Жаропрочная сталь: нержавейка, марки стали

Содержание

Температуры плавления стали

При определённых условиях твёрдые тела плавятся, то есть переходят в жидкое состояние. Каждое вещество делает это при определённой температуре.

  • Плавление — это процесс перехода вещества из твёрдого состояния в жидкое.
  • Температура плавления — это температура, при которой твёрдое кристаллическое вещество плавится, переходит в жидкое состояние. Обозначается t.

Физики используют определённую таблицу плавления и кристаллизации, которая приведена ниже:

Вещество t,°C Вещество t,°C Вещество t,°C
Алюминий 660 Медь 1087 Спирт — 115
Водень — 256 Нафталин 80 Чугун 1200
Вольфрам 3387 Олово 232 Сталь 1400
Железо 1535 Парафин 55 Титан 1660
Золото 1065 Ртуть — 39 Цинк 420

На основании таблицы можно смело сказать, что температура плавления стали равна 1400 °C.

Обработка стали для получения специальных свойств

Чтобы придавать материалу определённые свойства или изменять их, применяют легирующие элементы и различные виды обработки.
В качестве легирующих элементов выступают некоторые металлы. Ими могут быть хром, алюминий, никель, молибден и другие. Таким образом, добиваются определённых электрических, магнитных или механических свойств, а также коррозионной устойчивости. Так, нержавеющая сталь получается, если она была легирована хромом.

Изменяются свойства стали путём обработки:

  • термомеханической (ковка, прокатка);
  • термическая (отжиг, закалка);
  • химикотермической (азотирование, цементизация).

Термическая обработка имеет в своей основе свойство полиморфизма – при нагреве и охлаждении кристаллическая решётка способная менять своё строение. Это свойство характерно основе стали – железу, потому присуще и ей.

Разные виды элементов, которые могут присутствовать в стали

Углерод. С повышением процентного содержания в стали этого элемента увеличивается её прочность и твёрдость. Но идут потери в пластичности.

Сера. Эта примесь вредна, так как вместе с железом она образует сернистое железо. Из-за него в материале возникают трещины как следствие потери связей между зёрнами при обработке высокой температурой и под воздействием давления. Негативно наличие серы сказывается и на прочности стали, её пластичности, износостойкости, коррозийной стойкости.

Феррит. Это железо, которое обладает объемноцентрированной кристаллической решёткой. Характерно, что сплавы с его наличием выходят мягкими и обладают пластичной микроструктурой.

Фосфор. Если сера уменьшает прочность при высоких температурах, то фосфор придаёт стали хрупкости при температурах пониженных. Тем не менее есть группа сталей, в которой повышено содержание этого, казалось бы, вредного элемента. Изделия из такого металла очень легко поддаются резке.

Цементит, он же карбид железа. Его влияние противоположно к влиянию феррита. Сталь становится твёрдой и хрупкой.

Соответствие международных стандартов нержавеющей стали (химический состав и названия марок)

Соответствие международных стандартов нержавеющей стали

Перейти к списку всех статей

Классификация

Наиболее распространенной является классификация сталей по их структуре. Выделяют следующие типы коррозионностойких сталей:

  • ферритный;
  • мартенситный;
  • аустенитный;
  • ферритно-мартенситный;
  • аустенито-мартенситный;
  • аустенито-ферритный.

Стоит отметить, что, как правило, в особый класс выделяют коррозионностойкие сплавы на основе никеля, хрома и никеля, никеля и молибдена.
Структуры сталей отличаются благодаря различным способам их охлаждения после высокотемпературной обработки. Структура наряду с химическим составом оказывает большое влияние на стойкость материала к коррозии в тех или иных агрессивных средах, что, в свою очередь, определяет области применения изделий из конкретного сплава или стали. Свойства нержавеющих сталей определяются химическим составом стали, а также ее структурой. Указанные признаки особенно важны для определения среды, в которой стоек тот или иной материал.
Мартенситный и мартенсито-ферритные стали обладают хорошей коррозионностойкие стойкостью в атмосферный условиях, слабоагрессивных средах (например, в слабых растворах солей, кислот), а также имеют высокие механические свойства.
Основной рабочей средой ферритных сталей являются растворы азотной кислоты аммиака, аммиачная селитра, смесь фосфорной, азотной, фтористоводородной кислот, а также некоторые другие окислительные агрессивные среды. Стали данного класса становятся хрупкими при температуре 475 °С, а также имеют сравнительно невысокие показатели прочности и жаропрочности. Стоит отметить плохую свариваемость ферритных сталей и низкую коррозионную стойкость сварных швов.
Аустенитные стали обладают хорошими показателями механических и технологических свойств, а также стойки в большом количестве агрессивных сред. Стали данного класса имеют высокую пластичность и прочность, а также хорошо обрабатываются.
Аустенито-ферритные и аустенито-мартенситные стали по коррозионной стойкости схожи со сталями аустенитного класса, но превосходят их по механическим характеристикам. Так аустенито-ферритные стали имеют повышенный предел текучести, аустенито-мартенситные — повышенную прочность.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь — это один из многих железных сплавов, которые содержатся в стали. Она содержит в себе Хром от 15 до 30%, который делает её ржаво-устойчивой, создавая защитный слой оксида на поверхности, и углерод. Самые популярные марки такой стали зарубежные. Это 300-я и 400-я серии. Они отличаются своей прочностью, устойчивостью к неблагоприятным условиям и пластичностью. 200-я серия менее качественная, но более дешёвая. Это и является выгодным для производителя фактором. Впервые её состав заметил в 1913 году Гарри Бреарли, который проводил над сталью много разных экспериментов.

