 | 0,74 | 0,74 | 0,75 | 0,79 | 0,60 | ||
| Механические свойства при 20 градусов | ||||||||||
| Твердость по Бринеллю – НВ | отжиг НВ | 130-150 | 125-145 | 130-185 | 130-185 | 120-170 | 130-190 | 145-210 | 135-180 | |
| с деформацией в холодном состоянии НВ | 180-330 | 180-230 | ||||||||
| Твердость По Роквеллу – HRB / HRC | Отжиг НRВ | 70-88 | 70-85 | 70-88 | 70-85 | 70-85 | 70-85 | 70-85 | 75-88 | |
| с деформацией в холодном состоянии HRC | 10-35 | |||||||||
| Rm(N/mm2) – Сопротивление рястяжению c деформацией (Предел прочности) | Отжиг | 500-700 | 500-680 | 520-700 | 540-690 | 520-670 | 540-690 | 520-670 | 440-590 | |
| в холодном состоянии | 700-1180 | 610-900 | ||||||||
| Rp(0,2) (N/mm2) – Предел упругости | Отжиг | 195-340 | 175-300 | 205-340 | 205-410 | 195-370 | 215-380 | 205-370 | 250-400 | |
| с деформацией в холодном состоянии | 340-900 | 400-860 | ||||||||
| Отжиг Rp(1) (N/mm2) минимальный | 235 | 215 | 245 | 245 | 235 | 255 | 255 | 275 | ||
| Удлинение 50мм А(%) | 65-50 50-10 | 65-50 | 60-40 | 60-40 | 60-40 | 60-40 | 60-40 | 30-22 20-2 | ||
| Сжатие отжиг Z(%) | 75-60 | 75-60 | 65-50 | 75-60 | 75-65 | 75-60 | 70-55 | 70-60 | ||
| Ударная Вязкость | KCUL (Дж/см2) | 160 | 160 | 120 | 160 | 160 | 120 | 160 | 50 | |
| KVL (Дж/см2) | 180 | 180 | 130 | 180 | 180 | 130 | 180 | 65 | ||
| Механические свойства при нагревании | ||||||||||
| Упругость при различных температурах | Rp(0,2) (N/mm2) | при 300 С | 125 | 115 | 150 | 140 | 138 | 145 | 165 | 245 |
| при 400 С | 97 | 98 | 135 | 125 | 115 | 135 | 156 | 215 | ||
| при 500 С | 93 | 88 | 120 | 105 | 95 | 125 | 147 | 155 | ||
| Rp(1) (N/mm2) | при 300 С | 147 | 137 | 186 | 166 | 161 | 176 | 181 | ||
| при 400 С | 127 | 117 | 161 | 147 | 137 | 166 | 171 | |||
| при 500 С | 107 | 108 | 152 | 127 | 117 | 156 | 137 | |||
| Термическая обработка | ||||||||||
| температура образование окалины | непрерывное обслуживание | 925 | 925 | 900 | 925 | 925 | 925 | 1120 | 840 | |
| прерывистое обслуживание | 840 | 840 | 810 | 840 | 840 | 840 | 1030 | 890 | ||
| Другие свойства | ||||||||||
| Свариваемость | очень хорошая | очень хорошая | хорошая | очень хорошая | очень хорошая | хорошая | хорошая | достат. хорошее хрупкое соед. | ||
| Вытяжка | очень хорошая | очень хорошая | хорошая | хорошая | хорошая | хорошая | хорошая | достаточно хорошая |
Физические свойства нержавеющей стали
Патент на нержавеющую сталь был выдан в 1913 г. в Великобритании. Ее создателем стал металлург Гарри Бреарли. Изобретение дало огромный толчок в развитии сталелитейной и иных отраслей промышленности.
Свою популярность нержавеющая сталь получила благодаря большому многообразию физических свойств, в том числе антикоррозийных. Новые стали изготавливаются с добавлением к основному компоненту разного рода примесей. Физические свойства нержавейки зависят от типа и объема добавок.
Рекомендовано к прочтению
- Резка меди лазером: преимущества и недостатки технологии
- Виды резки металла: промышленное применение
- Металлообработка по чертежам: удобно и выгодно
При длительной эксплуатации ряд марок нержавеющей стали может поддаваться коррозии. На это оказывают влияние примеси различных металлов, входящих в ее состав. Однако такие сплавы имеют и ряд достоинств, благодаря которым вероятность окисления уже не имеет столь серьезного значения.
