ЧТО ТАКОЕ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ?

Нержавеющие стали их основные свойства, состав, виды и характеристики.

Нержавеющие стали – коррозионностойкие сплавы (стойкие к ржавчине) на основе связки железо - углерод, содержащие кроме них еще ряд других легирующих элементов. Основным легирующим элементом для нержавеющих сталей: является хром (Cr) в количестве не менее 10,5%, также часто в дополнение к нему используется никель, правда в меньшей процентной концентрации. В состав указанных материалов могут входить также кремний (Si), марганец (Mn), сера (S) и фосфор (P). Многие из нержавеющих сталей содержат в качестве добавок молибден (Mo), ниобий (Nb), которые повышают рабочую температуру стали; кобальт (Co), повышающий износостойкость материала.

Для облегчения понимания процесса, для неспециалистов - проведём аналогию с тортом, где есть основа – коржи (железо), и крем (хром) с пропиткой (углерод). Сверху набросаны различные фрукты и куски шоколада (остальные легирующие элементы). Все вместе это и создает наш условный «торт», где легирующие элементы весьма сильно меняют его «вкус» ну и соответственно характеристики. Нужно большая жаростойкость? Насыпьте толику молибдена, нужно увеличить износостойкость? Добавьте немного кобальта, расплавить, перемешать и готовить до кондиции...

Но все же главная в составе - наша троица основных элементов: железо-хром-углерод в нужных соотношениях, все остальное идет по остаточному принципу, из разряда добавим, чтобы улучшить состав (молибден, ванадий, кобальт и т.д. - аналогия специй), и остальное, что плохо влияет на характеристики (но избавиться от него не выходит или выходит слишком дорого для промышленного производства). Например, сера и фосфор, тут уже, если исходить из языка аналогий, тут они подобны скорее мошкам и комарам в рыбной ухе, которую готовят на природе в тайге, ну или тараканам в различной выпечке.

Вернемся к нашей стали, хром при взаимодействии с кислородом из окружающей среды создает особую плёнку, которая препятствует дальнейшему взаимодействию с кислородом и окислению изделий из нержавеющей стали, поэтому его и намешано там не меньше чем 10,5%. Что и позволяет изделиям из нержавеющей стали сохранять приемлемый внешний вид в течении длительного времени (при условии, что изделие эксплуатируется в штатном режиме и условиях).

ПРЕИМУЩЕСТВА НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Всем хороша нержавеющая сталь, кроме цены и чуть, а иногда и не чуть, большой сложности механической обработки и сварки (есть свои нюансы), есть конечно варианты других сталей, которые более сложны и капризны в обработке. Но они, обычно, достаточно узкоспециализированные, а вот различных работ с нержавеющей сталью достаточно много.

Кроме замечательного стандартного серого стального цвета стыдливо именуемого "под серебро", промышленность может порадовать определенным ассортиментом всяких разных цветов и типов поверхностей. Что еще боле расширяет ассортимент применения подобных сталей. Возможность дополнительно нанести на нержавейку различные покрытия на основе оксидов различных металлов позволяет добится весьма неплохих результатов. Так, что не все то золото и латунь, что ярко блестит на солнце… Также, что крайне нравится, отдельным представителям различных природозащитных организаций и всем владельцам металлоприемок: нержавеющая сталь пригодна к переплавке и повторному использования в качестве исходного сырья, что не может не радовать.

Возможно, что ваша термокружка из нержавейки, в своем следующем «жизненном цикле» сможет стать частью отделки современного здания, ну или еще чем-то… За сто лет, с момента открытия и активного начала производства, она проделала большой путь: от сырья для производства «ложек для бедных», до передовых позиций в промышленности и строительстве, и активно продолжает отбирать все новые и новые рынки и рубежи у стали классической (хотя заменить ее во всех сферах все рано не сможет, что и не нужно). Концепт из не гниющих и практически вечных,  которые могут передаваться из поколения в поколения автомобилей способен вызвать неконтролируемые эмоции у владельцев автомобилестроительного бизнеса.