На данный момент нержавейку разделяют на три группы:

  • Жаропрочная — при высоких температурах имеет высокую механическую прочность и устойчивость. Детали, которые из неё изготавливаются применяют в сферах фармацевтики, ракетной отрасли, текстильной промышленности.
  • Ржаво-стойкая — имеет большую стойкость к процессам ржавления. Её используют в бытовых и медицинских приборах, а также в машиностроении для изготовления деталей.
  • Жаростойкая — является устойчивой при коррозии в высоких температурах, подходит для использования на химических заводах.

Температура плавления нержавеющей стали колеблется в зависимости от её марки и количества сплавов приблизительно от 1300 °C до 1400 °C.

Правила маркировки коррозионностойких сталей


Обозначение состоит из цифр и букв. Двузначное число в начале маркировки – количество углерода в сотых долях процента. Далее следуют буквы, характеризующие определенные легирующие элементы. После них ставятся цифры, равные процентному содержанию легирующих элементов, округленному до целого числа. Если процент добавки находится в пределах 1-1,5, то после буквы цифра не ставится. Для условного обозначения легирующих компонентов в российской нормативной документации используется русский алфавит:

  • Х – хром;
  • Н – никель;
  • Т – титан;
  • В – вольфрам;
  • Г – марганец;
  • Д – медь;
  • М – молибден.

Какая сантехника из нержавеющей стали лучше всего подойдет для кухни

Смесители

Сантехника из нержавеющей стали, в частности, смесители, несмотря на массу преимуществ, имеет доступную стоимость. Конкуренция на этом рынке заставляет производителей предлагать по умеренным ценам высокое качество и функциональность. Сантехника из нержавеющей стали прочна, мало изнашивается, коррозионностойкая и легко выдерживает перепады температур.

Кроме того, сантехника из нержавеющей стали отличается еще и привлекательным внешним видом, неожиданными дизайнерскими решениями и доступна по цене большинству покупателей.

Но даже практически идеальная сантехника из нержавеющей стали имеет некоторые недостатки. Нержавейка менее прочна, чем медь или латунь, поэтому рано или поздно сантехника из нержавеющей стали покрывается «сетью» мелких царапинок. Со временем, когда царапин становится много, сантехника из нержавеющей стали все-таки теряет товарный вид.

Второй недостаток сантехники из нержавеющей стали – сложность в уходе. Поскольку сталь будет притягивать пыль и грязь, ее придется мыть чаще и тщательнее.

Плюсы сантехники из нержавеющей стали:

  • доступная цена;
  • устойчивость к коррозии и механическим повреждениям;
  • большой выбор стилистических решений.

Минусы сантехники из нержавеющей стали:

  • легко пачкается;
  • восприимчива к царапинам.

Пример со смесителями из нержавеющей стали служит убедительным доказательством того, что идеальной сантехники, которая не имела бы недостатков, не бывает. Но во всем многообразии материалов и моделей можно найти ту, которая соответствовала бы большинству ваших требований к качеству.

Читайте также:  Бура для пайки: как пользоваться паяльной бурой?

Раковины для кухни из нержавейки

Кухонная раковина – один из незаменимых предметов в любом доме или квартире. Поэтому подходить к ее выбору нужно максимально ответственно. Кухонные мойки изготавливают из разных материалов, но самой популярной неизменно остается сантехника из нержавеющей стали. Доля продаж такой сантехники – более 60 % от общего объема.