Главными физическими свойствами нержавейки, отличающими ее от некоторых иных металлов, являются:
- Прочность. Данное качество стали позволяет производить продукцию, выгодно отличающуюся от аналогов. Стойкость к физическим нагрузкам не дает деформироваться изделию, надолго сохраняя его первоначальный вид. Надежность качественной нержавейки сохраняется до 10 лет.
- Стойкость к воздействию агрессивной среды. Внешние условия практически не оказывают влияния на материал, что дает возможность долго его эксплуатировать с сохранением всех свойств.
- Жаропрочность. Все изделия из данного металла имеют высокую стойкость к температурному воздействию, в том числе при прямом нагревании огнем. Они не изменяют свои размеры, форму, а также свойства в случае больших температурных перепадов.
- Экологическая безопасность. Антикоррозийные свойства материала не дают ему окислиться. В состав металла не входят вредные для здоровья компоненты, что дает возможность использовать его в пищевой промышленности.
- Противокоррозийные свойства. Они являются основными для нержавеющей стали и не дают ржавчине появиться на металле. Более того, даже щелочи и кислоты не могут повлиять на возникновение коррозии.
- Внешний вид изделий. Он сильно отличается от продукции, изготовленной из иных металлов. Поверхность изделий долго продолжает оставаться блестящей и чистой.
- Податливость. Обработка нержавейки происходит достаточно просто. Из данного металла несложно изготовить изделие необходимой формы.
Перед выбором металла с заданными физическими свойствами следует определить цели, для которых он необходим. Ученые разработали множество различных компонентов и примесей, которые помогают сделать металл с заданными характеристиками.
Плюсы и минусы ножа из нержавеющей стали
Бывают разные виды ножей. На кухне встречаются ножи для мяса, овощей, хлеба. Хороший режущий инструмент должен иметь идеально ровную режущую кромку. Трещины или сколы свидетельствует о том, что качество материала очень низкое. Такой нож долго не прослужит.
Клинки, выполненные из углеродистой стали, имеют острую кромку, легко затачиваются. Но с течением времени они ржавеют и приходят в негодность.
Высокоуглеродистая сталь сочетает преимущества углеродистой стали и нержавейки. Острота́ и устойчивость к коррозии – вот главные свойства.
Преимущества
В производстве ножей лидирует нержавеющая сталь. Зачастую в материал добавляются компоненты, улучшающие качество изделий. Это хром, марганец, молибден, ванадий. Противостоять стальной нож ржавчине заставляет хром. Он придаёт и дополнительную прочность. Преимущества таких ножей:
- Даже при длительном контактировании с водой и повышенной влажности ножи не ржавеют.
- Обладают твёрдостью и не ломаются при падениях или сильных ударах.
- Устойчивы к температурным перепадам, выдерживают высокие и низкие температуры.
- На продукте не оставляют посторонние привкусы.
- Радуют приятным видом. Они блестят, а при длительном применении не теряют качества.
Нож из нержавеющей стали.
Недостатки
Главный минус в том, что нож из нержавеющей стали быстро тупится. Частое затачивание приводит к уменьшению толщины материала. Следует также помнить, что не существует самозатачивающихся ножей. Любой нож, из какого бы материала он ни был сделан, через определённый промежуток времени теряет остроту.
Жаропрочная нержавеющая сталь
К категории жаропрочных материалов относятся сплавы, способные под воздействием температур свыше 550º С сохранять свою структуру и не менять качественных характеристик. Химический состав и маркировка данного вида регламентирует ГОСТ 5632 — 2014. По способу производства такая нержавейка бывает литейной и деформируемой.
Металлы различаются по способности выдерживать определенные нагрузки при высоких температурах. В соответствии с этими показателями выделяют три вида нержавейки.
- Теплоустойчивая нержавеющая сталь. Не поддается коррозии при 600°С.
- Жаростойкая. Проявляет инертность к агрессивным средам при температурах свыше 550°С.
- Жаропрочная. Противостоит механическим нагрузкам при 400 — 850°С.
