Что прочнее нержавейка или сталь?

Посуда из нержавеющей стали: особенности выбора и ухода. Что тверже нержавейка или сталь

Латунь и нержавеющая сталь занимают прочные позиции в промышленных производствах и используются практически во всех сферах и отраслях. Для того, чтобы ответить на вопрос: что лучше — латунь или нержавеющая сталь (или, как ее еще называют — нержавейка), необходимо сначала подробно рассмотреть механические свойства, сильные и слабые стороны каждого материала по отдельности. Только сравнив наглядно и оценив все достоинства и недостатки, можно ответить на вопрос — что лучше: латунь или нержавеющая сталь.

ПОДРОБНЕЕ О НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Получить нержавейку можно путем усовершенствования обычной стали, в результате усиления ее свойств при помощи добавления примесей других металлов. Чаще всего в качестве таких усиливающих компонентов используют: медь, никель, хром, марганец, титан сера, кремний и некоторые другие. Несмотря на множество вариантов примесей, именно процентное содержание хрома является основополагающим и определяет наличие тех, или иных свойств нержавейки. Исходя из содержания хрома в составе, принято различать пять основных видов нержавеющей стали.

Аустенитные стали. Они содержат не менее 20% хрома и 4,5% никеля.

Дуплексные стали. В них содержание хрома достигает 25%, 1,5%никеля и незначительной примеси азота.

Ферритные стали. В их составе допускается до 29% хрома.

Мартенситные стали. В них содержание хрома незначительное, не более 13%, а никеля максимум 4%.

Многокомпонентные стали. Минимальное количество хрома и никеля и включают широкий спектр прочих примесей-усилителей.

Дак что же лучше: латунь или нержавеющая сталь? Давайте рассмотрим положительные свойства нержавеющей стали:

• Высокая устойчивость к агрессивным средам и условиям окружающей среды;
• Невосприимчивость к коррозийным разрушениям даже в местах повреждения целостности изделия;
• Хорошая устойчивость к повышенным температурам;
• Устойчивость к температурным перепадам;
• Эстетическая привлекательность;
• Экологическая безопасность;
• Возможность использования в медицине и пищевой промышленности ввиду полной безопасности для здоровья человека;
• Простота обработки;
• Способность выдерживать большие нагрузки не теряя при этом формы и своих качеств.

Маркировка нержавеющей стали — число указывающее на процентное содержание углерода; буквенные обозначения, дающие представление о том, какая именно примесь содержится в данном сплаве:Х-хром, Н-никель и т.д. После них идут цифровые обозначения процентного содержания примеси.

Аустенитные стали имеют свою, несколько отличающуюся от других типов маркировку:

• А1. Сталь с высоким содержанием серы. В связи с этим ее антикоррозийные свойства ниже чем у других марок.
• А2. Одна из самых популярных марок. Легко поддается разным видам обработки, в том числе сварке. Обладает хорошей холодоустойчивостью. Основным минусом является подверженность коррозиям при воздействии агрессивных кислотных сред.
• А3. Сходна по свойствам с предыдущей маркой стали, но благодаря большему содержанию усилителей, обладает большей прочностью и устойчива к кислым средам.
• А4. Содержит значительную примесь молибдена, благодаря чему имеет хорошую устойчивость к кислотам.
• А5. Имеет сходный состав с А4, но более устойчива к высоким температурным режимам.

Наиболее популярные марки:

ГОСТ 20Х13 (AISI 420, DIN 1.4021)

– нержавейка с мартенситной структурой, не поддается свариванию, не склонна к отпускной хрупкости, в процессе производства не образует внутренних дефектов. Используется для изготовления измерительного, режущего инструмента, пружин, рессор.

ГОСТ 12Х17 (AISI 430, DIN 1.4016)

– ферритная нержавеющая жаропрочная марка, не содержит в составе никеля. Характеризуется хорошей антикоррозийной сопротивляемостью в средне-агрессивных химических средах и высоких температурах.

ГОСТ 12Х18Н9 (AISI 304, DIN 1.4301)

– жаропрочный коррозионностойкий сплав, используемый в сварных конструкциях, контактирующих с агрессивными средами. Применяется для листовых деталей, сварной аппаратуры, теплообменников, аппаратов, работающих под давлением.

ГОСТ 08Х18H10 (AISI 304H, DIN 1.4948)

– аустенитный тип жаропрочного коррозионноустойчивого сплава, применяемый для производства трубного проката, узлов и агрегатов для химической и машиностроительной сферы, теплообменников, промышленных емкостей.

ГОСТ 03Х18H11 (AISI 304L, DIN 1.4306)

– хромоникелевая марка используется для производства оборудования, емкостей и трубопроводов для химической промышленности, в производстве азотной кислоты и других агрессивных веществ.

ГОСТ 08Х18H10Т (AISI 321, DIN 1.4541)

– нержавеющий жаростойкий и жаропрочный сплав, немагнитный, устойчивый к окислению и обладающий хорошей свариваемостью без предварительного нагрева. Используется в качестве пищевой и технической нержавейки для производства листового и трубного проката, сварной аппаратуры, изготовления емкостей, цистерн, резервуаров и оборудования в химической и нефтегазовой промышленности.

ГОСТ 03Х17H14М2, 03Х17H14М3, (AISI 316, 316S, 316L)

– незакаливаемая аустенитная марка, области применения – сварные детали, оборудование для целлюлозно-бумажной и химической промышленности, корпусы котлов, емкости и установки для угольной промышленности.

ГОСТ 08Х17H13М2Т (AISI 316Ti, DIN 1.4571)

– конструкционный жаростойкий жаропрочный нержавеющий сплав применяется для крепежных деталей и сварных конструкций в разных отраслях промышленности.

ГОСТ 20Х23H18 (AISI 310S, DIN 1.4845)

– жаропрочная и жароустойчивая аустенитная стальная нержавейка, применяемая для изготовления поковок, хомутов, камер сгорания, крепежных деталей и элементов котлов, б/ш труб, муфтелей.

При выборе нержавеющей стали следует учитывать условия эксплуатации металла, предполагаемую нагрузку, необходимые дополнительные свойства изделия. Если вы сомневаетесь, как правильно выбрать нержавеющую сталь, лучше обратиться к специалистам. Оставляйте заявку на сайте, и наши менеджеры дадут рекомендации по подбору оптимальных марок нержавеющих сплавов для заданных условий эксплуатации.

ПОДРОБНЕЕ О ЛАТУНИ

Латунь, в отличие от нержавеющей стали, получена в результате сплавления меди и цинка.

Принято различать два типа латуней:

• Двухкомпонентные. В соответствии с названием, состоят из двух составляющих-меди и цинка. Причем последний является основным связывающим компонентом и составляет обычно от 30 до 50%. Однако, марки с высоким содержанием цинка используются достаточно редко. Двухкомпонентные латуни имеющие в своем составе до 97 процентов меди, называют красными. Второе их название «томпак». Латунь с процентным содержанием меди не превышающим 35, называют желтой;
• Многокомпонентные. Сплавы, содержащие достаточно большое количество добавочных элементов. Чаще всего используются марганец, олово, никель, свинец и кремний.

К основным положительным свойствам латуни относят:

• Легкость в обработке и полировке;
• Привлекательный внешний вид;
• Простота томпака в сваривании с другими металлами;
• Достаточно высокие антифрикционные свойства.

Маркировка латуни производится в зависимости от типа сплава. Так, двухкомпонентные латуни маркируются буквенными и цифровыми обозначениями, где Л-обозначает материал, а последующие цифры говорят о процентном содержании меди. Многокомпонентные сплавы имеют более развернутую и сложную маркировку в связи с наличием сразу нескольких компонентов. В целом, суть остается такой же, как и у простой латуни.

Основные технические характеристики латуни:

• Легкость в обработке под давлением;
• Коррозийная устойчивость имеет средний уровень;
• Высокие температуры, агрессивные среды, воздействие сернистого газа увеличивают риск появления коррозии;
• При понижении температур повышается пластичность, при этом прочность не уменьшается;
• При воздействии температур от 200 до 600 градусов значительно увеличивается хрупкость.

Оцинкованная сталь

В просторечии «оцинковка» – это тот же плоский прокат в стандартизированной размерной сетке, но с улучшенной коррозийной защитой в виде тонкого слоя цинка на поверхности. Цинкование может быть одно- или двухсторонним. Оно создает препятствие для контакта металла с жидкостями и кислородом, а также обеспечивает устойчивость к механическим повреждениям. Оцинковка бывает перфорированной и гладкой, выпускается в рулонах.

Характеристики

Оцинкованная сталь производится с обрезной и необрезной кромкой. По типу покрытия подразделяется:

• чисто цинковый;
• может содержать в основе железо и цинк;
• цинкоалюминиевый.

Толщина листов колеблется от 0,4 до 2,0 мм в зависимости от толщины защитного слоя. Выпускается глубокой, весьма глубокой и нормальной вытяжки.

Сталь легко теряет свои антикоррозионные свойства при некачественном покрытии. Оно может быть с нормальной или уменьшенной разнотолщинностью. Двойная послойная защита – цинк и порошковая краска – гарантия долговечности стальной конструкции при гибке, вытяжке, штамповке листов.

Пользовательский спрос на оцинкованную сталь объясняется ее характеристиками и ценой. Равномерное гальванопокрытие обеспечивает качественный однородный защитный слой, но повышает себестоимость конечной продукции. В то же время непрерывное горячее оцинкование чуть хуже по качеству, но выигрывает в стоимости обработки. Для оцинковки характерна низкая электропроводимость.

ЧТО ЖЕ ЛУЧШЕ: ЛАТУНЬ ИЛИ НЕРЖАВЕЙКА

Рассмотрев подробнее технические характеристики нержавеющей стали и латуни, их отличия, становится понятным, что это абсолютно разные материалы. Скорее всего вряд ли получится однозначно ответить на вопрос: латунь или нержавейка — что лучше?

Каждый из двух сплавов обладает достаточным количеством положительных качеств и каждый хорош в своей сфере.

Так, нержавейка в отличие от латуни является более выносливым материалом, не боящимся термических и механических нагрузок, коррозийных повреждений и агрессивных сред. Но при этом стоит учитывать ее прочность, способную доставить некоторые трудности в процессе обработки, и будет задаваться логичный вопрос: чем режут металл такого типа?. В сравнении с нержавеющей сталью, латунь более пластичный и мягкий сплав. Устойчивостью к агрессивным условиям она явно уступает нержавейке. Однако, благодаря своей «мягкости», она легче принимает заданные параметры, может подлежать покрытию декорирующим слоем и даже сама по себе латунь способна стать отличным материалом для изготовления различных декоративных изделий, с высокой эстетической привлекательностью.

Таким образом, отвечая на вопрос: что лучше: латунь или нержавейка — прежде всего необходимо определить сферу использования и все дополнительные условия и в соответствии с возможностями самих материалов, выбрать оптимальный вариант. Помимо учета технических возможностей немаловажным аспектом может являться финансовая сторона.

Изделия, произведенные из нержавеющей стали, как правило, значительно дороже возможных аналоговых вариантов, изготовленных из латуни. Самым ярким примером может служить разница и соответствие цены-качества в линейке сантехнических изделий. Именно в этом направлении выбор между двумя сплавами актуален, пожалуй, чаще всего. Подводя итог, можно сказать, что при верном подходе к выбору любой из представленных материалов полностью удовлетворит запросы потребителя.

Сравнение металлов

Если сопоставлять нержавеющую сталь и чугун, то сравнение выйдет некорректным. Оба металла имеют разновидности, которые отличаются по своим эксплуатационным характеристикам. Однако присутствуют и общие свойства.

По сути, оба металла – это сплав железа и углерода, и главное отличие заключается в процентном содержании последнего. Если в нержавейке присутствует 1,5-2% углерода, то в чугуне – 2%. Именно эта незначительная разница и обуславливает различие в характеристиках металлов:

• Нержавейка обладает плотной структурой, которая придает прочность и пластичность материалу. Поэтому нержавеющую сталь обрабатывают различными способами – режут, сваривают или куют.
• Чугун, напротив, отличается рыхлой и пористой структурой, что обуславливает его отличную теплоемкость. Но этот материал не любит резких перепадов температур и лопается в подобных ситуациях. Отремонтировать чугунную вещь, которая повреждается в процессе эксплуатации в принципе невозможно, так как данный металл отливают. В итоге металлоизделие (или его деталь) придется заменить новым.

Что лучше: черняга, оцинковка или нержавейка?

Любой производитель рано или поздно сталкивается с выбором материала, оптимально подходящим под его требования и бюджет. В данной статье мы рассмотрим принципиальные отличия черной, оцинкованной и нержавеющей стали, их коррозийную стойкость (наиболее часто задаваемый вопрос) и дадим ориентировочную стоимость каждого вида металла.

Черная сталь

Черная сталь (разг. чермет, черняга) – это сплав железа с углеродом при содержании углерода до 2%, при доле углерода от 2% до 4,5% сплав считается чугуном. В зависимости от доли содержания углерода в сплаве сталь подразделяют на:
• Низкоуглеродистую (доля углерода менее 0,25 %)
• Углеродистую (доля углерода 0,25 – 0,6 %)
• Высокоуглеродистую (доля углерода более 0,6 %)

По способу получения проката черную сталь разделяют на горячекатанную и холоднокатанную. Главное их различие — температура обработки.

При изготовлении горячекатанной стали в основном используется низкосортная сталь, за счет чего ее стоимость дешевле холоднокатанной. Однако толщина горячекатанной стали в большинстве металлобаз варьируется от 3 мм до 160 мм.

Холоднокатанная сталь широко используется для металлоконструкций, требующих тонколистовой металл – от 0,4 мм до 3 мм, в некоторых металлобазах можно найти толщину листов до 5-6 мм. Холоднокатанная сталь считается более качественной по сравнению с горячекатанной, в связи с чем ее стоимость немного выше горячекатанной стали.

Зачастую черная сталь используется в машиностроении, строительстве и на промышленных производствах.

Оцинкованная сталь

Оцинкованная сталь (разг. оцинковка) – аналог черного металла, но с более высокой коррозийной стойкостью. Оцинкованные листы покрыты слоем цинка, который перекрывает доступ кислорода и воды к металлу и исключает возможность коррозийного разрушения металла.

Для создания цинковых прослоек существует несколько методов, наиболее эффективным из которых является метод горячего цинкования. При горячем цинковании рулонный лист стали протягивается через ванну с расплавом циносодержащего состава. Состав хорошо смачивает сталь и посредством диффузии глубоко проникает в наружные слои стали, становясь с ней единым целым. Внешние на оцинкованных листах могут быть видны узоры кристаллизации цинка, напоминающие «белую ржавчину».

Оцинкованный лист используется при изготовлении широкого ассортимента изделий: профнастил, профили, кронштейны, лотки, корпуса, вентиляционные каналы, кровельные доборы, водосточные изделия и многие другие.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь (разг. нержавейка) – легированная сталь, состоящая из железа и углерода с добавлением примеси хрома долей не менее 10,5%. Нержавеющая сталь устойчивая к коррозии в атмосфере и агрессивных средах. Помимо антикоррозийных свойств, нержавейка обладает высокой прочностью, хорошей обрабатываемостью, привлекательным и эстетичным внешним видом.

Немаловажным фактором является то, что при термическом воздействии или контакте с пищевыми продуктами нержавеющая сталь не образует вредных соединений, что выгодно отличает ее от оцинкованного металла. На сегодняшний день видов (марок) нержавеющей стали насчитывают более 250-ти, каждый из них обладает определенными характеристиками и может включать в свой химический состав помимо хрома другие легирующие добавки: никель, титан, молибден, ниобий, кобальт. Наиболее популярными марками нержавеющей стали считаются марки, относящиеся к 300-ым (содержат долю хрома 15 – 20 %) и 400-ым (содержат долю хрома 11 – 17 %) сериям.

300-ые серии нержавеющей стали отличаются высокой коррозийной сопротивляемостью. Нержавейка из этих серий немагнитны, хорошо подвергаются сварке, холодной и горячей деформации. Её часто называют «пищевой» в связи с ее широким применением в пищевой промышленности. 400-ые серии нержавеющей стали обладают меньшей коррозийной сопротивляемостью по сравнению с 300-ми сериями, зато такая нержавейка отлично гнется и подвергается сварочным работам. Её основная область применения – места с высокими температурными перепадами, различного рода декор зданий и нефтегазовая отрасль промышленности.

КОРРОЗИЙНАЯ СТОЙКОСТЬ, ЦЕНА, СРОК СЛУЖБЫ ЧЕРНЯГИ, ОЦИНКОВКИ, НЕРЖАВЕЙКИ

Восприимчивость различных видов металлов к коррозионному воздействию внешней среды определяется его химическим составом. Чем лучше химический состав и выше качество используемого сырья, тем дороже оно будет стоить.

1. КОРРОЗИЙНАЯ СТОЙКОСТЬ

Наиболее восприимчива к коррозии черная сталь. Если дополнительно ее не обработать и не покрыть защитным слоем, например, краской, она быстро проржавеет и будет непригодной к использованию. От качества покрытия черной стали также будет зависеть ее срок службы. Если сделать качественное покрытие, например, очистить металл, покрыть порошковой краской и запечь в полимеризационной печи, черняга сможет прослужить длительное время и незначительные повреждения ей могут быть не страшны. Однако, если качество покрытия будет сомнительным, например, как при покрытии баллончиковой краской, то при малейшем воздействии краска может сойти с металла и сталь войдет в реакцию с воздухом и/или водой, при этом ржавчина не заставит себя долго ждать.

Оцинкованная сталь, несмотря на покрытие цинком, также может быть подвержена коррозии. Чем качественнее будет покрытие – тем дольше прослужит оцинковка. Зачастую оцинкованную сталь покрывают порошковой краской, что служит двойной защитой для металла: первый слой – цинка, второй – краски.

Нержавеющая сталь разных марок имеет разную восприимчивость к коррозии. Из наиболее популярных марок 300-х и 400-х серий большей коррозийной стойкостью обладает нержавеющая сталь 300-х серий (например, AISI 304 12Х18Н10Т, ГОСТ 5632). Если предполагается использование металла в агрессивной среде, не стоит обольщаться на использование слова «нержавеющая» в названии марок, необходимо иметь представление о химическом составе металла и понимать его особенности.

По цене из перечисленных материалов наиболее дешевым вариантом будет черная сталь. Следующей по стоимости идет оцинкованная сталь и наиболее дорогим вариантом будет нержавеющая сталь.

В качестве примера приведем ориентировочную стоимость 1 кг каждого материала (по состоянию на сентябрь 2018 г.):
— черная сталь г/к – 46 р./кг
— черная сталь х/к – 50 р./кг
— оцинкованная сталь – 68 р./кг
— нержавеющая сталь 304 серии – 230 р./кг
— нержавеющая сталь 430 серии – 160 р./кг

Стоимость металла зависит от его химических свойств и характеристик, поэтому чем надежнее нужен материал – тем дороже он будет. Для оптимального подбора нужного сырья производитель должен иметь хорошее представление о том, в какой среде и каких условиях будет эксплуатироваться конструкция из выбранного материала, в противном случае есть риск преждевременного разрушения материала и, как следствие, самой конструкции.

3. СРОК СЛУЖБЫ

По сроку эксплуатации распределение металлов будет аналогичным ценовой градации. Менее износостойким из анализируемых видов металла является черная сталь. В необработанном состоянии (без дополнительного покрытия, покраски) черная сталь прослужит около 10 лет, в то время как оцинкованная сталь может прослужить до 25 лет при условии нанесения цинкового покрытия толщиной 60 мкм. Стоит заметить, что оцинкованная и черная стали неустойчивы к воздействию кислой среды, при взаимодействии с ней срок службы металла сокращается в разы. Нержавеющая сталь может прослужить до 50 лет, в добавок нержавеющий металл, легированный хромом, не реагирует на кислую среду.

Различия между сталью и нержавеющей сталью.

Сталь и нержавеющая сталь – это металлические сплавы. Они оба сделаны из комбинации двух или более металлов, чтобы получить определенные требуемые свойства, подходящие для различных функций или применений. Из-за этих свойств каждый металл хорош для конкретного применения. Знание того, какой тип материала имеет инструмент, оборудование или устройство, очень важно, поскольку он может помочь вам определить его пригодность в зависимости от того, какое использование вы хотите использовать.

Рассмотрим в статье различия между сталью и нержавеющей сталью.

Компания www.cvet-metall.com реализует на современном рынке оптово-розничные предложения цветного и нержавеющего металлопроката и услуги его механической, термической и химической обработки.

Сталь представляет собой комбинацию железа и углерода. Как правило, около полутора процентов углерода используется с железом, чтобы сделать прочный и ковкий металл, который мы называем сталью. Сталь относится к 1400 году до нашей эры и очень распространена в строительной отрасли. В настоящее время технологические достижения позволили изготовителям использовать другие металлы, такие как вольфрам, ванадий, марганец и хром, чтобы сделать сталь с широкими механическими преимуществами для конкретных применений в промышленности.

Кухонная техника из нержавеющей стали

Нержавеющая сталь представляет собой комбинацию железа и хрома. Хром образует от десяти до тридцати процентов нержавеющей стали. В большинстве случаев для достижения конкретных свойств нержавеющей стали добавляются другие элементы, такие как медь, алюминий, молибден, ниобий, титан, азот и никель. Нержавеющая сталь очень популярна из-за ее антикоррозийности. Он не окрашивается и не корродирует, что делает его очень подходящим для использования в средах с влажностью. Содержание хрома в нержавеющей стали является ответственным за его антикоррозионную активность. Он реагирует с кислородом с образованием оксидной пленки на поверхности металла, что делает его бесстрастным к коррозионной активности.

Сталь против нержавеющей стали

Самое основное отличие между сталью и нержавеющей сталью заключается в их составе. Сталь изготовлена из комбинации железа и углерода. Эта комбинация производит сильный и ковкий металл, который наиболее подходит в строительной отрасли и для изготовления тяжелого оборудования. Нержавеющая сталь, с другой стороны, изготовлена из комбинации хрома и железа. Полученный металл является антикоррозийным и устойчивым к ржавлению. Нержавеющая сталь легко изготавливается и имеет приятную эстетическую привлекательность. Эти свойства, в сочетании с тем, что он обладает гигиеническими свойствами, делают его распространенным при изготовлении хирургических инструментов, посуды, стационарных приборов, а также фармацевтических средств обработки.

Когда сталь подвергается воздействию воздуха, железо в нем реагирует с кислородом с образованием оксида железа (ржавчины). Напротив, нержавеющая сталь не ржавеет при воздействии воздуха. Хром, присутствующий в нержавеющей стали, реагирует с кислородом с образованием пленки оксида хрома на поверхности металла, которая действует как защитный слой против ржавления или коррозии.

Как нержавеющая сталь, так и сталь являются одними из самых популярных металлов в мире и составляют важную роль в создании некоторых из знаковых небоскребов мира и современных зданий. Развитие технологий привело к разработке вариантов стали и нержавеющей стали для удовлетворения конкретных требований применения.

Какая сталь прочнее: холоднокатаная, горячекатаная или нержавеющая?

Мне нужен стальной плоский пруток 1/4 «x 1 1/2» x 80 «. Я опущу детали того, для чего он мне нужен, потому что этот вопрос в основном спрашивает, какой состав дает более прочную сталь.

На сайте www.discountsteel.com представлен широкий ассортимент стальных стержней, но я не уверен, как читать оценки прочности на разрыв и твердости. Вот все продукты:

Если щелкнуть вкладку «Спецификации материала ASTM» в нижней части страниц и перейти к нижней части, вы увидите механические данные, по которым у меня возникнут следующие вопросы:

Прежде всего, что такое « минимальная прочность на растяжение»? Нержавеющая сталь 304 имеет минимум 75, но горячекатаный и холоднокатаный имеют диапазоны 58-80 и 55-70 соответственно. Почему у нержавеющей стали один номер, а у других — диапазоны? Почему это говорит минимум ? Означает ли большее число более прочную сталь?

Каков минимальный предел текучести?

Во-вторых, шкала твердости, которая использует шкалу Роквелла, которую я немного изучил. Рейтинг нержавеющей стали для 304 — 88, а для горячекатаного — B76. Для холоднокатаного проката его, кажется, разбивают на две части: горячекатаный — это B67-B80, а холоднокатаный — это B80-B90. Это смущает меня еще больше, потому что похоже, что сталь холоднокатаная горячекатаная? Почему рейтинг нержавеющей стали всего 88, в то время как остальные выглядят как диапазон и используют шкалу B? Нержавеющая сталь просто по умолчанию соответствует шкале, поскольку она просто представлена ​​необработанным числом?

ОК, несколько определений:

Предел текучести — это величина усилия, необходимая для того, чтобы вызвать деформацию стали, что означает постоянную деформацию (т.е. постоянное растяжение).

Прочность на растяжение («предел прочности») — это величина силы, необходимая для того, чтобы сталь фактически сломалась. Это будет равно или больше, чем предел текучести.

Минимум просто означает, что сталь будет по крайней мере настолько прочной.

Твердость — это показатель стойкости стали к царапинам и вмятинам. Для структурного использования это, вероятно, не важно, но будет важно, если вы ищете долговечную отделку, например, столешницу верстака или опору инструмента.

Жесткость (вы не спрашивали об этом, но это другой взгляд на прочность материала) — это показатель того, насколько сильно что-то отклоняется, когда вы прикладываете к нему силу. Стальные сплавы, как правило, очень похожи в этом отношении.

Как видите, у «сильнейшего» нет конкретного определения, оно зависит от того, что вы ищете.

Вот аналогия для разницы между пределом текучести и пределом прочности: представьте, что у вас есть пружина. Вы немного потянете его, и когда отпустите, он вернется к своей первоначальной форме. Это «упругая деформация», и никаких повреждений не было. Теперь вы сильно напрягаете пружину, и она больше не возвращается к своей первоначальной форме. Материал уступил и у вас «пластическая деформация». Это может или не может рассматриваться как «сбой», в зависимости от приложения. Теперь потяните очень сильно и весенние каникулы. Это высшая сила. Очевидно, что весна провалилась сейчас.

Что касается диапазонов: «сталь» — это неспецифическое название для нескольких сплавов, и оно может быть сделано в нескольких классах, отсюда и диапазоны, которые вы нашли. Материал обычно обозначается номером сплава. «Холоднокатаная» и «горячекатаная» — это методы формирования стали, которые ничего не говорят о прочности.

Я должен также указать, что все эти свойства, которые я упомянул, относятся к самому стальному материалу. Если вы хотите знать поведение фактического куска стали, вам нужно знать как его материал, так и его форму.

Вся сталь имеет модуль Юнга 200 ГПа (29 000 тыс.фунтов / кв.дюйм) (это наклон прямой части графика). Предельная сила составляет от 300 до 400 МПа (взгляд графика), а выход обычно составляет около 200 МПа (где прямая становится изогнутой).

В тестовой машине вы можете растянуть и сжать стальной стержень вверх и вниз по этой прямой части графика навсегда (ну, усталость наступит). Но как только вы попадете в изогнутую часть, разгрузка пойдет по другому пути (см. Пунктирную линию).

Для структурных целей предел текучести является ограничивающим фактором. Другими словами, вы хотите, чтобы ваш дизайн был полностью ограничен эластичной (прямой) областью диаграммы Напряжение / Напряжение. Если вы идете в пластиковую область, вы постоянно деформируете материал. (Хотя авиаконструкторы хорошо разбираются в пластиковом регионе по соображениям веса).

Единственная причина, по которой стоит купить нержавеющую сталь, заключается в том, что вам нужно свойство нержавеющей стали (т.е. отделочные работы). Это слишком дорого. Для большинства целей достаточно нормальных мер защиты от ржавчины (таких как надлежащее покрытие и обслуживание краски или даже хромирование готовых поверхностей). Нержавеющая сталь имеет более низкий модуль Юнга и будет деформироваться больше при низких нагрузках. Тем не менее, эта «растягиваемость» делает его намного жестче (но не сильнее!). Подумайте о том, чтобы привязать сухую веточку к зеленой.

Твердость не имеет значения для структурных целей. Это становится фактором в производстве инструмента и конструкции станка, но не для простых нагрузок.

Сначала нам нужно определить деформацию как (длина деформации) / (исходная длина). Это безразмерная величина, но вы можете использовать мм / мм или в / в, если хотите так думать. Вы также можете думать об этом как% stretch / 100 (то есть измеряется как PerUnit, а не PerCent — основание 1, а не 100)

Теперь мы определяем напряжение как приложенную силу по площади поперечного сечения. Думаю об этом. Чем больше сила, тем больше растяжка. Чем толще планка, тем больше сопротивление растяжению. Таким образом, стресс является комбинацией этих двух факторов.

Уравнением деформации является Напряжение = E * Напряжение, где E — Модуль Юнга, или Модуль упругости. Он имеет единицы давления — обычно выражается в ГПа (кн / мм ^ 2) или в кпи (фунт-фунт-сила на квадратный дюйм).

Таким образом, длина провода 1 мм ^ 2 удвоится, если он нагружен силой 200 кН — на самом деле он будет значительно раньше.

Это сложно, и нам нужно выяснить второй момент площади поперечного сечения. Для прямоугольника это I = bh ^ 3/12, где b — горизонтальное измерение, а h — вертикальное измерение. Это предполагает, что нагрузка вниз. Если вы загружаете горизонтально, определите вертикальное и горизонтальное с точки зрения направления силы.