С такими «вредными идеями» надежных и вечных машин, идет постоянная борьба, посредством лоббирования налогов на старые машины, уменьшения сроков службы отдельных агрегатов, под видом облегчения компонентов, изменений конструкционного плана, которые не позволяют нормально эксплуатировать современные новые автомобили, уже спустя менее десяти лет после их выпуска (высокие налоги и страховки на автомобили со сроками эксплуатации более пяти лет, нет запчастей, машина гниет даже сухим солнечным днем и ряд других занимательных инноваций).

В целом, изделия из нержавеющей стали за счет хрома получают

исключительно высокую устойчивость к коррозии (по сравнению со стандартной сталью конечно);

очень высокая прочность;

относительная хорошая свариваемость (с рядом нюансов);

простота обработки методами холодной деформации;

длительный эксплуатационный срок без потери первоначальных характеристик;

эстетически привлекательный внешний вид изделий, изготовленных из сплавов данной категории.

Еще ее можно покрывать во всякое.

Вариантов к подходу к маркированию нержавеющих сталей всего две.

Вариант с процентным соотношением, где уже по названию можно приблизительно сказать сколько и чего в ней в основном есть, например, 08Х17Н5М3, и современный западный, в котором есть лишь сочетание букв и цифр по типу AISI 304, в котором по большому счету цифра обозначит порядковый номер, а что и как там намешано знает лишь сам производитель, но добыв и посмотрев сертификат мы будем знать его приблизительные параметры.

И тут же сразу емко и коротко отвечу, на самый популярный вопрос, чем отличается AISI 430 от AISI 304?

В 304 больше хрома на пару процентов и почти в десять раз больше никеля, никель в отличии от хрома меньше выгорает и соответственно при сварке лучше 304.

AISI 304 причисляют к классу высоколегированных нержавеющих сталей, содержащих хром и никель, а AISI 430 к классу бюджетных легированных нержавеющих сталей, в которых отсутствует никель. Да и в целом 304 лучше 430 во всем, кроме цены. Вторая относится к магнитной (ферритный класс), а первая – к немагнитной (аустенитный класс).

Короче, если бы делал для себя - хорошо и надолго, то среди них, я выбрал бы 304, а если денег нет и работа не слишком ответственная (не связанная с постоянным контактом с агрессивными средами контактом с пищей) и 430 может сойти (ибо экономика должна быть экономной), но лучше все же взять AISI 304, если позволяет бюджет (И нет, у автора статьи, к его сожалению, нет маленького заводика по производству AISI 304 и проплат, от владельцев таковых производств, за «рекламу» также не происходит).

Поскольку у нас, на территории стран СНГ, есть определённые сложности с производством нержавейки с хорошей сбалансированностью таких важных характеристик: как качество проката и относительно гуманный ценник на него. То и заказывать часть металла приходится из таких стран как: Италия, Германия, Чехия или даже такого гиганта мировой промышленной индустрии как Сербия (что стало для меня лично, небольшим открытием).

Теперь коротко о типах и более подробно о маркировках нержавеющей стали.

Типы нержавеющей стали.

За основу будем придерживаться общепринятых мировых классификаций, а именно разделение нержавеющей сталей исходя их микроструктуры, а именно: АУСТЕНИТНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ, ФЕРРИТНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ, ДУПЛЕКСНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ, МАРТЕНСИТНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ.

АУСТЕНИТНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ

Аустенитная нержавеющая сталь в качестве основы первичной микроструктуры имеет аустенит. Аустенит - это структура из железа и углерода, который возникает при температуре выше критической 723° C и последующем охлаждении. Это семейство нержавеющих сталей демонстрирует высокую прочность и впечатляющую стойкость к повышенным температурам.

Данная сталь имеет в своем составе не менее 16% хрома и свыше 6% никеля, на рынке выпускаемых нержавеющей сталей сплавы этого семейства составляют порядка 60-70% процентов от всех. Для ускорения образования аустенитной структуры добавляются специальные стабилизаторы аустенитного состояния. Данная марка нержавеющей стали является немагнитным металлом. Закалка путем термообработки подобных сталей не производится. Коррозионная стойкость достаточно средняя.

ФЕРРИТНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ

Ферритные стали обычно содержат только хром в качестве легирующего элемента. Содержание хрома колеблется от 10,5 до 18%. Они обладают средней коррозионной стойкостью и плохими технологическими характеристиками. Методы термообработки тоже не помогают упрочнять металл.

Как правило, они обладают лучшими инженерными способностями, чем аустенитные марки. В отличие от аустенитных марок, они магнитные. Они также обладают хорошей устойчивостью к коррозии под напряжением, что приводит к меньшему износу коррозионного материала.

ДУПЛЕКСНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ

Дуплекс - это смесь аустенитной и ферритной нержавеющей стали. Таким образом, она обладает свойствами обеих составляющих. В ней высокое содержание хрома и низкая концентрация никеля. Обладая высокой прочностью на разрыв и хорошей свариваемостью, дуплексные нержавеющие стали имеют уникальные преимущества.

Они демонстрирует хорошую устойчивость к коррозии под напряжением, но не такую высокую, как ферритные марки. Они более жесткий, чем ферритные марки, но мягче, чем аустенитные марки.

МАРТЕНСИТНАЯ НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ

Этот тип нержавеющей стали состоит из высокого содержания углерода и низкого содержания хрома. Как и ферритные марки, она магнитная. Она плохо сваривается по сравнению с другими марками, но имеет более высокую прокаливаемость и может подвергаться термической обработке для улучшения свойств.

Мартенситная нержавеющая сталь обладает более низкой коррозионной стойкостью по сравнению с аустенитными и ферритными марками при одинаковом содержании хрома и сплавов.

НЕРЖАВЕЮЩИЕ СТАЛИ С ОСАДИТЕЛЬНОЙ ЗАКАЛКОЙ

Эта подгруппа обеспечивает сочетание аустенитных и мартенситных свойств. Упрочнение достигается добавлением одного или нескольких элементов, таких как алюминий, молибден, ниобий, титан и медь.

Он способен развивать высокую прочность на разрыв за счет термической обработки. Он содержит хром и никель в качестве легирующих элементов. Эти марки используются в высокоскоростных изделиях, таких как лопатки турбин.

МАРКИ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ:

Сегодня на рынке представлены сотни марок нержавеющей стали. Выбор правильной марки для вашего применения очень важен, поскольку их свойства могут сильно отличаться друг от друга.

Система AISI (Американский институт чугуна и стали) для обозначения нержавеющей стали до сих пор используется в промышленности. В системе нумерации используются трехзначные номера, начинающиеся с 2, 3 или 4.

200 СЕРИЯ

Эта серия используется для аустенитных марок, содержащих марганец. Эти хромомарганцевые стали имеют низкое содержание никеля (менее 5 процентов).

200 серия находят применение в:

Стиральных машинах;

Столовых приборах;

Оборудовании для еды и напитков;

Автомобильной промышленности;

Внутриквартирное оборудование и др.

300 СЕРИЯ

Эта серия используется для обозначения аустенитных нержавеющих сталей с углеродом, никелем и молибденом в качестве легирующих элементов. Добавление молибдена улучшает коррозионную стойкость в кислой среде, а никель улучшает пластичность.

AISI 304 и 316 - самые распространенные марки в этой серии. AISI 304 также широко известна как сталь 18/8, поскольку она содержит 18% хрома и 8% никеля.

 Горячие блюда в контейнерах из нержавеющей стали

Области применения нержавеющей стали серии 300 включают:

Пищевая промышленность и производство напитков;

Автомобильная промышленность;

Конструкции для критических сред;

Медицинские инструменты;

Ювелирные изделия и др.

400 СЕРИЯ

Ферритные и мартенситные сплавы образуют эту серию нержавеющей стали. Эти марки могут подвергаться термической обработке. Обеспечивает хорошее сочетание прочности и высокой износостойкости. Однако коррозионная стойкость ниже, чем у серии 300.

Области применения серии 400 включают:

Сельскохозяйственная техника;

Валы двигателя;

Детали газовых турбин и т. д.

КЛАССЫ SAE

В системе нумерации SAE для обозначения нержавеющей стали используется 1-буквенный + 5-значный числовой код UNS. Обычная марка AISI 304 имеет обозначение SAE S30400. Хотя у большинства марок есть обозначения, недавно разработанные эксклюзивные марки могут быть названы их владельцами и не иметь кода SAE.