По составу материалы с повышенной жаропрочностью бывают:
- Мартенситные. Марки, произведенные с применением перлитных добавок. Смесь металлов подвергается закалке при 950 — 1100 ºС. Полученные сплавы содержат более 0,15 % углерода, 11-17 % хрома и небольшое количество никеля, вольфрама, молибдена, ванадия. Они не вступают в реакцию со щелочами и кислотами. Продолжительное нахождение во влажной среде не отражается на их технических характеристиках.
- Аустенитные. Стали имеют гомогенную или гетерогенную структуру. В гомогенном составе, не подвергаемом закалке, содержится повышенное количество углерода и максимум легирующих элементов: Ni, Сг, Мп, Mo, V, Nb. Такие сплавы устойчивы к температурам до 500°С. К данному классу относятся: 06Х14Н6Б, 08Х18Н12Т, 20Х23Н18, 07XI6H9M2. Гетерогенные марки в процессе производства проходят закалку и старение. Это необходимо для образования карбидных, карбидно-нитридных и интерметаллидных соединений. Они упрочняют границы матрицы и придают необходимую жаростойкость сплаву при температурах от 700 до 750°С. Представителями данного вида являются стали: 08Х17Н13М2Т, 20Х25Н20С2, 45Х14Н14В2М.
- Никелевые и кобальтовые. Это одни из лучших жаропрочных материалов, способных сохранять в неизменном виде все технические параметры при температурных режимах до 900°С. Эти марки делятся на гомогенные и гетерогенные сплавы. К ним относятся: ХН77ТЮ, ХН55ВМТФКЮ, ХН70МВТЮБ.
Применение жаропрочных сталей
Легированные металлы, устойчивые к высоким термическим нагрузкам, используются для производства труб, изготовления деталей, составных частей машин, агрегатов, промышленного оборудования. В этот список входят:
- детали термических печей;
- детали конвейерных лент транспортеров печей;
- установки для термообработки;
- камеры сжигания топлива;
- моторы, газовые турбины;
- аппараты для конверсии метана;
- печные экраны;
- выхлопные системы; нагревательные элементы.
Жаропрочный нержавеющий металл – лучший материал для производства деталей и механизмов, эксплуатация которых будет проходить в агрессивных средах, при повышенных температурах.
Таблица соответствия зарубежных и российских марок
| Класс стали | AISI | ГОСТ 5632-2014 |
| Аустенитные | 303 | 12Х18Н9 12Х18Н10Е |
| 304 | 08Х18Н10 12X18H10 | |
| 304 L | 03Х18Н11 | |
| 316 | 08X17H13M2 | |
| 316 L | 03X17H13M2 | |
| 316 Ti | 08X17H13M2T | |
| 321 | 12Х18Н10Т 08Х18Н10 | |
| Ферритные | 409 | 08Х13 |
| 430 | 12X17 | |
| 439 | 08X17T | |
| Мартенситные | 420 | 20Х13 |
| 431 | 20Х17Н2 |
Особенности производства нержавеющей стали
На сталелитейных предприятиях при выборе химического состава коррозионностойкого сплава руководствуются правилом, что если к металлу, неустойчивому к коррозии (например, к железу), добавлять металл, образующий с ним твердый раствор и устойчивый против коррозии (к примеру, хром), то защитное действие проявляется скачкообразно при введении 1/8, 2/8, 3/8… n/8 моля второго металла. То есть коррозионная стойкость возрастает не пропорционально количеству легирующего компонента, а скачкообразно. Основной легирующий элемент нержавеющей стали — хром Cr (12-20%). Помимо хрома нержавеющая сталь содержит элементы, сопутствующие железу в его сплавах (C, Si, Mn, S, P), а также элементы, вводимые в сталь для придания ей необходимых физико-механических свойств и коррозионной стойкости (Ni, Mn, Ti, Nb, Co, Mo).
Твердость и устойчивость стали к коррозии зависит от содержания хрома:
- 13% хрома и выше — сплавы являются нержавеющими в обычных условиях и в слабоагрессивных средах.
- Более 17% хрома. Такие стали являются коррозионностойкими в агрессивных средах.
Также на свойства стали влияют следующие элементы:
- Титан в сплаве повышает прочность, сопротивление коррозии.
- Никель повышает прочность, пластичность, стойкость к коррозии.