Следом за лидером закрепились раковины из гранита. Также в списке есть раковины из латуни, стекла и даже дерева. Но из-за экзотичности материалов и высокой цены таких раковин продается крайне мало. Поскольку сантехника из нержавеющей стали пользуется стабильным успехом, это говорит о том, что она – наиболее оптимальный вариант для оснащения кухни.

Первое, на что мы обычно обращаем внимание при покупке сантехники из нержавеющей стали, – эстетичный внешний вид и то, как она будет вписываться в дизайн кухни. Даже лучшая и качественная раковина, если она не подходит по дизайну, будет выглядеть нелепо, и покупатель, скорее всего, откажется от покупки.

Сантехника из нержавеющей стали в этом плане более универсальна, поскольку подойдет практически любому дизайну интерьера, выполненному в любом стиле, – строгая классика, креативный хай-тек или домашний уют в стиле кантри

. Размер кухни тоже не имеет значения – сантехнику из нержавеющей стали можно разместить и в малогабаритной квартире, и в огромной кухне в собственном загородном доме.

Как правило, при производстве раковины из нержавейки в сплав добавляют 10 % никеля и 18 % хрома. Благодаря такому сочетанию металлов сантехника из нержавеющей стали обладает долговечностью

, стойкостью к перепадам температур, а также ясному металлическому блеску. Толщина стенок такой сантехники из нержавеющей стали –
от 0,7 до 1,2 мм
, но самая универсальная толщина – от 0,7 до 0,9 мм.

Имеются две технологии изготовления сантехники из нержавеющей стали:

  • Сварка.

    При использовании этого способа части сантехники из нержавеющей стали изготавливаются по отдельности. С помощью точечной сварки чаша и плоскость впоследствии соединяются. Такая технология производства позволяет придать раковине абсолютно любые формы, кроме того, она будет глубже. Некоторые полагают, что и стенки таких моек толще. Но есть и недостаток – купив раковину у недобросовестного производителя, покупатель сильно рискует: в любой момент некачественный шов может «разойтись», и образуется течь.

  • Штамповка.

    Более простой вариант – раковина из цельного листа железа, выполненная методом штамповки. На рынке раковин, выполненных таким способом, больше. Технология их изготовления проще, и многие производители предпочитают не усложнять процесс. Однако есть и недостатки – глубина чаши у такой сантехники из нержавеющей стали обычно не превышает 15 см. Для большой семьи или хозяйки, которая любит готовить по сложным рецептам, это недостаток существенный – много посуды в такую раковину не положишь. Кроме того, вода из такой раковины из нержавеющей стали может разбрызгиваться по краям, отскакивая от дна.

Сварные мойки, при условии, что они качественные, выполненные добросовестными производителями, обычно немного дороже

штампованных аналогов. Но и надежнее, несмотря на имеющийся шов. Прежде чем сделать выбор, потребитель должен решить, какие требования он предъявляет к сантехнике.

Сантехника из нержавеющей стали, в том числе и раковины, имеет и достоинства, и недостатки, которые обязательно нужно учесть при покупке.

Плюсы:

  • Цена. Специалисты по дизайну смогли превратить обычную раковину в чудо дизайнерской мысли, причем приобрести его можно по вполне приемлемой цене.
  • Ударопрочность. Вся сантехника из нержавеющей стали обладает этим качеством в полной мере. Никаких сколов, трещин и разломов, даже если вы уроните в раковину что-то тяжелое. Фарфоровая или керамическая мойка такого испытания на прочность обычно не выдерживает. Впрочем, если вы приобрели очень дешевую сантехнику из нержавеющей стали, ее тоже не стоит проверять на прочность тяжелыми ударами – не потрескается, не расколется, но вмятина останется. Однако даже с вмятинами сантехника из нержавеющей стали служит дольше, чем раковины из других материалов одной ценовой категории. А вот что действительно может повредить сантехнике из нержавеющей стали – это чистка абразивами, после которой на поверхности остаются царапины. Поэтому для чистки сантехники из нержавеющей стали рекомендуется использовать чистящие средства кремообразной консистенции. Царапины на поверхности не оказывают влияния на долговечность раковины, но блеск и эстетичный вид она все же потеряет.
  • Долговечность. Сантехника из нержавеющей стали относится к категории предметов интерьера «поставил и забыл». При правильном использовании, а также если вы не будете кардинально менять дизайн кухни, сантехника из нержавеющей стали может прослужить вам всю жизнь.
  • Гигиеничность и экологичность изделия. Сантехника из нержавеющей стали никогда не станет «рассадником микробов». Кроме того, если вы заботитесь о безопасности окружающей среды, вам понравится еще один плюс сантехники из нержавеющей стали – экологичность. Нержавейку легко утилизировать, просто переплавить и изготовить новые изделия.
  • Температурная устойчивость.

    Сантехника из нержавеющей стали одинаково устойчива и к высоким, и к низким температурам. Кипяток, горячая посуда такой сантехнике не страшны – она выдерживает до 1500 °С, а достичь такой температуры в домашних условиях нереально. И даже резкая смена температур для сантехники из нержавеющей стали не представляет опасности.

  • Легкость в уходе. Агрессивные, «сильные» чистящие вещества не портят покрытие сантехники из нержавеющей стали. Раковина легко дезинфицируется, а загрязнения так же просто удаляются – гладкая ровная поверхность, не имеющая пор, предотвращает скопление грязи и микробов.
  • Малый вес. Кухонную раковину вполне можно принести из магазина самостоятельно, сэкономив, таким образом, на транспортировке.
  • Простота монтажа. Монтаж сантехники из нержавеющей стали (и кухонных моек в частности) не требует специальных знаний. Все, что вам понадобится, – инструкция и герметик (силиконовый клей).

Но чтобы вы представляли все нюансы, нужно учесть и минусы:

  • Шум.

    Сантехника из нержавеющей стали – самая «шумная». Но с этим легко справиться, если выбрать раковину от хорошего производителя – со специальными прокладками. Совсем от шума это не избавит, но большую его часть прокладки поглотят.

  • Царапины.

    Сеточка царапин на стали никак не влияет на ее функциональные характеристики, но делает ее менее привлекательной. Лишает блеска. Кроме использования кремообразных средств для чистки дополнительно рекомендуется насухо вытирать сантехнику из нержавеющей стали после использования.

  • Цвет.

    Вряд ли вы найдете сантехнику из нержавеющей стали какого-либо цвета, особенно если речь идет о кухонной раковине. Поэтому не стоит и пытаться. Если покупатель особенно «креативен» и капризен, продавец предложит ему раковину из других материалов. Но помните: серебристый цвет – один из самых универсальных, он впишется в любой дизайн.

Перед покупкой сантехники из нержавеющей стали ответьте для себя на несколько принципиальных вопросов. Это позволит вам остановиться на оптимальном варианте:

  • Отполированная или матовая поверхность?

    Полированная поверхность боится царапин, на матовой (более пористой) скапливается налет. И в том, и в другом случае вы должны будете соблюдать некоторые правила чистки.

  • Накладная или врезная мойка?

    «Накладка» универсальна, не зависит от поверхности столешницы. Если говорить
    о врезной
    , то у нее есть преимущество – она делается под ваши размеры. Врезные мойки дороже накладных, но и предпочтительнее с точки зрения дизайна и эстетики.

  • Конструкция мойки.

    Этот пункт включает сразу несколько вопросов. Сколько чаш? Круг, прямоугольник, овал? С какой стороны будет стоять смеситель? Какие дополнительные аксессуары нужно установить к сантехнике – измельчитель для еды, фильтр, емкость под моющие средства? И самый главный вопрос – глубина чаши. В идеале она должна быть не менее 18 сантиметров, чтобы вода не разлеталась брызгами по всей кухне.

Применение

Перечисленные преимущества способствуют удержанию лидирующих позиций на рынке металлопроката. Антикоррозионные сплавы являются незаменимым материалом в тяжелом машиностроении, энергетической, нефтегазовой и сельскохозяйственной сферах.

Материал востребован в следующих областях народного хозяйства:

  • Строительство, архитектура;
  • производство оборудования, инструментов медицинского назначения;
  • целлюлозно-бумажное производство;
  • пищевая промышленность;
  • транспортное машиностроение;
  • химическая промышленность;
  • электроэнергетика и электроника;
  • производство бытовой техники и предметов домашнего хозяйства.

Декоративные качества нержавеющих металлов и высокий уровень антикоррозионных свойств дают возможность использовать изготовленные из них детали и элементы для фасадов, рекламных установок, витрин, фонтанов. Из легированного материала изготавливают перила, двери, лестницы, лифты.

Читайте также:  Температура плавления свинца - приготовление расплава

Маркировка и популярные марки

В промышленности принято несколько систем обозначений нержавеющих сталей. Так, Американским институтом стали и сплавов была внедрена система AISI. В соответствии с ней сплавы делятся на несколько серий:

  • серия 200 — включает только одну марку AISI 201;
  • серия 300 — состоит из аустенитных и комбинированных сплавов;
  • серия 400 — включает ферритные и мартенситные сплавы на основе хрома.

На территории нашей страны маркировка производится с учетом требований ГОСТ, которые задают следующие алгоритмы:

  • первая цифра обозначает углерод, указанный в сотых долях процента;
  • все остальные цифры указывают на содержание того или иного элемента, после которого они стоят в маркировке;
  • если концентрация легирующей добавки ниже 1%, то цифра не пишется.

Среди самых популярных нержавеющих сплавов выделяют следующие.

  • AISI 304 (08Х18Н10) — не содержит серы и фосфора, нашел широкое применение в продовольственной и фармацевтической промышленности. Из этого металла делают трубопроводы и производственные линии. Может использоваться при изготовлении мебели и монтажа лестничных ограждений.
  • AISI 316 (10Х17Н13М2) — в отличие от пищевых составов, такая сталь усилена примесями молибдена. Устойчива к морской воде, может работать в кислотных средах при воздействии повышенных температур.
  • AISI 316T (10Х17Н13М2Т) — добавка титана многократно повышает термическую стойкость материала и успешно противостоит ионам хлора. Применяется для производства теплообменного оборудования.
  • AISI 321 (08Х18Н10Т) — материал с повышенной жаростойкостью. Используется для производства элементов, работающих в условиях высокой агрессивности, то есть трубопроводов, котлов и теплообменников.
  • AISI 430 (12Х17Н) — ещё один жаропрочный сплав. Предназначается для изготовления втулок, валиков и других подвижных деталей, работающих в растворах солей и кислот.
  • AISI 201 (12Х15Г9НД) — бюджетная альтернатива составу AISI 304. Сплав отличает меньшее содержание хрома и никеля. Чаще всего из такой стали делают мебель, заграждения, решетки для гриля и барабаны для стиральных машинок.

Так какая она, эта температура – границы пределов и значения для некоторых сплавов

Температура ликвидус нержавеющих сталей варьируется в пределах 1450–1520 оC. У легированных сплавов (на основе железа) она имеет значения примерно от середины этого диапазона и до верхнего его предела в 1520 оC. У никелевых – примерно от середины и до нижнего предела в 1450 оC. Диапазон температур железоникелевых сплавов находится посередине и частично охватывает область значений для легированных и никелевых сплавов.

Так какая она, эта температура – границы пределов и значения для некоторых сплавов
Температура плавления сталей варьируется в пределах 1450–1520 оC

Температуры полного расплавления (ликвидус) для конкретных нержавеющих сплавов можно найти только в некоторых справочниках и статьях интернета. В ГОСТах их нет. И, как указывалось выше, эту температуру невозможно замерить. Ее только рассчитывают для сплава с определенным составом, который согласно стандарта 5632 для одной и той же марки стали может варьироваться в процентном содержании практически всех его элементов. Поэтому те значения температуры, которые указывают какие-либо источники, не являются точными, а лишь приблизительными.

Свойства жаростойких и жаропрочных сплавов

Для повышения жаростойкости используются легирующие добавки, которые также улучшают прочность металлов. Благодаря легированию на поверхности сплавов образуется защитная пленка, снижающая скорость окисления изделий. Основные легирующие элементы: никель, хром, алюминий, кремний. В процессе нагрева образуются защитные оксидные пленки (Cr,Fe)2O3, (Al,Fe)2О. При содержании 5–8 % хрома жаростойкость стали увеличивается до 700–750 градусов по Цельсию, 17 % хрома – до 1000 градусов, при 25 % хрома – до 1100 градусов.

Жаропрочные марки металлов – сплавы на основе железа, никеля, титана, кобальта, упрочненные выделениями избыточных фаз (карбидов, карбонитридов и др.). Жаропрочностью обладают хромоникелевые и хромоникелевомарганцевые стали. Под воздействием высоких температур они не склонны к ползучести (медленная деформация при наличии постоянных нагрузок). Температура плавления жаропрочной стали составляет 1400-1500 °С.

Основные моменты технологии производства

Суть производства стали заключается в том, чтобы в процессе переработки исходного материала в нём понизилась концентрация углерода, серы, фосфора и других нежелательных составляющих. Эти элементы делают сталь ломкой и хрупкой, а избавление от них приносит повышенную прочность и жаростойкость. Исходным материалом чаще всего выступает чугун и стальной лом.
Процесс производства может быть выполнен одним из двух основных способов, которые обобщают собой однотипные методы – это либо конвертерный, либо подовый процесс. Первый не требует дополнительных источников тепла, так как его используют для расплавленного передельного чугуна, который и так обладает достаточной температурой. В этом случае происходит вдувание чистого кислорода (или обогащённого им воздуха, что уже устарело) в расплавленный металл, который окисляет присутствующие в чугуне элементы типа фосфора, марганца, кремния или углерода. Это, в свою очередь, позволяет поддерживать достаточное количество тепла для пребывания стали в жидком состоянии.

При таком изготовлении может получиться три вида стали – кипящая, полуспокойная и спокойная. Спокойная сталь обладает лучшим составом и более однородной структурой, когда кипящая содержит в себе весомое количество растворённых газов. Для полуспокойной характерны промежуточные значения между первыми двумя видами. Естественно, что спокойная сталь, исходя из лучших характеристик, дороже. Её цена выше, чем у кипящей, примерно на 10-15%.

Подовые процессы происходят при высоких температурах, которых добиваются за счёт задействования внешнего источника тепла для переработки твёрдой шихты. Их есть два вида – мартеновский процесс и электротермический. Мартеновский происходит в результате нагрева исходного материала от сгорания газа или мазута, а электротермический выполняется в индукционных или дуговых печах, где нагрев идёт при помощи электричества.

При необходимости, для производства особых видов стали могут быть использованы два последовательных метода, а для отдельных специальных её видов существует иные специфические процессы. Кроме того, появляются новые методы производства, которые ещё не стали широко используемыми, но успешно развиваются. Такими методами является электрошлаковый переплав, электролиз, прямое восстановление стали из руды и т. д.

Какие параметры нагрева нужны потребителям нержавейки?

Всем потребителям любых изделий из нержавеющей стали, не собирающимся их расплавлять (то есть утилизировать методом переплавки), вовсе не нужно знать температуру плавления этих сплавов.

Какие параметры нагрева нужны потребителям нержавейки?

Параметры термообработки указаны в приложении А стандарта 5632

Тем, кто занимается проектированием, разработкой и изготовлением деталей, продукции и конструкций из нержавеющих сталей, а также их эксплуатацией, необходимо знать совсем другие температурные параметры этих сплавов:

  • параметры термообработки нержавейки – закалки, отпуска, отжига и так далее;
  • температурные режимы других видов обработки – ковки, сварки и так далее;
  • для коррозионно-стойких марок – в каком интервале температур эксплуатировать;
  • для жаростойких марок – максимальная рекомендуемая температура применения на протяжении длительного времени (обычно составляет до 10000 часов);
  • для жаропрочных марок – рекомендуемая температура применения;
  • для жаростойких и жаропрочных марок – когда в воздушной среде начинается интенсивное окалинообразование.

Эти температуры указаны в приложении А вышеупомянутого стандарта 5632 и есть в соответствующих справочниках по металловедению, металлообработке и так далее, а также должны быть в документации производителей на соответствующие марки нержавейки. И эти температуры намного ниже той, при которой начинается плавление нержавеющих сталей. Так что, если ориентироваться на последнюю, то при том или ином использовании изделий из нержавейки их требуемые для определенного вида применения физические свойства будут утрачены задолго до расплавления.

Рождение и развитие нержавейки

Первые нержавеющие сплавы были получены около века назад, но широкое применение в строительстве нержавеющая сталь нашла только сегодня. Панели из нержавеющей стали являются одним из лучших материалов для наружной и внутренней облицовки стен. Ее можно встретить в оформлении торговых помещений, современных бизнес-центров, ресторанов и т.п. Из нержавеющих сталей изготавливаются скульптуры и рекламные металлоконструкции, настилается кровля и сооружаются водоотводные коммуникации зданий.

Нержавеющая сталь стала незаменимым материалом благодаря своей долговечности, простоте ухода, эстетичному внешнему виду и многофункциональному применению. Ее можно формовать, резать, сваривать и обрабатывать так же, как и обычную сталь. Стойкость к кислотам, щелочам, солям и хлору находит применение в химических отраслях. Большинство сортов нержавейки обладают высокой прочностью, в том числе и при низких температурах. Гладкая непористая поверхность изделий соответствует гигиеническим нормам. Нержавеющая сталь заслуженно называется сталью нового поколения («Марочник нержавеющих сталей»).

Для того, чтобы сталь служила успешно и долго, необходимо тщательно подойти к выбору марки нержавеющей стали. Так, для изготовления сборных резервуаров мы рекомендуем использовать аустенитную коррозийностойкую сталь AISI 304 (08Х18Н10), т.к. именно она соответствует формуле «цена- качество».

Читайте также:  Сварочные провода для инвертора — виды и особенности

article1.jpg

Виды поверхностей стали:

article2.jpg

Предлагаем к рассмотрению марки нержавеющей стали, из которых производятся резервуары «Айсберг».

AISI 304

Аустенитная, с низким содержанием углерода. Легко поддается сварке, устойчива к межкристаллитной коррозии. Высокая прочность при низких температурах. Поддается электрополировке. Является наиболее универсальной и широко используемой из всех марок нержавеющих сталей. Области применения: используется в установках для пищевой, химической, текстильной, нефтяной, фармацевтической и бумажной промышленности.

AISI 316

Улучшенная версия AISI 304 (с добавлением молибдена), что делает ее особенно устойчивой к воздействию коррозии. Технические свойства этой стали при высоких температурах гораздо лучше, чем у аналогичных сталей, не содержащих молибден. Молибден (Mo) делает сталь более защищенной от питтинговой коррозии в хлористой среде, морской воде и парах уксусной кислоты. AISI 316 и 316L используются для химического оборудования, инструментов, вступающих в контакт с морской водой и атмосферой, при изготовлении оборудования для проявления фотопленок, в установках для переработки пищи, емкостях для отработанных масел.

AISI 316Ti

Наличие титана (Ti), в пять раз превышающее содержание углерода, обеспечивает стабилизирующий эффект в отношении осаждения карбидов хрома (Cr) на поверхность кристаллов. Области применения: детали, обладающие повышенной устойчивостью к воздействию высоких температур и к среде с присутствием новых ионов хлора, лопасти для газовых турбин, баллоны, сварные конструкции, коллекторы. Также применяется в пищевой и химической промышленности.

AISI 321

Хромоникелевая сталь с добавкой титана (Ti), особенно рекомендуется в изготовлении сварных конструкций и для использования при температурах между 400°С и 800°С. Устойчива к коррозии. Области применения: оборудование для нефтеперерабатывающей промышленности, химическое оборудование и оборудование, устойчивое к высоким температурам. Также применяется для изготовления сварного оборудования в разных отраслях промышленности (трубы, детали печной арматуры, теплообменники).

Группы коррозионностойких сталей по структуре

Структура коррозионностойких сталей, их свойства и области применения определяются процентным содержанием углерода, перечнем и количеством легирующих добавок. По структуре нержавейка делится на несколько типов. Основные: ферритная, мартенситная, аустенитная. Существуют промежуточные варианты.

Ферритная

Эта группа относится к малоуглеродистым сплавам – C до 0,15%. Содержание хрома – до 30%. Объемнокристаллическая структура обеспечивает сочетание достаточно высокой прочности и пластичности. Нержавеющие стали ферритных марок относятся к ферромагнитным.

Основные характеристики:

  • способность к холодной деформации;
  • основной тип термообработки – отжиг, снимающий наклеп;
  • хорошая коррозионная стойкость;
  • относительно невысокая стоимость.

Основная причина потери рабочих характеристик сталями ферритного класса – межкристаллитная коррозия (МКК), в результате которой разрушение происходит по границам зерен. Для устранения этого негативного явления избегают резкого охлаждения металла от +800°C, проводят стабилизирующий отжиг, находят оптимальный баланс между содержанием углерода и хрома. Полностью устранить склонность к МКК позволяет введение карбидообразующих элементов – титана и ниобия.

По стандарту AISI ферритные стали относятся к серии 400:

  • 403-420 – содержание хрома 11-14%, никель отсутствует;
  • 430 и 440 – 15-18% C, никель отсутствует;
  • 630 – содержит 3-5% никеля. Хорошо обрабатывается, устойчива к коррозии в различных средах, схожа по свойствам с 08Х18Н10.

Эти материалы используются при производстве широкого сортамента труб, листов, профилей.

Таблица марок нержавеющих сталей ферритного класса по ГОСТу и AISI, основные сферы использования

Марка по ГОСТу 5632 Марка по AISI Области применения
08Х13 409 Столовые приборы
12Х13 410 Емкости для жидких алкогольсодержащих продуктов
12Х17 430 Емкости для высокотемпературной обработки пищевой продукции

Мартенситная

К этой группе относятся металлы с содержанием хрома до 17%, углерода – до 0,5% (в отдельных случаях – выше). Мартенсит – структура, получаемая путем закалки заготовки с последующим отпуском. Для нее характерно сочетание высокой твердости, прочности, упругости и устойчивости к коррозии. Сплавы используются при производстве ответственной металлопродукции, предназначенной для работы в агрессивных средах. Это пружины, валы, ножи, фланцы. При повышении содержания C в структуре появляется карбидная фаза, обеспечивающая высокую твердость и износостойкость. Проведение низкого отпуска после закалки (+200…+300°C) обеспечивает высокую твердость – 50-52 HRC, высокого (+500…+600°С) – меньшую твердость (28-30HRC) и большую вязкость. Закалка производится при температурах +950…+1050°C.

Таблица марок мартенситных сталей по ГОСТу и AISI, их основные области применения

Марка по ГОСТу 5632 Марка по AISI Области применения
20Х13 420 Кухонное оборудование
30Х13
40Х13
14Х17Н2 (мартенситно-ферритная) 431 Детали компрессорных установок, оборудование, эксплуатируемое в агрессивных средах и при пониженных температурах

Чугун и сталь

Чугун — это сплав углерода и железа, он содержит примеси марганца, кремния, серы и фосфора. Выдерживает невысокие напряжения и нагрузки. Один из его многочисленных плюсов — это невысокая стоимость для потребителей. Чугун бывает четырех видов:

  • Белый — имеет высокую прочность и плохую способность к обработке ножом. Виды сплава по увеличению количества углерода в составе: доэвтектический, эвтектический, заэвтектический. Его назвали белым из-за того, что в разломе он имеет белый цвет. А также белый чугун обладает особым строением металлической массы и большой изностойкостью. Полезен в изготовлении механических деталей, которые будут работать в среде с отсутствием смазки. Его используют для изготовления приведённых ниже видов чугуна.
  • Серый чугун — содержит углерод, кремний, марганец, фосфор и немного серы. Его можно легко получить, и он имеет плохие механические свойства. Используется для изготовления деталей, которые не подвергаются воздействию ударных нагрузок. В изломе есть серый цвет, чем он темнее, тем материал мягче. Свойства серого чугуна зависят от температуры среды, в которой он находится, и количества разных примесей.
  • Ковкий чугун — получают из белого в результате томления (длительного нагрева и выдержки). В состав вещества входят: углерод, кремний, марганец, фосфор, небольшое количество серы. Является более прочным и пластичным, легче поддаётся обработке.
  • Высокопрочный чугун — это самый прочный из всех видов чугунов. Содержит в себе углерод, марганец, серу, фосфор, кремний. Имеет большую ударную вязкость. Из такого важного металла делают поршни, коленчатые валы и трубы.

Температуры плавления стали и чугуна отличаются, как утверждает таблица, приведённая выше. Сталь имеет более высокую прочность и устойчивость к высоким температурам, чем чугун, температуры отличаются на целых 200 градусов. У чугуна это число колеблется приблизительно от 1100 до 1200 градусов в зависимости от содержащихся в нем примесей.

Свойства нержавейки

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.

Основным достоинством нержавеющей стали является то, что она обладает высоким уровнем устойчивости к появлению ржавчины.

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.

Технические характеристики нержавейки
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,

которые являются частью железной руды. Они являются верными спутниками этого материала для производства нержавейки. На ее качества они практически не влияют.
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.

Источники

  • https://pressadv.ru/stali/temperatura-plavleniya-nerzhaveyushchej.html
  • https://www.uralst.ru/articles/tehniceskaa-informacia/svoistva-nerzaveusih-stalei-rekomendacii-primenenia
  • https://www.metotech.ru/nergstal-opisanie.htm
  • https://intehstroy-spb.ru/spravochnik/nerzhaveyuschaya-stal-marki-vidy-i-harakteristiki.html
  • https://master-pmg.ru/prokat/poluchenie-nerzhaveyushchej-stali.html
  • https://martensit.ru/stal/nerzhaveyushhaya-stal/
  • https://stroy-podskazka.ru/stal/nerzhaveyushchaya/kakimi-byvayut/
  • https://tutmet.ru/temperatura-plavleniya-nerzhaveyushhej-stali.html
  • https://elton-zoloto.ru/metally-i-splavy/kakuju-temperaturu-vyderzhivaet-nerzhavejushhaja-stal.html
  • https://tpspribor.ru/vidy-metalla/temperatura-plavleniya-i-ispol-zovaniya-nerzhaveyuschey-stali-chto-vazhnee.html
  • https://complex1.ru/vsye-o-nerzhaveyushchey-stali/
  • https://TreydMetall.ru/info/nerzhaveyushchaya-stal-marki-vidy-i-harakteristiki

[свернуть]
Ссылка на основную публикацию