Нержавеющие стали объединяет общая черта — содержание хрома, никеля, молибдена, титана. Механические и эксплуатационные свойства различных типов коррозионностойких сталей зависят в первую очередь от их состава и регламентируются ГОСТ5582-75. Правильный выбор марки гарантирует длительный и успешный срок службы изделия.
Категории и технические характеристики
Постоянное увеличение использования нержавеющей стали во многих отраслях промышленности связано с ее уникальными характеристиками:
- высокое сопротивление коррозии,
- высокая прочность,
- хорошая свариваемость,
- прекрасная перерабатываемость холодной штамповкой.
Существует пять основных категорий нержавеющей стали на основании их микроструктуры: Аустенитные (Austenitic), Ферритные (Ferritic), Дуплексные, Мартенситные (Martensitic), Жаропрочные.
Аустенитные — не магнитные и в дополнение к хрому содержат никель, который увеличивает сопротивление коррозии. Аустенитные нержавеющие стали — наиболее широко используемая группа нержавеющих сталей. С повышенным содержанием хрома до 20 % — 25 % и никеля до 10 % — 20 %, аустенитные нержавеющие стали лучше сопротивляются окислению при высоких температурах и могут использоваться для изготовления элементов печей, подвергающихся высокотемпературному нагреву.
- Ферритные — магнитные, имеют низкое содержание углерода и хром как главный элемент, обычно на уровне 13 % — 17 %.
- Дуплексные нержавеющие стали имеют смешанную, ферритно-аустенитную структуру. Содержание хрома изменяется от 18 % до 28 %, а никеля от 4,5 % до 8 %. Дуплексные сорта находят свое применение в в агрессивных хлорсодержащих средах,
- Мартенситные сорта магнитные, содержат обычно 12 % хрома и среднее содержание углерода. Они прочняются, закалкой и отпуском подобно простым углеродистым сталям, и находят поэтому применение главным образом в изготовлении столовых приборов, режущих инструментов и общем машиностроении.
- Жаропрочные стали имеют содержание хрома обычно 17 % с добавлением никеля, меди и ниобия. Поскольку эти стали могут быть упрочнены и хорошо сопротивляются процессу старения, они идеальны для шахтных насосов, шпинделей клапанов и для космической техники.
- Аустенитные и ферритные сорта составляют приблизительно 95% используемых нержавеющих сталей. Из ферритных марок наиболее широко используется марка 430, т.н. «безникелевые» нержавейки. Они имеют хорошие прочностные и механические характеристики, что обеспечивается высоким содержанием хрома и низким содержанием углерода, и низкую себестоимость по сравнению с хромо-никелевыми нержавейками.
Среди аустенитных марок широкое распространение получила марка 304, которая является наиболее универсальной и широко используемой из всех марок нержавеющих сталей. Её ещё обозначают 18-10 (пищевая).
В последние годы стали 300-й серии постепенно уступают позиции экономически более эффективным аустенитным сталям серии 200, в которых дорогостоящий никель частично заменен на марганец и азот.
Эти марки нержавеющих сталей активно производятся и предлагаются на рынке индийскими предприятиями. Ведь именно им отдается первенство в разработке этих марок.
Механические свойства нержавеющих сталей позволяют снизить толщины используемых материалов, таким образом сокращая материалоемкость без снижения прочностных характеристик. Аустенитные и Дуплексные сорта не теряют прочности и при низких температурах, и позволяют использовать меньшие толщины по сравнению с углеродистыми сталями, достигая существенной экономии.
Предлагаемые рынком листы могут иметь следующие типы поверхностей:
- матовая;
- матовое зеркало;
- зеркало;
- шлифованная;
- мелкая шлифовка;
- покрытие защитной пленкой.
Применение нержавеющих сталей в бытовой технике
Уникальность поверхности нержавеющей стали в её плотности, она не имеет пор и микротрещин для проникновения грязи или бактерий. Простота ухода и очищения, её экологическая нейтральность и стойкость к воздействию агрессивных веществ по сравнению с другими материалами делает её незаменимой для изготовления бытовых плит и другой кухонной техники. Важным фактором является хорошая и гладкая (без изломов, неровностей и царапин) поверхность металла.
Уже сейчас существуют и, определенно, будут ужесточены в будущем строгие ограничения на растворимость тяжелых металлов, имеющихся в материале, из которого изготовлено оборудование, находящееся в контакте с пищевыми продуктами. Согласно европейским нормам, количество хрома и никеля, растворенного из стали в ходе стандартного теста по ISO 6486/1, допускается не выше 2 мг/дм2. Для аустенитных сталей количество растворенных никеля и хрома меньше чем 0,02 мг/дм2, т.е. около 1% от допустимого значения.