- Марганец увеличивает твердость, износостойкость, устойчивость к ударным нагрузкам.
- Молибден увеличивает прочность, стойкость при высоких температурах.
Сферы применения
Нержавеющий металл применяется в разных сферах:
- Химической промышленности. Чтобы работать с агрессивными составами, нужно применять специальное оборудование. Детали для него изготавливаются из аустенитных сплавов. Емкости, трубы, которые изготовлены из нержавейки, устойчивы к воздействию химических веществ, не теряют эксплуатационных свойств.
- Машиностроении. Нержавеющая сталь используется при изготовлении деталей для сборки автомобилей, промышленного оборудования.
- Пищевой промышленности. К емкостям, которые предназначены для хранения, транспортировки продуктов, применяются высокие требования. Для производства сосудов можно применять стекло, нержавеющую сталь, определенные виды полимеров.
- Энергетике. Нержавейка подходит для изготовления рабочих узлов.
- Авиационно-космической. Благодаря добавлению в состав нержавеющей стали дополнительных компонентов производители смогли выпустить сплавы на ее основе. Они получили большую популярность в производстве космических кораблей, самолетов.
- Целлюлозно-бумажной промышленности. Оборудование для этой сферы в большинстве своем изготавливается из нержавейки.
Еще одна популярная сфера деятельности, где применяется нержавеющая сталь, — строительство. Из нее изготавливают строительные материалы, инструменты.
Самолет (Фото: Instagram / npo_nauka)
Методы классификации
Характеристики, которыми обладают нержавеющие стали, определяются как химическим составом сплавов, так особенностями их внутренней структуры. В зависимости от данных параметров все стали, относящиеся к категории нержавеющих, делятся на четыре группы.
В химическом составе сталей данной группы хром содержится в объеме 20% (поэтому их и называют хромистыми). Благодаря значительному содержанию хрома изделия из таких сталей способны успешно противостоять воздействию даже очень агрессивных сред. Стальные сплавы данной группы отличаются хорошими магнитными характеристиками.
Химический состав и механические свойства сталей ферритного класса
Крупными потребителями ферритных сталей являются предприятия тяжелой и химической промышленности, из нержавеющих сплавов этого вида производят элементы отопительного оборудования, а также многое другое. Сплавы ферритной группы занимают достаточно большую долю рынка нержавеющих сталей и по уровню своей востребованности лишь незначительно уступают материалам с аустенитной внутренней структурой, но стоят значительно дешевле последних.
Это нержавеющие стали, значительная доля химического состава которых (до 33%) приходится на хром и никель. Потребители отдают предпочтение этим сплавам из-за того, что такие материалы отличаются высокой прочностью и исключительной устойчивостью к коррозии.
Читать также: Цветная лазерная гравировка на металле
Химический состав и сферы применения жаропрочных аустенитных нержавеющих сталей (нажмите для увеличения)
Благодаря особенностям внутренней структуры такие сплавы отличаются самой высокой прочностью среди сталей. Кроме того, они характеризуются хорошей износоустойчивостью и минимальным количеством вредных примесей в своем составе. Именно к этой категории относится жаропрочная коррозионностойкая сталь, способная не только успешно противостоять окислительным процессам, но и эксплуатироваться в условиях постоянного воздействия высоких температур, не утрачивая при этом своих первоначальных свойств.
Содержание химических элементов в мартенситных и ферритно-мартенситных сталях (нажмите для увеличения)
Сюда относятся стали с внутренней структурой комбинированного типа: аустенитно-ферритной и аустенитно-мартенситной. Такие инновационные материалы оптимально сочетают в себе лучшие свойства всех вышеперечисленных видов нержавеющих сталей.
Химические составы коррозионностойких сталей аустенитно-мартенситного класса
Система обозначений марок стали
В различных странах мира выпускается обширный сортамент сплавов и сталей. При этом пока не существует единой международной системы их маркировки.
В Соединенных Штатах Америки действует сразу несколько систем обозначения. Такое положение, обусловленное наличием большого числа организаций по стандартизации (AJS, ANSI, ACJ, SAE, AWS, ASTM, ASME), создает определенные трудности для партнеров, контрагентов и заказчиков металлопродукции американских производителей из других стран.