Теперь нам нужно построить функцию загрузки. Это математическая функция, которая определяет силу в каждой точке балки.

Интегрируйте эту функцию. Результатом является функция сдвига.

Интегрируйте это снова. Результатом является функция изгибающего момента.

Умножьте его на 1 / EI (модуль Юнга * Момент инерции). Этот коэффициент учитывает свойство материала и свойство геометрической формы.

Интегрируйте это снова. Результатом является функция угла отклонения (в радианах)

Интегрируйте это снова. Результатом является абсолютная функция отклонения. Теперь вы можете подключить x (расстояние от источника) и получить отклонение в любых единицах измерения, с которыми вы работали.

Чем отличается углеродистая сталь от нержавеющей

Содержание

Назначение нержавеющих сталей

Коррозионностойкая сталь – сплав, устойчивый к появлению коррозии. Содержание хрома в химическом составе – 10,5-11%. Соединяясь с кислородом, компонент образует оксидную пленку. Получив небольшие механические повреждения, защитный барьер способен восстанавливаться.

Большая часть сплава состоит из железа. Добавка углерода до 1,2% обеспечивает прочность на растяжение. Чтобы получить другие полезные свойства, добавляют легирующие добавки: титан, фосфор, молибден, серу, никель, ниобий, кобальт. Одна из часто применяемых марок нержавейки – 12х18н10т.

К минусам нержавеющей стали относят высокую стоимость, плохую податливость к механической обработке. К плюсам – следующее:

• стойкость к коррозионным поражениям;
• высокая прочность, устойчивость к нагрузкам;
• хорошая свариваемость;
• срок эксплуатации – 20-50 лет;
• сохранения свойств;
• стойкость к агрессивным средам;
• привлекательный вид – не нуждается в покраске.

Перечисленные характеристики обеспечивают использование нержавеющих сталей в самых разных областях. Из материала производят трубопроводную арматуру, столовые приборы, автомобили, самолеты, космические корабли, медицинские инструменты и др. Среди сфер применения:

• машиностроение;
• химическая, целлюлозно-бумажная, пищевая промышленность;
• архитектура;
• электроэнергетика;
• авиастроение;
• медицина и здравоохранение.

Детали трубопровода из нержавеющей стали

Применение углеродистых сталей

На механические свойства углеродистых сталей влияет процентное содержание углерода. По этому показателю выделяют типы углеродистой стали:

• низкоуглеродистую – содержание углерода до 0,25%;
• среднеуглеродистую – 0,3-0,6%;
• высокоуглеродистую – 0,6-2%.

Количество других элементов (марганца, магния, кремния и т.д.) в сплавах ограничено. Легирующие составляющие отсутствуют.

Главный недостаток материала – подверженность ржавлению при контакте с воздухом и влагой. При этом из углеродистой стали производят детали трубопроводов и запорную арматуру. Помимо этого, более мелкие изделия: гвозди, проволоку, винты, шестерни, маховые колеса, коленчатые валы, сверла, кузнечные инструменты и т.д.

Сферы применения сплавов регламентируют нормативные документы. Стали обыкновенного качества – ГОСТ 380-85; конструкционные – ГОСТ 380-88; инструментальные – ГОСТ`ы 1435-54 и 5952-51.

В производстве востребована марка ст. 20, высококачественная конструкционная. Ее используют в строительстве и машиностроении, при возведении трубопроводных систем.

• низкая цена;
• хорошая свариваемость;
• податливость холодной и горячей обработке;
• устойчивость к высоким температурам.

Что лучше: углеродистая или нержавеющая сталь?

Нержавеющую сталь применяют:

• в энергетике, химической промышленности при работе с агрессивными средами;
• в медицине, авиастроении, где требуется долговечность и повышенная прочность инструментов;
• в строительстве и других сферах, где важную роль играет вид деталей.

Углеродистая сталь необходима там:

• где требуется много прочного материала – например, при строительстве трубопроводов;
• где нет потребности в улучшенных свойствах металла – в частности, в производстве мелких деталей механизмов и инструментов.

Рассмотренные виды стали нельзя ставить в один ряд. Материалы подбирают, отталкиваясь от бюджета проекта и области применения.