Отличие углеродистой стали от нержавеющей

Сравнение углеродистых и нержавеющих сталей

Эти два материала относятся к наиболее распространенным типам сплавов. Они имеют разный химический состав и эксплуатационные свойства. Средне- и высокоуглеродистая сталь состоит преимущественно из углерода и железа. В составе нержавейки большую долю занимают такие компоненты, как хром и железо.

Применение углеродистой стали

По уровню процентного содержания углерода, который влияет на механические качества основы, ее делят на группы:

• низкоуглеродистую (до 0,25%);
• слабоуглеродистую (0,3-0,6%);
• высокоуглеродистую (0,6-2%).

Из вещества изготавливают конструкции для строительства, машиностроения. Заготовки на его основе применяют при укладке трубопроводных сетей. Особенно востребована у производителей ТПА конструкционная марка 20. Она подходит для создания компактных устройств (винтов, маховых колес, гвоздей, проволоки) и крупных объектов (отводов, переходов).

Преимущества углеродистых сплавов:

• хорошая свариваемость;
• поддаются горячей и холодной обработке;
• выдерживают повышенные температуры;
• низкая цена.

Основной недостаток изделий из этого материала – подверженность коррозии и ржавчине. Особенно уязвимы перед этими процессами металлоконструкции, которые контактируют с влагой и воздухом. В этом случае железо начинает быстро окисляться, на поверхности изделий появляются ржавые следы.

Где используют нержавеющую сталь

Материал, который не подвержен коррозионным разрушениям, имеет в своем составе хром в количестве 10-11%. В его структуру также входит углерод, но большая часть стали состоит из железа. Чтобы улучшить прочность коррозионного сплава в него вводят легирующие компоненты (серу, титан, кобальт, фосфор, никель).

На производстве чаще всего применяют марку 12х18н10т. Комплектующие, например, отводы, изготовленные на ее основе, отличаются хорошей свариваемостью, устойчивостью к агрессивным веществам, долговечностью. Срок службы сертифицированной трубопроводной арматуры из нержавейки составляет, например, 20-40 лет. При этом она долго сохраняет первоначальный внешний вид, не требует покраски.

Сфера применения сырья широка. В нее входит:

• энергетика;
• фармакология, медицина;
• авиа-, автомобилестроение;
• нефтегазовый сектор;
• пищевая, химическая промышленность.

Недостатки сырья: высокая цена, слабо поддается механической обработке.

Что лучше: нержавейка или углеродка?

Споры на эту тему ведутся давно. Но такая формулировка вопроса не совсем корректна: слово «углеродистая» говорит о процентном содержании углерода в составе сплава, а определение «нержавеющая» подчеркивает способность материала противостоять коррозии.

Принципиальное (но не единственное!) отличие одного вещества от другого – устойчивость к ржавлению. Кроме этого, конструкции из углеродистой стали быстро поглощают посторонние запахи, а «нержавейка» этому не подвержена. Это может быть особенно важным при выборе бытовых изделий из стали (например, при покупке кухонных ножей).

Состав с высоким содержанием углерода обладает лучшими режущими свойствами. Его податливая структура лучше поддается заточке, а режущая кромка из него будет тоньше края из не поддающегося коррозии сплава.

Сферы отраслей применения двух сталей также отличаются. Углеродку используют для выпуска небольших деталей и инструментов, которым не нужны улучшенные свойства металла. Она востребована на участках, где прочный металл необходим в большом объеме: например, при прокладке магистральных сетей.

Конструкции, которые работают с агрессивными смесями, изготавливают на основе нержавеющей стали. Их монтируют в химической, нефтегазовой промышленности. Нержавейке отдают предпочтение при создании деталей улучшенной прочности и долговечности (сфера медицины, авиа-, судостроение).

© ЗСПА — детали трубопроводов, 2021 Поставка трубопроводной арматуры по России и СНГ

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.

Нержавеющая и углеродистая сталь. Различия. Уход

Сложный выбор

Абсолютно все современные ножи можно разделить на две категории. С клинками из углеродистой стали и «нержавейки». Между ними есть масса отличий и именно поэтому многие задаются вопросом «а какой именно нож мне вообще нужен». Стоит отметить что и у углеродистой, и у нержавеющей стали есть свои достоинства и недостатки.

Нержавеющая сталь

Одним из главных аргументов при выборе ножей из «нержавейки» является её якобы абсолютная невосприимчивость к коррозии. Однако, если постоянно оставлять нож во влажной среде и своевременно не чистить его, то в таком случае, заржавеет даже самая качественная «нержавейка».

Поэтому мы рекомендуем вам, вне зависимости от того, из какого материала сделан нож, относится к нему бережно, своевременно чистить и затачивать его. В таком случае вы получите только позитивные впечатления от использования выбранного ножа.

На сегодняшний день практически у каждого крупного производителя ножей присутствуют модели с клинками из нержавейки. И это вполне логично, ведь данный материал имеет массу достоинств, среди которых:

• отменная коррозионная стойкость;
• простота в обслуживании;
• хорошая прочность.

Многие производители указывают на клинке марку используемой стали или её тип. В случае ножей бренда Opinel, клеймо «Inox» означает применение нержавеющей стали.

К недостаткам ножей из «нержавейки» можно отнести лишь недолговечность заточки. Клинки из такой стали действительно на порядок быстрее затупляются, нежели варианты из «углеродки». С другой стороны, заточить нож из нержавеющей стали намного проще и быстрее. В походных условиях, при необходимости и имении определенных навыков, произвести заточку режущей кромки можно даже подручными средствами, например, с помощью камня или керамического предмета (чашки).

Внимание! Мы настоятельно не рекомендуем без крайней необходимости точить ножи предметами, не предназначенными для этого, так как это может негативно сказаться на состоянии режущей кромки и клинка в целом.

Углеродистая сталь

Как понятно из названия, одним из ключевых элементов в составе данной стали является углерод (от 0,6% до 2,0%). Именно он придает клинку отменную прочность и износостойкость, позволяя ему долго сохранять остроту режущей кромки, даже при активной эксплуатации.

Немного углубившись в историю, можно заметить, что углеродистая сталь применялась практически во всех сферах жизнедеятельности человека вплоть до начала XX века. Это обусловлено тем, что такая сталь довольно проста в производстве и подходила для изготовления широкого списка предметов начиная от столовых приборов и до авто запчастей.

На фото отчетливо видно потускнение, характерное для предметов из углеродистой стали, контактировавших с влагой.

«Нержавейка» же получила широкое распространение начиная лишь с 1910-20х годов, когда наконец-то удалось создать действительно прочный и коррозиестойкий сплав.

Однако, несмотря на казалось бы явные преимущества, нержавеющая сталь не смогла полностью вытеснить углеродистую из сферы производства ножей. Этому есть довольно простое объяснение, «углеродка», а в особенности, современные её вариации, превосходят в прочности и долговечности «нержавейку». Поэтому большинство профессиональных кухонных ножей и узкоспециализированных инструментов изготавливаются именно из этой стали.

К достоинствам ножей из углеродистой стали можно отнести:

• превосходную прочность;
• высокую ударную вязкость;
• долговечность заточки.

Недостатками этой стали является малая стойкость к коррозии. Из-за чего на поверхности ножа могут проступить следы окисления (темные пятна) или вовсе, ржавчина, даже после кратковременного контакта с влагой.

К тому же, заточка ножей из углеродистой стали — это довольно трудоемкое и долгое занятие, для которого необходимо использовать специальные точильные приспособления (заточка с помощью обычного булыжника в полевых условиях, как в случае с «нержавейкой», не даст ровным счётом ничего кроме испорченной режущей кромки).

После эксплуатации в условиях повышенной влажности, например, при работе с овощами или фруктами, нож из углеродистой стали достаточно просто почистить (при необходимости) и вытереть насухо. Это позволит избежать образования коррозии.

Немного выводов

Подводя итог, можно сказать, что все ножи, вне зависимости от того из какой стали они сделаны, нуждаются в определенном уходе. Нержавеющая сталь больше подходит для длительной эксплуатации в условиях повышенной влажности, например, для туристических походов, рыбалки и охоты.

А вот ножи из углеродистой стали лучше подойдут для тех ситуаций, когда у вас будет возможность после каждого использования вытирать клинок насухо. Например, для кухонных работ.

5 комментариев

Виталийответить 25 апреля 2018 09:13

У себя на кухне пользуюсь углеродкой, постоянно вытираю на сухо, но все равно со временем выступает коррозия.

Никитаответить 28 февраля 2020 00:29

После как вытер насухо! Надо смазать растительным маслом!
Тогда коррозии не будет!

Денисответить 11 мая 2018 15:14

Привык к нержавейке, но единственный минус это то, что нужно подтачивать постоянно.

Георгийответить 28 мая 2019 17:17

Золингеноваские ножи из нержавейки, и они очень долго остаются острыми, можно сказать вообще не тупеют! Почему.

Дмитрийответить 17 мая 2020 23:41

Что за бред насчёт трудности заточки углеродной стали. Вот как раз таки наоборот, сталь из нержи сложнее точиться, чем углеродка. Все остальное правда.

Нержавеющая и углеродистая сталь: кому и для чего нужны оба вида

В этом материале не решается вопрос о том, какая сталь «лучше». Это устаревшая формулировка, которой не один десяток лет, и она некорректна: для каждого случая выбор свой. Поэтому мы просто и непредвзято рассмотрим характеристики обеих сталей и их пригодность для конкретных целей.

Здесь мы будем употреблять единый термин «углеродистая сталь» для средне- и высокоуглеродистых видов. Между собой они отличаются, но при сравнении с так называемой нержавейкой эта разница нам не важна.

Просто и доступно про углеродку и нержавейку

Начнем с разъяснения, что устоявшаяся терминология не очень точно отражает саму суть противостояния: название «углеродистая» говорит о составе стали, а «нержавеющая» – о ее способности противостоять коррозии, то есть понятия, в принципе, не очень сравнимые.

Нож Hiroo Itou, выполненный по технологии «дамаск» из нержавеющего сплава. Не подвержен коррозии, но его режущие свойства не так хороши, как у углеродки

Что имеем по факту?

Любая сталь содержит какое-то количество углерода. Соответственно, углеродистая – в большей степени, но и в так называемой нержавейке этот элемент тоже присутствует.

Почему названные материалы ржавеют с разной скоростью?

• Железо в составе углеродистой стали быстро окисляется, когда углерод контактирует с кислородом в составе воздуха или воды.
• В нержавеющей стали есть присадки (хром, молибден), которые делают ее более устойчивой к окислению и, соответственно, коррозии.

Способность или неспособность сопротивляться коррозии (ржавчине) – это главное и принципиальное отличие одной стали от другой. Но есть и другие, не менее важные для выбора.

Нож Santoku Всемогущий из углеродистой стали Shirogami: требует чуть более тщательного ухода, но обладает отличными режущими свойствами

Сравнение углеродной стали с нержавеющей

Способность впитывать запахи

Углеродистая сталь сама по себе имеет приятный запах (особенно чистая и свежезаточенная), но при этом она быстро впитывает посторонние запахи. Если мы строгаем ножом из углеродки дерево, это даже здорово, а вот для нарезки продуктов не очень хорошо: от «аромата» лука или копченой рыбы инструмент придется отмывать довольно долго. С нержавеющей сталью таких проблем нет; сама по себе она также не имеет запаха. Для кухонных ножей это однозначный плюс.

Заточка

При равном количестве углерода клинки из коррозионностойких сталей будут сложнее в заточке за счет повышенной износостойкости. Поэтому и правка клинков из высокоуглеродистой коррозионностойкой стали потребует специального инструмента: мелкозернистого водного камня или керамического доводочного стержня. Клинки из углеродистой стали, напротив, можно править даже обычным поварским мусатом. Достигаемая при этом острота, по мнению практиков, намного превосходит остроту ромок из коррозионностойких аналогов, хотя и несколько уступает им в долговечности и износостойкости. Проще говоря, клинок из углеродки точится легче, правится проще и режет лучше нержавеющего аналога, но уступает ему в стойкости к коррозии и длительности удержания остроты.

Простота в уходе

Обе стали однозначно требуют регулярной чистки, правки, заточки и правильного хранения. Причем если делать это действительно постоянно, то уход в обоих случаях будет простым; но чувствительнее к «невниманию» все-таки углеродистая сталь. Бросьте одновременно уход за высокоуглеродистой и нержавеющей сталями, и первая скорее «отомстит» появлением ржавчины.

Режущие свойства

Тут высокоуглеродистая сталь однозначно выигрывает. За счет более податливой структуры она чувствительнее к заточке, да и режущая кромка из высокоуглеродистой стали может быть куда тоньше, чем из нержавеющей. А это и обусловливает, как говорят, «резучесть».

Эстетическая сторона вопроса

• Нержавеющая сталь не требует дополнительной защиты от коррозии, поэтому часто просто полируется. А вот высокоуглеродистая сталь выглядит в итоге куда разнообразнее, так как к клинкам из нее применяют самые разные способы обработки: назначение у них функциональное, но они же «дарят» стали и индивидуальность. Например, воронение дает клинку элегантный черный цвет, покрытие blackwash – необычный серо-зеленый оттенок и тысячи микроцарапин, порошковые напыления – матовую текстуру. В принципе, то же самое можно сделать и с нержавейкой, но обычно это не практикуется.
• Рано или поздно на углеродке образуется темный равномерный налет, который естественным образом защищает клинок от дальнейшего окисла; нравится нам такая самовольная окраска клинка или нет – вопрос индивидуальный. С нержавеющей сталью ничего подобного не происходит.

По всем перечисленным характеристикам и на форумах, и в литературе есть расхождения (особенно касательно заточки – и трудозатрат на нее, и времени, которое клинок ее держит). Дело в том, что на практике мало кто испытывает чистую сталь того или другого вида: чаще всего клинок обработан каким-либо способом или от коррозии, или от механических повреждений. Это здорово искажает объективную картину.

Важный момент: проблема с коррозией у углеродки решается обработкой клинка, а вот проблема режущих свойств у нержавейки пока никак не решена полностью.

Если мы готовы регулярно ухаживать за ножом, то есть держать его в чистоте и сухости, то для многих целей подойдет клинок из углеродистой стали – он подарит нам куда более комфортную работу за счет «резучего» лезвия. Если нам нужен просто надежный кухонный или охотничий нож, которому мы не готовы уделять много времени, стоит выбрать нержавеющую сталь.

Разница между углеродистой сталью и нержавеющей сталью

Основное различие между этими двумя видами стали, а именно углеродистой сталью и нержавеющей сталью, заключается в том, что углеродистая сталь представляет собой сплав железа и углерода, а нержавеющая

Содержание:

• Главное отличие
• Сравнительная таблица
• Углеродистая сталь
• Нержавеющая сталь
• Ключевые отличия

Главное отличие

Основное различие между этими двумя видами стали, а именно углеродистой сталью и нержавеющей сталью, заключается в том, что углеродистая сталь представляет собой сплав железа и углерода, а нержавеющая сталь — это сплав железа и хрома.

Сравнительная таблица

Углеродистая сталь

Углеродистая сталь является популярным видом стали, содержащей углерод в диапазоне от 0,12% до 2%. Согласно определению Американского института железа и стали сталь должна быть углеродистой сталью, она должна содержать определенное количество меди, марганца, меди и кремния. Однако минимальное содержание не указано для включения кобальта, хрома, никеля, титана или тех остатков элементов, которые должны быть добавлены для получения желаемого легирующего эффекта. Термин углеродистая сталь является общим термином, который может использоваться для всех тех сталей, которые не указаны как нержавеющая сталь. Углеродистая сталь также называется углеродистой сталью, потому что во время производства количество содержания углерода увеличивается, сталь обладает способностью становиться более прочной и более твердой в результате термической тренировки. Однако в то же время он становится менее пластичным. Четыре основных класса углеродистой стали — низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая сталь, высокоуглеродистая сталь и сверхвысокая углеродистая сталь. Одним из основных недостатков углеродистой стали является то, что она легко ржавеет. С другой стороны, он является отвердителем и обладает отличной стабильностью кромки по сравнению с нержавеющей сталью.

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь — это сплав железа с содержанием хрома не менее 10,5%. Одной из основных характеристик нержавеющей стали является то, что она не легко ржавеет, не окрашивается и не разъедает водой по сравнению с обычной сталью, такой как углеродистая сталь. Существуют различные поверхности и классы отделки из нержавеющей стали в соответствии с окружающей средой, которую должен выдержать сплав. Этот тип стали чаще всего используется в тех случаях, когда требуются как свойства коррозионной стойкости, так и свойства стали. В дополнение к хрому, различные другие элементы, такие как никель, титан, медь и молибден, включены для развития его структуры и свойств, таких как прочность, формуемость и криогенная вязкость. Одним из основных требований к нержавеющей стали является то, что она должна быть устойчивой к коррозии для определенной среды или использования. Кроме того, существуют различные другие физические и механические свойства, которые необходимо учитывать, чтобы получить общие требования к рабочим характеристикам. По сравнению с углеродистой сталью она имеет плохую стабильность кромки, а также обладает низкой теплопроводностью. Тем не менее, это широко используемый материал, когда речь идет о товарах общего назначения и декоративных элементах из стали.