В Японии стали маркируются буквами и цифрами, указывающим на их группу (низколегированные, высоколегированные, сплавы специального назначения, среднелегированные, качественные, высококачественные и др.), порядковый номер в ней и свойства металла.
В странах Европейского Союза обозначения регламентирует стандарт EN 100 27, определяющий порядок, согласно которому присваивается наименование и порядковый номер.
В Российской Федерации действует разработанная во времена Советского Союза буквенно-цифровая система, в соответствии с которой и обозначаются марки стали. ГОСТ предписывает указывать каждый легирующий химический элемент, входящий в состав металла, прописной русской буквой.
Для марганца это Г, кремния – С, хрома – Х, никеля – Н, молибдена – М, вольфрама – В, ванадия – Ф, титана – Т, алюминия – Ю, ниобия – Б, кобальта – К, циркония – Ц, бора – Р.
Цифры, следующие за буквой, указывают содержание легирующих элементов в процентах. Если в составе стали содержится меньше 1 % легирующего элемента, то цифра не проставляется, при содержании от 1 до 2 % после буквы ставят 1. Указанное в начале марки двузначное число необходимо для обозначения среднего содержания углерода в сотых долях процента в пределах марочного состава.
Марки нержавеющей стали и их характеристики
В современном мире представлено более двухсот пятидесяти видов нержавеющей стали. Они отличаются по своим сериям или маркам и по свойствам. Самыми популярными марками нержавеющей стали в настоящее время являются те виды, которые принадлежат к 300-й и 400-й серии. Они обладают высоким уровнем стойкости к появлению коррозии. К тому же у них слой защитной пленки является достаточно прочным из-за оптимально-подобранной пропорциональности использованных при производстве элементов. Нержавеющая сталь данных серий обладает высокой прочностью и пластичностью. Она активно применяется для производства различных предметов в современной промышленности. В скором времени конкуренцию данным сериям может составить 200 серия стали, которая, по мнению потребителей, имеет оптимальное сочетание стоимости и качества.
Характеристика нержавеющих сталей aisi
На современном рынке большим спросом пользуется нержавеющая сталь трехсотой серии. Она подразделяется на несколько видов в зависимости от химического состава:
- аустенитная,
- аустенитно- ферритная,
- аустенитно-мартенситная.
В стали этих видов содержится разное количество никеля, хрома. углерода.
Нержавеющая сталь aisi 304
aisi 304 (08Х18Н10) получила широкое распространение в пищевой промышленности. Она отлично подходит для сварки и для тог, чтобы противостоять появлению ржавчины.
Нержавеющая сталь aisi 316
aisi 316 (10Х17Н13М2) образуется, если в сталь марки aisi 304 (08Х18Н10) добавить такой элемент, как молибден. Данная марка нержавейки получила широкое распространение в судостроительной, нефтегазовой и химической видах промышленности. Она устойчива к агрессивным средам.
Нержавеющая сталь aisi 316Т
aisi 316Т (10Х17Н13М2Т) обладает высоким уровнем прочности за счет того, что в ней содержится больше титана, чем в предыдущих марках. Она нашла широкое применение в области создания оборудования для химической и пищевой промышленности.
Нержавеющая сталь aisi 321
aisi 321 (12-08Х18Н10Т) самое большое количество титана среди всех марок трехсотой серии. Способна выдерживать температуры нагревания до 800 градусов Цельсия.
Нержавеющая сталь aisi 430
Среди марок четырехсотой серии наиболее широкое применение получила марка aisi 430 (12Х17). В целом вся серия характеризуется тем, что в нее входят марки нержавеющей стали, которые созданы с высоким содержанием хрома. Для марки aisi 430 характерно то, что материал отлично гнется и подвергается сварочным работам. Такую сталь можно использовать для мест с высокими температурными перепадами. Чаще всего ее используют для декора зданий и в нефтегазовой отрасли промышленности.
