Коррозионностойкая сталь что это такое?

Коррозионностойкая сталь. Марки стали: ГОСТ. Нержавеющая сталь — цена

Ежегодно из-за коррозии пропадает очень много металла. Однако ещё больший ущерб наносит выход из строя металлических изделий в результате коррозионного воздействия. Затраты, необходимые для замены деталей либо текущего ремонта приборов, автомобилей, морских и речных судов, аппаратуры, применяемой в химическом производстве, во много раз превышают стоимость материала, пошедшего на их изготовление.

Значительными бывают и потери косвенные. К таковым можно отнести, например, утечку газа или нефти из поврежденных коррозией трубопроводов, порчу продуктов питания, разрушение строительных конструкций и многое другое. Поэтому борьба с коррозией металла имеет первостепенное значение.

Почему происходит разрушение металлических материалов?

Прежде чем перейти к вопросу о том, что такое коррозионностойкая сталь, давайте разберемся с понятием коррозии и сутью данного процесса.

В переводе с латинского corroder – разъедание. Медленное самопроизвольное разрушение металлов и сплавов на их основе, происходящее под химическим воздействием окружающей среды, именуется коррозией. Причиной такого разрушения является химическое взаимодействие (окислительно-восстановительные реакции) металлических материалов с газообразной либо жидкой средой, в которой они находятся.

Что такое коррозионностойкие стали и сплавы?

Изделия из нержавеющей и жаропрочной стали либо их сплавов предназначены для работы в агрессивных средах при высоких или обычных температурах. Поэтому основное требование, предъявляемое к материалам этой группы – жаростойкость (сопротивление воздействию газовой среды либо пара высоких температур) или коррозионная стойкость (наличие способности эффективно противостоять воздействию агрессивных факторов при обычной температуре).

Коррозионная стойкость свойственна металлическим изделиям, на поверхности которых в агрессивной среде образуется прочная пассивирующая пленка, препятствующая проникновению в более глубокие слои металла и взаимодействию с ними агрессивного вещества.

Иными словами, коррозионностойкая сталь – это сталь, обладающая стойкостью к воздействию межкристаллитной, химической, электрохимической и иной коррозии.

Химический состав

Свойства металла определяются его химическим составом. При содержании хрома 12-13 % сталь становится нержавеющей, то есть устойчивой в атмосфере и химических средах. Увеличение содержания хрома до 28-30 % делает её устойчивой в агрессивных средах.

В число других элементов, применяемых для легирования, входят марганец, алюминий, титан, никель. Наиболее широкое применение получили сплавы, в составе которых среднее содержание никеля составляет 10 %, хрома — 18 %, углерода — от 0,08 или 0,12 %, титана — 1 % (12Х18Н10Т – сталь коррозионностойкая, ГОСТ 5632).

Классификация по типу микроструктуры: аустенитный класс нержавеющей стали

Сопротивляемость этого класса коррозионному воздействию увеличивается за счет элементов легирования никеля (от 5 до 15 %) и хрома (от 15 до 20 %). Аустенитные сплавы нечувствительны к межкристаллитной коррозии при условии, что содержание в них углерода будет меньшим, чем предел его растворимости в аустените (0,02-0,03 % и менее). Немагнитны, хорошо подвергаются сварке, холодной и горячей деформации. Обладают отличной технологичностью. Это лучшая сталь для изготовления элементов крепежа, сварных конструкций и применения в различных отраслях промышленности.

Мартенситный класс

Нержавеющие стали, входящие в мартенситный класс, могут быть магнитными и имеют более высокие — в сравнении с аустенитными — показатели максимальной твердости. Упрочнение достигается путем закалки и отпуска. Хорошо подходят для производства изделий, предназначенных для использования в средах средней и слабой интенсивности (например, ряда изделий пищевой промышленности или производства лезвий для бритвенных приборов).

Ферритный класс

При высокой коррозионной стойкости свойства этих марок сходны с низкоуглеродистой сталью. Среднее содержание хрома составляет 11-17 %. Используются в производстве бытовой техники, элементов архитектурного декора интерьера, кухонной утвари.

Аустенитно-ферритный класс

Коррозионностойкие нержавеющие стали данного класса отличаются сниженным содержанием никеля и высоким показателем содержания хрома (от 21 до 28 %). В качестве дополнительных легирующих элементов выступают ниобий, титан, медь. После проведения термической обработки соотношение феррита и аустенита — примерно один к одному.

По прочности аустенитно-ферритные стали превышают аустенитные в два раза. При этом они пластичны, хорошо противостоят ударным нагрузкам, имеют низкий уровень коррозионного растрескивания и высокую устойчивость к межкристаллитной коррозии. Рекомендованы для использования в строительстве, обрабатывающей промышленности, для изготовления изделий, которые будут контактировать с морской водой.

Аустенитно-мартенситный класс

Содержание хрома от 12 до 18 %, никеля — от 3,7 до 7,5 %. Дополнительные элементы – хром и алюминий. Упрочняются путем закалки (t > 975 °С) и последующего отпуска (t = 450-500 °С). Аустенитно-мартенситные нержавеющие стали хорошо свариваются и имеют высокие механические свойства.

Нержавеющая сталь: цена (факторы, влияющие на формирование)

В состав устойчивых к коррозии металлов входят дорогостоящие легирующие элементы, такие как хром, никель, титан, молибден. Их стоимость является определяющей при ценообразовании. Поскольку другие марки (углеродистые, конструкционные, шарикоподшипниковые, инструментальные и т. д.) содержат перечисленные элементы в гораздо меньших количествах, то в сравнении с ними стоимость коррозионностойких сталей всегда более высокая. Однако цена может меняться в зависимости от конъюнктуры рынка и затрат, требуемых на производство нержавейки.

Механические свойства

Марки коррозионностойких сталей должны иметь механические свойства, отвечающие требованиям установленных стандартов на изготовление. К ним относятся:

• максимальная твердость по шкале Бринеля (HB);
• относительное удлинение (%);
• предел текучести (H/мм 2 );
• сопротивление на разрыв (H/мм 2 ).

После производства каждая партия (плавка) товарной продукции проверяется на соответствие механических свойств и микроструктуры марки стали ГОСТу. Результаты лабораторного исследования образцов указываются в сертификате на изготовление.

Система обозначений марок стали

В различных странах мира выпускается обширный сортамент сплавов и сталей. При этом пока не существует единой международной системы их маркировки.

В Соединенных Штатах Америки действует сразу несколько систем обозначения. Такое положение, обусловленное наличием большого числа организаций по стандартизации (AJS, ANSI, ACJ, SAE, AWS, ASTM, ASME), создает определенные трудности для партнеров, контрагентов и заказчиков металлопродукции американских производителей из других стран.

В Японии стали маркируются буквами и цифрами, указывающим на их группу (низколегированные, высоколегированные, сплавы специального назначения, среднелегированные, качественные, высококачественные и др.), порядковый номер в ней и свойства металла.

В странах Европейского Союза обозначения регламентирует стандарт EN 100 27, определяющий порядок, согласно которому присваивается наименование и порядковый номер.

В Российской Федерации действует разработанная во времена Советского Союза буквенно-цифровая система, в соответствии с которой и обозначаются марки стали. ГОСТ предписывает указывать каждый легирующий химический элемент, входящий в состав металла, прописной русской буквой.

Для марганца это Г, кремния – С, хрома – Х, никеля – Н, молибдена – М, вольфрама – В, ванадия – Ф, титана – Т, алюминия – Ю, ниобия – Б, кобальта – К, циркония – Ц, бора – Р.

Цифры, следующие за буквой, указывают содержание легирующих элементов в процентах. Если в составе стали содержится меньше 1 % легирующего элемента, то цифра не проставляется, при содержании от 1 до 2 % после буквы ставят 1. Указанное в начале марки двузначное число необходимо для обозначения среднего содержания углерода в сотых долях процента в пределах марочного состава.

Сортамент продукции, выпускаемой из нержавейки

Коррозионностойкая сталь используется для производства следующей продукции:

• термически обработанных травленых и полированных листов;
• термически обработанных нетравленых листов;
• термически необработанных и нетравленых листов;
• тепло-, холодно- и горячедеформированных бесшовных труб;
• стальных горячекатаных полос общего назначения;
• калиброванных шестигранников;
• кругов нержавеющих;
• проволоки нержавеющей (термически обработанной и холоднотянутой);
• отливок со специальными свойствами;
• поковок;
• иных видов, на которые разработаны ГОСТы и технические указания (ТУ).

Область применения

Являясь одним из лучших образцов прочности, эстетичности, стойкости к воздействию разрушительной силы коррозии и высоких температур, пригодности к вторичному использованию и долговечности эксплуатации, обладая отвечающим всем санитарно-гигиеническим требованиям отличным качеством обработки поверхности, коррозионностойкая сталь широко применяется практически во всех сферах хозяйственно-экономической деятельности.

Нержавейка пользуется высоким спросом в нефтехимической, химической, целлюлозно-бумажной, пищевой промышленности, в строительной отрасли, электроэнергетике, судостроении и транспортном машиностроении, в сферах приборостроения и охраны окружающей среды.

Эффективность и долговечность изделий, изготовленных из нержавеющей стали, определяется правильным выбором её класса и марки, пониманием физико-химических свойств и строения микроструктуры. Используя металлы, устойчивые к разрушительному воздействию коррозии, в точном соответствии с их свойствами, мы получаем возможность воспользоваться всеми неоспоримыми преимуществами современных технологий.

Нержавеющая сталь: состав, свойства, марки, маркировка

Высокая популярность такого материала, как нержавеющая сталь, объясняется ее уникальными характеристиками, которыми не обладают обычные углеродистые стальные сплавы. Благодаря большому разнообразию марок нержавеющих сталей, представленных на современном рынке, их можно подбирать для успешного решения технологических задач различного характера.

Внешний вид сооружений из нержавеющей стали не изменяется на протяжении всего срока эксплуатации

В чем состоит уникальность нержавеющих сталей

Нержавеющая сталь была запатентована в Англии в 1913 году. Автором данного изобретения, которое, без преувеличения, стало важнейшим этапом развития не только сталелитейной, но и других отраслей промышленности, является металлург Гарри Бреарли.

Наделить обычные стальные сплавы уникальными характеристиками и получить из них коррозионностойкие стали позволило добавление в их химический состав такого элемента, как хром.

Именно хром, которого в составе нержавеющих стальных сплавов должно быть не менее 10,5%, обеспечивает данным материалам такие характеристики, как:

• исключительно высокая устойчивость к коррозии;
• очень высокая прочность;
• хорошая свариваемость;
• простота обработки методами холодной деформации;
• длительный эксплуатационный срок без потери первоначальных характеристик;
• эстетически привлекательный внешний вид изделий, изготовленных из сплавов данной категории.

Влияние легирующих элементов на свойства сталей

Нержавеющие стали в обязательном порядке содержат в своем химическом составе хром и железо. Эти элементы дополняют друг друга, что и обеспечивает данным материалам такие уникальные характеристики. В частности, хром, соединяясь с кислородом, создает на поверхности нержавеющего сплава оксидную пленку, которая и становится надежным препятствием для коррозионных процессов.

Для того чтобы наделить нержавеющую сталь дополнительными характеристиками и значительно улучшить уже имеющиеся свойства, в ее химический состав вводят легирующие добавки – никель, титан, молибден, ниобий, кобальт и др. Такое легирование позволяет создавать различные виды стальных сплавов нержавеющей категории, отличающиеся друг от друга своими характеристиками и, соответственно, назначением.

Мы уже так привыкли к коррозиооностойкой стали, что даже не замечаем, насколько наша жизнь стала комфортнее из-за присутствия в ней нержавейки

Нержавеющая сталь содержит в своем химическом составе углерод, который придает ей высокую твердость и прочность. Следует отметить, что данный химический элемент является обязательным компонентом любого стального сплава и оказывает серьезное влияние на его свойства.

Уникальные характеристики, которыми отличается нержавеющая сталь, позволяют успешно использовать данный металл в самых различных сферах, связанных с эксплуатацией изделий и оборудования в условиях повышенной влажности и постоянного воздействия на них агрессивных сред. Активно используются нержавеющие стали для производства изделий как промышленного, так и бытового назначения. В частности, именно из этого металла чаще всего делают столовые приборы и ножи, изготавливают элементы коммуникаций и ограждающих конструкций, детали оборудования и др.

Методы классификации

Характеристики, которыми обладают нержавеющие стали, определяются как химическим составом сплавов, так особенностями их внутренней структуры. В зависимости от данных параметров все стали, относящиеся к категории нержавеющих, делятся на четыре группы.

В химическом составе сталей данной группы хром содержится в объеме 20% (поэтому их и называют хромистыми). Благодаря значительному содержанию хрома изделия из таких сталей способны успешно противостоять воздействию даже очень агрессивных сред. Стальные сплавы данной группы отличаются хорошими магнитными характеристиками.

Химический состав и механические свойства сталей ферритного класса

Крупными потребителями ферритных сталей являются предприятия тяжелой и химической промышленности, из нержавеющих сплавов этого вида производят элементы отопительного оборудования, а также многое другое. Сплавы ферритной группы занимают достаточно большую долю рынка нержавеющих сталей и по уровню своей востребованности лишь незначительно уступают материалам с аустенитной внутренней структурой, но стоят значительно дешевле последних.

Это нержавеющие стали, значительная доля химического состава которых (до 33%) приходится на хром и никель. Потребители отдают предпочтение этим сплавам из-за того, что такие материалы отличаются высокой прочностью и исключительной устойчивостью к коррозии.

Химический состав и сферы применения жаропрочных аустенитных нержавеющих сталей (нажмите для увеличения)

Благодаря особенностям внутренней структуры такие сплавы отличаются самой высокой прочностью среди сталей. Кроме того, они характеризуются хорошей износоустойчивостью и минимальным количеством вредных примесей в своем составе. Именно к этой категории относится жаропрочная коррозионностойкая сталь, способная не только успешно противостоять окислительным процессам, но и эксплуатироваться в условиях постоянного воздействия высоких температур, не утрачивая при этом своих первоначальных свойств.

Содержание химических элементов в мартенситных и ферритно-мартенситных сталях (нажмите для увеличения)

Сюда относятся стали с внутренней структурой комбинированного типа: аустенитно-ферритной и аустенитно-мартенситной. Такие инновационные материалы оптимально сочетают в себе лучшие свойства всех вышеперечисленных видов нержавеющих сталей.

Химические составы коррозионностойких сталей аустенитно-мартенситного класса

Владение информацией о том, к какой из групп относится та или иная марка нержавеющей стали, позволяет оптимально подбирать сплавы для решения определенных технологических задач.

Наиболее популярные марки и сферы их применения

Чтобы правильно подобрать нержавеющую сталь для изготовления продукции определенного назначения, можно воспользоваться специальными справочниками, в которых перечислены как все марки такого материала, так их основные характеристики. Между тем в каждой из таких групп есть наиболее популярные марки, которые чаще всего и выбирает потребитель. Перечислим их.

• 10Х17Н13М2Т и 10Х17Н13М3Т – стали, которые отличаются хорошей свариваемостью и отличной устойчивостью к коррозии. Благодаря таким свойствам нержавеющие стальные сплавы данных марок успешно используют для производства изделий, которые в процессе своей эксплуатации постоянно подвергаются воздействию высокой температуры и агрессивных сред. Свойства сталей данных марок формируются за счет наличия в их химическом составе следующих элементов: хрома (16–18%), молибдена (2–3%), никеля (12–14%), углерода (0,1%), кремния (0,8%), меди (0,3%), серы (0,02%), фосфора (0,035%), марганца (2%), титана (0,7%). Если существует необходимость в выборе нержавеющих сталей данных марок, то следует иметь в виду, что на отечественном рынке можно приобрести и их зарубежные аналоги, а именно: SUS316Ti (Япония), 316Ti (США), OCr18Ni12Mo2Ti (Китай), Z6CNDN17-12 (Франция).
• 08Х18Н9 и 08Х18Н10 – нержавеющие стальные сплавы, из которых делают трубы как круглого, так и любого другого сечения. Используют эти материалы для производства различных конструкций, эксплуатируемых в машиностроительной и химической промышленности, а также для производства элементов трубопроводов и печных устройств. В химическом составе сталей данных марок содержатся следующие элементы: хром (17–19%), углерод (0,8%), титан (0,5%), никель (8–10%).
• 10Х23Н18 – сталь этой марки характеризуется высоким содержанием никеля (17–20%) и хрома (22–25%), а также марганца (2%) и кремния (1%) в своем составе. Такое сочетание элементов наделяет сплав требуемыми характеристиками и формирует повышенную склонность к отпускной хрупкости. Следует отметить, что сплав данной марки относится к нержавеющим сталям жаропрочной категории.
• 08Х18Н10Т – нержавеющий сплав данной марки отличается высокой устойчивостью к процессам окисления, а также хорошей свариваемостью, причем для получения качественного соединения по данной технологии изделия можно не подвергать предварительному нагреву, а также не выполнять их термическую обработку после сварки. Чтобы улучшить прочностные характеристики изделий, изготовленных из такой стали, их необходимо подвергнуть закалке, что оговорено в соответствующем нормативном документе.
• 06ХН28МДТ – сплав данной марки оптимально подходит для создания сварных конструкций, которые будут в дальнейшем эксплуатироваться в агрессивных средах. В химическом составе этой стали содержатся следующие элементы: хром (22–25%), никель (26–29%), медь (2,5–3,5%).
• 12Х18Н10Т – изделия, изготовленные из стали данной марки, преимущественно используются для оснащения предприятий химической, целлюлозно-бумажной, строительной, пищевой и топливной отраслей. Этот металл отличается термической стойкостью, хорошей ударной вязкостью и практичностью использования.
• 12Х13, 20Х13, 30Х13 и 40Х13 – нержавеющие стальные сплавы данных марок практически не поддаются свариванию, но есть у них и положительные свойства. Последние заключаются в том, что эти стали не имеют склонности к отпускной хрупкости, а их внутренняя структура не поражается дефектами, которые на профессиональном языке называются флокенами. Из нержавеющих сталей данных марок изготавливают режущий и измерительный инструмент, а также рессоры и пружины различного назначения.
• 08Х13, 08Х17, 08Х18Т1 – это нержавеющие стальные сплавы ферритной группы, из которых производят изделия, не испытывающие в процессе своей эксплуатации ударные нагрузки, а также воздействие низких температур.

Виды поверхностей нержавеющей стали

Как расшифровать маркировку

Маркировка нержавеющих сталей, правила формирования которой оговариваются положениями нормативных документов, несет в себе следующую информацию:

• число, стоящее на первом месте, указывает на количественное содержание в составе сплава такого химического элемента, как углерод (например, в стали марки 08Х17 углерод содержится в количестве 0,08%, а в 40Х13 – 0,4%);
• после букв в маркировке, каждая из которых обозначает соответствующий химический элемент (Х – хром, Н – никель, М – марганец), проставляются цифры, указывающие на его содержание в целых процентах.

Пример расшифровки обозначения нержавеющей стали

В целом, если говорить о правилах маркировки стальных сплавов, относящихся к категории нержавеющих, они практически ничем не отличаются от тех, которые приняты для обозначения сталей любого другого типа.

Что такое коррозионностойкая сталь и в чем преимущества таких стальных листов

Admin1 08.02.2018 Строительство Комментарии к записи Что такое коррозионностойкая сталь и в чем преимущества таких стальных листов отключены 2,538 Views

Коррозионностойкая сталь – это разновидность сплава, который способен противостоять всевозможной степени электрохимического варианта коррозийного процесса. Она может сопротивляться такой разновидности коррозии в связи с тем, что здесь имеется довольно плотная и весьма прочнейшая защитная пленка. Она препятствует возникновению непосредственного взаимодействия материала с самой агрессивной средой.

Коррозионностойкая сталь: что это такое?

Коррозионностойкие стали и сплавы – это специальный материал, обладающий защитной пленкой. Этого удается достичь за счет присутствия в них определенного вида веществ. Они увеличивают электрохимический потенциал. В современное время все разновидности такой стали можно разделить на отдельные группы, куда первоначально стоит отнести:

• Хромоникелевые варианты.
• Хромистую сталь.

Последний вариант представляется под видом сплава, где содержится до 27 процентов хрома. В ситуации, когда там имеется только 13 процентов этого элемента, тогда процентное содержание самого углевода может находиться в пределах 0,08-0,4%. Структура и основные характеристики сплава напрямую зависят именно от процентного содержания данных элементов. С учетом структуры отличаются и наиболее разнообразные классы. Нержавеющие листы со слишком низким показателем содержания углевода характеризуются присутствием следующих особенностей:

1. Отличные показатели пластичности.
2. Прекрасный уровень свариваемости.
3. Возможность легкой обработки давлением.

Под видом термической обработки сплава может выступать и такая процедура, как закалка в масле. В любой ситуации такой материал великолепно подходит для изготовления деталей, часто подвергающихся всевозможному варианту ударных нагрузок, а также воздействию со стороны слабоагрессивной среды. Изделия, производящиеся из малоуглеродистых металлов, способны в течение длительного периода времени функционировать даже при температурном режиме, находящем в районе 450 градусов. К примеру, сюда стоит отнести такие виды продукции, как турбины и лопатки. А при температуре до 550 градусов изделие будет работать в течение короткого периода времени.

Среднеуглеродистая сталь характеризуется присутствием следующих неоспоримых характеристик:

• Отличные показатели твердости.
• Высочайший уровень прочности.

Термическая обработка подобной разновидности материала основывается на осуществлении такой процедуры, как закалка в масле. Она производится при температуре до 1050 градусов и применяется для производства пружин, хирургического инструмента, а также карбюраторных игл.

Высокохромистая разновидность стали характеризуется наличием высочайшего уровня устойчивости к коррозии, если брать в сравнении с вариантом, где содержится всего 13 процентов хрома. Такая разновидность марки не подвергается термической обработке и чаще всего применяется под видом окалиностойкого варианта – подробнее узнать точные характеристики и выбрать подходящие листы стальные https://sortmet.ru/katalog/listovoj-prokat/ .

Дополнительно в зависимости от собственной структуры нержавейку можно разделить и на следующие виды: аустенитно-мартенситные, аустенитные, а также аустенитно-ферритные.При этом сама структура в данной ситуации напрямую зависит от такого показателя, как содержание там хрома, никеля и остальных элементов. Состав, где присутствует до 10 процентов никеля, а содержание хрома находится на уровне 18 процентов, характеризуется присутствием следующих особенностей:

• Высочайший уровень пластичности.
• Устойчивость к коррозии даже в кислой среде.
• Отличные показатели технологических характеристик.

Что еще необходимо знать о коррозионностойкой стали?

Сталь этого вида представляется в качестве металлического сплава, обладающего увеличенными показателями устойчивости к возникновению коррозии в разнообразных атмосферных, а также климатических условиях. Сюда стоит отнести не только щелочи и кислоты, но и пресную, а также соленую воду.

Существуют различные классы такой стали, при разделении которых учитываются структурные характеристики. Дополнительно детальную классификацию подобного рода принято считать конечной и условной структурой. Она получается за счет медленного охлаждения в результате сильнейшего нагрева металла. Вся процедура выполняется в пределах производственной площади.

Главным химическим элементом в данной ситуации выступает именно хром. Благодаря ему и достигается отличный уровень антикоррозийной устойчивости. Элемент этого вида сам обладает высочайшими показателями такой характеристики. За счет него возможно образование специальной защитной пленки. Она формируется непосредственно на самой поверхности материала, и считается главным вариантом обеспечения защиты. Другими словами, чем больше в сплаве окажется такого элемента, как хром, тем более высоким уровнем противодействия коррозии будет обладать само изделие. Кстати, этого можно достичь вне зависимости от разновидности имеющейся среды.

Таким образом, отвечая на вопрос, что такое коррозионностойкая сталь, первоначально необходимо отметить, что она обладает прекрасными показателями противостояния к возникновению коррозии, даже при присутствии слишком агрессивных условий.

Нержавеющая сталь — марки, виды и характеристики

Нержавеющие (коррозионностойкие) стали – сплавы на основе железа и углерода, содержащие, помимо основных компонентов и стандартных примесей, легирующие элементы. Основной добавкой является хром (Cr), которого в коррозионностойком сплаве должно быть не менее 10,5%. В таком количестве Cr оказывает существенное влияние на диаграмму состояния «железо-углерод». Хром и никель, также в большинстве случаев присутствующие в нержавеющих сталях, повышают не только устойчивость металла к коррозии, но и другие технические характеристики.

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.

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.

• 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

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

Аустенитный класс

Этот обширный класс коррозионностойких сталей (по AISI – класс 300 и представитель класса 200 – AISI 201) обладает высокой устойчивостью к коррозии, пластичностью в холодном и горячем состоянии, прочностью, хорошей свариваемостью, способностью контактировать без разрушения с азотной кислотой. Немагнитность существенно расширяет области применения материала. Экономически выгодным является сочетание 18% Cr и 8% Ni. При необходимости получения стабильного состояния аустенита количество никеля повышают до 9%. Такие стали бывают нестабилизированными и стабилизированными. Стабилизированная группа легируется титаном и ниобием, снижающими склонность аустенитных марок к межкристаллитной коррозии.

Закалка осуществляется при температурах +1050…+1100°C с быстрым охлаждением, которое закрепляет состояние пресыщенного твердого раствора. Особенность этой группы – отсутствие упрочнения при закалке. В данном случае этот вид ТО является смягчающей операцией, направленной на снятие последствий наклепа. С этой же целью может применяться отжиг. Закалке подвергают мелкие детали, отжигу – массивные.

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

Краткие характеристики некоторых видов аустенитных нержавеющих сталей:

• 304 – распространенный представитель этого класса. Прекрасно поддается глубокой вытяжке, поэтому применяется для изготовления объемных изделий. Подвержен щелевой коррозии в теплых средах с повышенным содержанием хлора, поэтому не рекомендуется к применению в морской воде и в отраслях, в которых используются чистящие составы с хлором.
• 321 и 347 – усовершенствованные варианты марки 304, отличающиеся добавками ниобия или титана.
• 316 – проявляет максимальную устойчивость к коррозии среди массово используемых коррозионностойких сталей.
• 201 – относительно недорогой аналог сталей 304 и 321. Показывает хорошие рабочие характеристики в средах средней агрессивности, благодаря сбалансированному химическому составу и новым технологиям изготовления.

Всё о коррозионностойких нержавеющих сталях

Коррозионностойкие стали

• Нержавеющая сталь Явление запассивированности широко использовано для защиты от коррозии. Пассивность-это повышенное состояние коррозионной стойкости металлов и сплавов, обусловленное преимущественным торможением анодного процесса. Пассивные условия возникают при образовании прочной, тонкой и непрерывной оксидной пленки, которая равномерно покрывает поверхность материала.

Переход из активного состояния в пассивное связан с ростом электродного потенциала. Коррозионная стойкость повышается при введении в сталь композиций хрома, алюминия, кремния. Эти элементы образуют непрерывную прочную оксидную пленку и увеличивают электродный потенциал. Алюминий и кремний повышают хрупкость стали и используются реже, чем хром.

Тамань предположил, что молярное содержание хрома в Стали должно быть 1/8 или кратно этому значению. Людмила Фирмаль

Для хрома в сплаве с железом это соответствует 11,7% (рис. да что с тобой такое? Из рисунка. С содержанием хрома 16,7 больше чем 12%, сталь драматически изменит потенциал электрода от электроотрицательного (-0,6 в) к электрическому положительному(+0,2 в). На поверхности он образует защитную оксидную пленку высокой плотности Cr2O3. Сталь, содержащая 12-14% SG, устойчива к коррозии атмосферы, морской воды, ряда кислот, щелочей и солей.

Кроме хрома, в состав коррозионностойкой стали вводятся и другие элементы-чаще всего никель. По мере увеличения содержания хрома коррозионная стойкость стали повышается. Коррозионностойкие стали (коррозионностойкие стали) обычно изготавливаются из мартенситного хрома, в том числе 12-25% SG и 0,07-0,2% C и 12-18% SG и 0,15-0,2% C, а также 12-18% SG, 830% Ni и 0,02-0,25% Ni.％ Хромистая сталь после охлаждения на воздухе имеет структуру феррита, мартенситного феррита (с содержанием феррита более 10%) и мартенсита. Они коррозионностойки при температурах до 300°C в водопроводной воде, влажных атмосферах, растворах азотной кислоты и многих органических кислотах.

В морской воде хромистая сталь подвержена коррозионному растрескиванию под напряжением. Марка, химический состав и свойства хромистой стали приведены в таблице. 16.5 Хромистые стали при нагреве и охлаждении подвергаются фазовому превращению (y a) и могут быть закалены без потери коррозионной стойкости. Прочность после затвердевания увеличивается 366 хром коррозионностойкие свойства стали (ГОСТ5632-81) т а б л и с А16. Пять Марка стали Много частей элемента,%термическая обработка С СГ отжиг закалка и высокий отпуск закалка и низкий ов, MPa6,%СТВ, MPa3,%ов, MPa3,% 08X13 феррит Людмила Фирмаль

Мартенситно-ферритовая сталь закаляется при температуре 1000 ° с, подвергается высокому отпуску (600-700 ° С) для получения сольбитной структуры. В отожженном состоянии эти стали пластичны, что повышает их вязкость и позволяет подвергать холодной обработке давлением не только при высоких температурах. Они применяются при изготовлении деталей с высокой пластичностью, подверженных ударным нагрузкам и работающих в мягких агрессивных средах. Такие компоненты включают клапаны гидравлического пресса, мешалки, валы и шнеки в пищевой промышленности. Ферритную сталь отжигают при температуре 700-800 ° С для получения однородного твердого раствора и повышения коррозионной стойкости.

Из марок стали 08Х13, 12Х17, 15Х25Т, 15Х28 изготавливают трубы оборудования и оснастки, теплообменного оборудования на предприятиях пищевой и легкой промышленности- 367 устройств работают в агрессивной среде. Сварка ферритовой стали практически не производится, так как это приводит к росту зерен и снижению коррозионной стойкости. Аустенитная хромоникелевая сталь была впервые разработана в 1910 году немецким инженером Штраусом, работавшим на заводе Круппа. Хромо-никелевая коррозионностойкая сталь после охлаждения на воздухе имеет структуру аустенитной, аустенитной мартенситной и аустенитной ферритной (феррит более 10%). Широко используемые стали, такие как 12X18N10T,12X18N9, 04X18N10, 03X18N12, 17X18N9 обычно содержат 18% SG и 9-12% Ni.

Они обладают высокой коррозионной стойкостью по сравнению с хромистой сталью и, при нагревании, удерживают ее, в отличие от хромистой стали. Термическая обработка этих сталей заключается в закалке от температуры около 1100 ° C в воде без отпуска. Для того чтобы получить растворение карбидов и однородную аустенитную структуру, необходима высокая температура при закалке. После гасить, сталь имеет следующие главные характеры: чисто аустенитная структура, низкая твердость, высокая дуктильность; они немагнитны, хорошо деформированный и высокий fabricability сваренной стали, делает их широко использовать как структурные материалы.

При медленном охлаждении хромоникелевая сталь приобретает многофазную структуру, в которой, кроме аустенита, присутствует небольшое количество феррита и карбида. Эта структура отрицательно влияет на коррозионную стойкость и пластичность. Если закалить сталь из однофазной аустенитной области от температуры −1050 ° С в воде, то нагретая структура закрепится, и лишняя фаза не успеет выделиться. Состояние однофазного аустенита с сохранением всего хрома в твердом растворе обеспечивает максимальную коррозионную стойкость стали.

Пластичность на уровне 5=35-40%позволяет подвергаться холодной пластической деформации за счет упрочнения и повышенной прочности, сохраняя при этом коррозионную стойкость примерно на том же уровне. Общий сортовой состав и свойства этих сталей приведены в таблице. 16.6 и на рис. 16.13 Учитывая низкую прочность и высокую пластичность таких сталей, они подвергаются холодной деформации с помощью заклепок, после чего их прочность возрастает.

Содержание углерода в коррозионно-стойких аустенитных сталях ограничено и желательно, чтобы они опускались ниже предела растворимости легированного никелем аустенитного углерода при 20°С, который составляет 0,04%, а наличие более высокой концентрации углерода в Стали может привести к образованию карбида хрома. Расположение и свойства закаленной коррозионностойкой аустенитной стали 368 (ГОСТ5632-81)) Т а б л и Ц А16. Шесть Сталь Массовая доля элементов,% Механические свойства с SG n1mp titanium other s, МПа Восемь.,% 04×18n10