С нержавеющей сталью знакомы все — даже те, кто далёк от металлургии и техники в целом. Из неё делают столовые приборы, ювелирные украшения, хирургические инструменты и многое другое, чем мы пользуемся каждый день. Но самое широкое применение нержавейка нашла в промышленности. Без неё не изготовить машины и механизмы, строительные конструкции, технику и оборудование, станки и инструменты.
Как производят нержавеющую сталь
Основа любой стали — железо и углерод (С). Углерод придаёт стали прочность и твёрдость. Чтобы повысить ещё и стойкость к коррозии, добавляют хром (Cr). Его должно быть не меньше 10,5 %. Именно хром обеспечивает стойкость к сырости и кислотам.
Также в состав могут входить:
- кремний (Si), сера (S), фосфор (P) — присутствуют в составе железа;
- марганец (Mn), никель (Ni), кобальт (Co), молибден (Mo) — повышают стойкость к химической коррозии и высоким температурам.
Добавление примесей или легирование — способ изменить структуру и качества стали и расширить область её применения. В зависимости от количества примесей стали различаются на высоко-, средне- и низколегированные. Нержавеющая сталь — высоколегированная.
Виды нержавеющих сталей по структуре
Легирование меняет структуру стали: она иначе застывает, сваривается, реагирует на нагрузки. Различают три вида структуры нержавейки:
Феррит — твёрдая, но хрупкая сталь. Структура напоминает кубы или крупные зёрна. Если превысить нагрузки, разрушение проходит по границам этих зёрен.
Где применяется: трубы, листы, профили и прочий металлопрокат.
Технология: стабилизирующий отжиг.
Состав: хром до 30 %, углерод до 0,15 %.
Мартенсит — твёрдая, прочная и упругая структура. Под микроскопом выглядит как игольчато-пластинчатая масса.
Выдерживает агрессивные среды и механическую нагрузку.
Где применяется: пружины, валы.
Технология: закалка с последующим отпуском.
Состав: хром до 17 %, углерод до 0,5 %.
Аустенит — прочный и пластичный. Структура напоминает гранёные зёрна. Устойчив к органическим кислотам.
Где применяется: пищевое оборудование, химические трубопроводы.
Технология: быстрое охлаждение для мелких деталей, отжиг для крупных.
Состав: хром до 18 %, никель до 9 %.
Виды нержавеющих сталей по области использования
Коррозионностойкие стали рассчитаны на эксплуатацию в обычных условиях (влажная и слабокислая среда). Это нержавейка в бытовом понимании.
Где используются:
- инструменты и украшения;
- столовые приборы;
- детали некоторых механизмов.
Жаростойкие стали выдерживают более тяжёлые условия: агрессивные кислотные и щелочные среды и высокие температуры (от 550 до 1000 °С). Также они устойчивы к вибрациям и нагрузкам.
Где используются:
- оборудование, тара для химической промышленности;
- турбины, компрессоры;
- печи, котлы отопления (бытовые и промышленные).
Жаропрочные стали не ржавеют и не деформируются при температурах до 500 °С. Используются в оборудовании и механизмах, работающих под небольшой нагрузкой.
Где используются:
- печи, котлы.
Маркировка нержавеющих сталей
Нержавеющие стали маркируются двумя способами:
- по ГОСТ цифрами и русскими буквами;
- по международному стандарту AISI только цифрами.
Как расшифровать обозначение по ГОСТ:
- две первые цифры — содержание углерода в сотых долях процента;
- буквы — легирующие элементы (Х — хром, Н — никель, Т — титан, В — вольфрам, Г — марганец, Д — медь, М — молибден).
- цифры — содержание этих элементов. Содержание в пределах 1–1,5 % никак не обозначается.
Например, столовые приборы делают из стали 08Х13. Расшифруем: в ней содержится 0,08 % углерода и 13 % хрома.
Выводы
- Нержавеющая сталь — один из самых широко используемых материалов.
- Легирующие добавки и технологии обработки позволяют варьировать её свойства.
- Нержавеющие стали различают по структуре, области использования и другим параметрам.