Нержавеющая сталь aisi 201
В двухсотой серии нержавеющей стали тоже есть достойные марки, на которые следует обратить свое внимание. Среди них наиболее сильно выделяется сталь марки aisi 201 (12Х15Г9НД). Она отличается от более дорогих марок из других серий тем, что в ней вместо никеля используется смесь таких элементов, как азот и марганец
Благодаря своим химическим и физическим качествам она получила широкое распространение в пищевой и медицинской промышленности. Она также подходит для производства разного рода ограждений, труб. Таблица марок нержавеющих сталей и их соответствие химическому составу
Она отличается от более дорогих марок из других серий тем, что в ней вместо никеля используется смесь таких элементов, как азот и марганец. Благодаря своим химическим и физическим качествам она получила широкое распространение в пищевой и медицинской промышленности. Она также подходит для производства разного рода ограждений, труб. Таблица марок нержавеющих сталей и их соответствие химическому составу
| Стандарты нержавеющих сталей | Содержание легирующих элементов, % | |||||||||
| * | DIN | AISI | ГОСТ | C | Mn | Si | Cr | Ni | Mo | Ti |
| С1 | 1.4021 | 420 | 20Х13 | 0,20 | 1,5 | 1,0 | 12,0-14,0 | |||
| F1 | 1.4016 | 430 | 12Х17 | 0,08 | 1,0 | 1,0 | 16,0-18,0 | |||
| A2 | 1.4301 | 304 | 12Х18Н9 | 0,07 | 2,0 | 0,75 | 18,0-19,0 | 8,0-10,0 | ||
| 1.4948 | 304H | 08Х18Н10 | 0,08 | 2,0 | 0,75 | 18,0-20,0 | 8,0-10,5 | |||
| 1.4306 | 304L | 03Х18Н11 | 0,03 | 2,0 | 1,0 | 18,0-20,0 | 10,0-12,0 | |||
| A3 | 1.4541 | 321 | 08Х18Н10Т | 0,08 | 2,0 | 1,0 | 17,0-19,0 | 9,0-12,0 | 5хС-0,7 | |
| A4 | 1.4401 | 316 | 03Х17Н14М2 | 0,08 | 2,0 | 1,0 | 16,0-18,0 | 10,0-14,0 | 2,0-2,5 | |
| 1.4435 | 316S | 03Х17Н14М3 | 0,08 | 2,0 | 1,0 | 16,0-18,0 | 12,0-14,0 | 2,5-3,0 | ||
| 1.4404 | 316L | 03Х17Н14М3 | 0,03 | 2,0 | 1,0 | 17,0-19,0 | 10,0-14,0 | 2,0-3,0 | ||
| A5 | 1.4571 | 316Ti | 08Х17Н13М2Т | 0,08 | 2,0 | 0,75 | 16,0-18,0 | 11,0-12,5 | 2,0-3,0 | 5хС-0,8 |
| 1.4845 | 310S | 20Х23Н18 | 0,08 | 2,0 | 0,75 | 24,0-26,0 | 19,0-21,0 |
Марки аустенитной стали
Все классы можно поделить на три категории:
- Коррозионностойкие: 08Х18Н10, 12Х18Н10Т, 06Х18Н11 (они содержат хром и никель), 10Х14Г14Н4Т, 07Х21Г7АН5 (с добавкой марганца), 08Х17Н13М2Т, 03Х16Н16ЬЗ (особенность – наличие молибдена), 02Х8Н22С6, 15Х18Н12С4Т10 (в них много кремния).
- Жаропрочные, например, 08Х16Н9М2, 10Х14Н16Б, 10Х18Н12Т, 10Х14Н14В2БР. Особенностью является наличие в них бора, вольфрама, ниобия, ванадия или молибдена.
- Хладостойкие: 03Х20Н16АГ6 и 07Х13Н4АГ20, в них очень много хрома и никеля.
Обратите внимание на маркировку, она обусловлена нормативным документом, ниже о нем
ГОСТ 5632-2014
Данный документ диктует требования к каждой конкретной марке. В представленных там таблицах перечисляются качества и показатели, которые отвечают за итоговый результат – прочность, износостойкость и пр. Посмотрим на маркировку и отметим, что она сочетает в себе цифры и буквы. Литеры обозначают ту легирующую добавку, которая находится в наибольшем количестве (мельчайшие примеси могут не отображаться в названии, но будут перечислены в техническом паспорте сплава). В самом начале стоит только цифра – это сотые доли углерода. Затем буква добавки с последующим уточнением – сколько процентов. Посмотрим на простом примере. 06Х18Н11, в этой марке:
- 0,06% углерода;
- 18% хлора;
- 11% никеля.
Представим таблицу элементов, которые содержатся в наиболее распространенных марках:
