Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь представляет собой разновидность легированной стали, обладающей повышенной стойкостью к коррозии. Это достигается за счет введения в сталь набора легирующие элементов, в первую очередь хрома. Также на свойства нержавеющих сталей оказывают влияние никель, молибден и азот.

Изделия из нержавеющей сталиНа свойства нержавеющих сталей оказывают влияние никель, молибден и азот
 

Легирующие элементы нержавеющей стали

Хром является наиболее важным компонентом нержавеющей стали. Он оказывает значительное воздействие на свойства сплава. Воздействие хрома на антикоррозионные свойства стали нелинейно, оно скачкообразно возрастает при содержании в стали, кратном 6%. Так, сталь с 6% хрома имеет слабо выраженную стойкость к коррозии. При содержании хрома 12% сплав становится невосприимчивым к действию воды и слабых растворов на её основе. Сталь с содержанием хрома 18% не растворяется слабыми кислотами. Соответственно содержание хрома в нержавеющих сталях выбирается близким к этим значениям, например сталь 08Х18Н12Т с содержанием хрома 18%.

Хром обеспечивает антикоррозионные свойства стали за счет образования на поверхности плотной пленки из оксида хрома. Он защищает сталь от окисления. Содержание хрома в стали оказывает влияние на толщину этой пленки. Также хром изменяет и другие свойства стали, повышает твердость и прочность, незначительно уменьшая пластичность. Этот металл значительно расширяет температурный интервал, в котором сталь сохраняет свои свойства. Некоторые марки нержавеющей стали, например 0Х18Н12Б, предназначены для работы при пониженных температурах. Другие, такие как 10Х17Н13М2Т и 95Х18, могут использовать при повышенных температурах, до 500-700°С. Также существуют стали, которые могут использоваться при низких и повышенных температурах, например 08Х18Н10 и 12Х18Н12Т.

Вторым по важности легирующим компонентом нержавеющей стали выступает никель. Он способствует повышению таких механических свойств, как пластичность и ударная вязкость. Содержание никеля в нержавеющих сталях находится в пределах 10-18%. В меньших количествах используется титан, ванадий, кобальт и другие элементы. Для сталей, работающих в крайне агрессивных средах – с серной, соляной, фосфорной, плавиковой кислотами и их растворами используются сплавы со значительным содержанием легирующих веществ. В таких сплавах содержится, помимо никеля и хрома, молибден, медь, кремний и т. д.

Маркировка нержавеющей стали

Существует две системы маркировки нержавеющей стали. На территории постсоветского пространства используется система с указанием процентного содержания углерода в сотых долях процента, и целых процентов легирующих веществ. Например, сталь 10Х18Н10Т имеет такой состав:

  • 0,1% углерода;
  • 18% хрома;
  • 10% никеля;
  • 1% марганца;
  • 0,5% титана.

В Европе и США используется система обозначения AISI. Согласно ей, сплав обозначается трехзначным числом. С увеличением этого числа возрастает и количество легирующих элементов сплава. Так, марка стали AISI 316 содержит на 3% больше никеля и 2% молибдена. Чтобы узнать точный состав таких марок, необходимо заглядывать в справочник. Многие марки нержавеющей стали в советской и международной системе совпадают. Так, AISI 201 соответствует 12Х15Г9НД, а AISI 304 - 08Х18Н10.

Использование нержавеющей стали

Нержавеющие сплавы по эксплуатационным свойствам во многом превосходят обычные конструкционные стали. Однако они имеют следующие недостатки, которые ограничивают сферы их использования:

  • Высокая стоимость. Все легирующие элементы имеют более высокую стоимость, чем железо. Помимо этого, усложняется и процесс выплавки стали.
  • Пониженная пластичность. Нержавеющая сталь редко использования для изготовления крупных деталей, и не только из-за своей высокой цены. Обязательным этапом производства таких деталей является ковка, а с ней возникают проблемы. Сниженное значение пластичности приводит к потребности в использовании более мощных прессов. Также наличие большого количества легирующих элементов сужает температурный интервал, в котором может обрабатываться сталь. Из-за этих факторов вероятность брака существенно возрастает.
  • Сложности со сваркой. Для сварки можно использовать нержавеющие стали, содержание титан или ниобий. Выполнение электрической сварки требует использования особых электродов.

Нержавеющая сталь используется в следующих сферах:

  • Архитектура. Из этой стали изготавливаются многие элементы отделки зданий. Например, здания Эмпайр-стейт-билдинг и Крайслер Билдинг в Нью-Йорке выполнены с большим количеством элементов из нержавеющей стали.
  • Пищевая промышленность. Нержавеющая сталь не ржавеет под действием пищевых продуктов.
  • Химическая промышленность. В этой сфере используется нержавеющая сталь с особым составом.
  • Строительство транспортных средств. Из этой стали эффективно выполнять детали, работающие в неблагоприятных условиях.

Статья носит ознакомительный характер.
Не забывайте консультироваться со специалистами.