К пищевым коррозионно-стойким сталям относят следующие марки
Марка стали по ГОСТ 5632-72 |
Аналог по ASTM А240/А 240М-05а |
08Х18H10 |
304 |
08Х18Н10Т |
321 |
12Х18Н10Е (Т) |
303 |
Цвета побежалости сталей
Железные сплавы, в том числе и коррозионностойкие, при нагревании покрываются тонкой пленкой железных окислов самых разнообразных цветных оттенков и появляются цвета побежалости, которые соотносятся с определенными температурами нагрева. Есть сплавы, так называемые «жаропрочные», у которых температура начала образования окислов выше, чем у других сплавов, однако такие марки не относятся к пищевым и очень дороги по причине высокого содержания никеля.
Для углеродистой стали
Температура нагрева |
Цвет побежалости |
220 |
светло-желтый |
240 |
темно-желтый |
255 |
коричнево-желтый |
265 |
коричнево-красный |
275 |
пурпурно-красный |
285 |
фиолетовый |
295 |
васильково-синий |
315 |
светло-синий |
330 |
серый |
Для нержавеющих сталей
Температура |
12Х18Н9Т |
ХН75МБТЮ |
300 |
светло-соломенный |
— |
400 |
соломенный |
светло-желтый |
500 |
красновато-коричневый |
желтый |
600 |
фиолетово-синий |
коричневый |
650 |
синий |
синий |
750 |
— |
голубой |
Главное же, существенное влияние на цвет поверхности оказывает продолжительность нагрева. И действительно, более или менее продолжительной обработкой можно вызвать посинение стали при температуре более низкой, чем необходимой для появления даже соломенно-желтого цвета.
Заводы-изготовители нержавеющих сталей
В настоящий момент для потребителей и продавцов нержавеющим прокатом есть фактически три источника поставок: коррозионностойкая сталь российского производства, высококачественный металл от европейских и южно-американских производителей и прокат из Индии и Юго-Восточной Азии.
В связи с нестабильностью цен на никель в настоящее время производители переориентируются на отличные от 300-й серии марки стали. Для КНР это в первую очередь ферритные стали, не содержащие никель вовсе, для Индии и коммерческих предприятий в Китае — 200-я серия с пониженным содержанием никеля и дополнительными присадками, снижающими твердость сплава и повышающими его коррозионно-стойкие свойства.
В настоящее время рынок между сериями сталей поделен неравномерно. Наиболее широко традиционно применяется самая дорогостоящая 300-я серия (такие марки, как AISI 304, AISI 316, AISI 321, AISI 310 S, AISI 309 S и другие), наиболее ограничено применение малознакомой отечественному производителю 200-й серии. Сталь марок этой серии за последние годы в результате исследований и экспериментов претерпела значительные изменения в химии и технологическом процессе прокатки и в настоящий момент заслуживает более пристального внимания. Стали 200 группы дешевле AISI 304 приблизительно на 16-17% . Еще дешевле сталь AISI 430 (безникелевая) — порядка 50% по отношению к AISI 304. С ростом цен на никель эта разница может возрастать еще больше. Однако применение этой марки стали до сих пор остается спорным по отношению к пищевым продуктам и в медицинской технике.
Заводы-изготовители России
- Челябинский металлургический завод»,
- Волгоградский металлургический завод Красный Октябрь»,
- Ижорские заводы
Заводы-изготовители Европы
- Acerinox, S.A. Испания,
- Marcegaglia S.p.A, Италия,
- Arcelor Stainless Int. Франция,
- Outokumpu Stainless, Финляндия,
- ThyssenKrupp, Германия.
Юго-Восточная Азия
- Jindal Stainless, Индия,
- Zhejiang Baocheng Stainless Steel Manufacture Co., Ltd. Китай,
- Jiangsu Xi’erfa Group Co., Ltd.Китай,
- YUSCO(Yieh United Steel Corp.) Тайвань,
- NISCO (Taiyuan Iron & Steel Group) Company Ltd , Китай
Автор Химич Ирина
Искандер
Современную жизнь без нержавеющей представить не возможно. Читая Вашу статью вспомнил очень непростой предмет — материаловедение 🙂
admin
Да, непростой и очень интересный.К сожалению, нержавеющие стали тоже встали на путь удешевления.
uniSobering
Благодарю вам. Ваш блог это отличный повод найти приятных и интеллигентных людей, способных к конструктивным обсуждениям и критике. 🙂
HIVA
Отличный материал, в котором все по полочкам про нержавеющие стали. Ценная информация по производителям