Группа сталей не подверженных воздействию коррозии носят название нержавеющие. Они характеризуются минимальным содержанием хрома больше 10,5% и углерода меньше 1,2%. Допускается наличие других элементов, способных изменить физические, механические свойства, в зависимости от процентного содержания. К ним относятся Ti, Ni, Nb, Mo и другие составляющие Менделеевской таблицы. Химические составляющие сплава компонуют марку. Высокая стоимость производства такой стали требует взвешенный и рациональный выбор ее для конкретных целей.
Интересный факт: разработка нержавеющей стали была связана с проблемой оружейников, проявлявшейся, в виде коррозии в местах с высокой температурой. Для продвижения стали на рынке ее разработчик Гарри Бреарли в 1913 г. изготовил партию ножей и ножниц и разослал их на изучение. Сталь нашла своих потребителей, и в 1929 году из нее был изготовлен входной козырек в известный лондонский отель «Савой».
Разделение по типам
Разнообразие, представленных на рынке сталей с сопротивлением к ржавлению, определяется ГОСТ 5632-2014 «Легированные нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные». Основные виды нержавеющей стали, исходя из этого документа, это
- жаростойкая
- жаропрочная
- устойчивая к коррозии
Структура металлической матрицы, преобладающей для данной марки стали, производит разделение ее по классам:
- мартенситный (мартенсит единственная структура, определяющая свойства сплава)
- мартенсито-ферритный (ферритная структура больше 10%, мартенсит оставшаяся фаза)
- ферритный (сталь не претерпевшая аллотропических превращений)
- аустенитно-мартенситный (каждая из фаз может варьироваться в широком поле значений)
- аустенито-ферритный (феррита не меньше 10%, аустенит – оставшаяся доля)
- аустенитные (фаза аустенита имеет устойчивый характер)
В современном производстве самые затребованные марки ферритные и аустенитные.
Классы деления определенные этим документом являются условными, нормативно предполагается исключительно единственный тип термической обработки. Нагрев свыше 900 градусов и нормальное охлаждение в воздушной среде. Если нет оговоренных ранее ограничений при поставке нержавеющей стали, то класс не является выбраковочным фактором.
Маркировка стали – значение цифровых и буквенных индексов
Зная обозначение буквенных индексов и смысловую нагрузку цифр, используемых в маркировке стали, можно сделать выводы о необходимости предложенной марки для определенной цели, даже не заглядывая в справочник. Переплачивать за титан, содержащийся в сплаве, если не нужны высокие огнеупорные свойства, приобретаемые при легировании этим дорогим металлом.
Некоторые буквенные индексы могут изменять обозначающий элемент, в зависимости от местонахождения его в маркировке. Рассмотрим соответствие буквенных индексов:
- А (в начале маркировки) – S
- А (в середине маркировки) – N
- Б – Nb
- В – W
- Г – Mn
- Д – Cu
- Е – Se
- К – Co
- М – Mo
- Н – Ni
- П – P
- Р – B
- С – Si
- Т – Ti
- Ф – V
- Х – Cr
- Ц – Zr
- Ю – Al
- ч – РЗМ
Количество каждого из них в сплаве определен цифровым значением, следующим за литерой, обозначающей элемент. Выражается в процентах. В случаях малости отдельного элемента, менее 1%, то после буквенного индекса цифра не ставится. Углерод, как важный элемент разместился впереди маркировки, но выражается в сотых частях процента.
FeNi и Ni сплавы маркируются только литерными индексами. Исключение составляет число после никеля (массовая доля) и углерода (только для FeNi).
В случае если сталь была произведена особенными способами плавки или методами переплава, то это указывается через дефис после маркировки. К таким особым методам и способам относятся различные способы вакуумного переплава, электронно–лучевая плавка, обработка шлаками синтетического происхождения, другие. Полное количество специфических методов получения необходимой марки сплава, в стандарте прописано 24.
Рассмотрим примеры расшифровки маркировки нержавеющих сталей 05Х12Н2М и 04Х14Т3Р1Ф-ВД. В 05Х12Н2М углерода 0,05%, хрома -12%, никеля – 2%, содержание молибдена до 1%. 04Х14Т3Р1Ф-ВД расшифровывается так: углерода 0,04, 14% хрома, 3% титана, 1% бора, ванадия менее 1% процента, получена методом вакуумно-дугового переплава.
Основные марки стали и их применение в промышленности
Различные марки нержавеющей стали и их характеристики призваны работать в различных средах и условиях рассмотрим самые ходовые и востребованные:
- 12Х13, 08Х13, 20х13 для изготовления посуды и столовых приборов, элементов и конструкций с ударными нагрузками. Устойчивые к воздействию агрессивных сред при нормальных температурах. При термической обработке и (или) полировке антикоррозионные свойства и характеристики улучшаются.
- 12Х17, 08Х18Т1 это маркировка пищевой нержавеющей стали, для бытовой кухонной утвари, а также для оборудования предприятий пищевой промышленности. Рационально использовать изделия после отжига.
- 30Х13, 40Х13 марка медицинской нержавеющей стали, из которой изготавливают хирургический инструмент
- 40Х9С2 марка жаростойкой нержавеющей стали предназначенной для изготовления клапанов выпускных коллекторов двигателей внутреннего сгорания, дизельных двигателей, теплообменники.
- 15Х25Т нержавеющая жаростойкая сталь применяется в оборудовании высокотемпературных пиролизных установках.
- 12Х18Н9Т для изготовления труб и арматуры печей, корпуса искровых зажигательных свечей
- 40Х9С2 жаропрочная нержавеющая сталь, марка предназначена для клапанов двигателей
- 14Х17Н2 оборудование, работающее в среде до 800 градусов Цельсия
- 10Х23Н18 изделия, работающие в условиях пониженной загруженности и температур ниже 1000 градусов Цельсия
Маркировка нержавеющей стали AISI
Маркировка AISI все чаще появляется не только на стальных изделиях из-за океана, но и на китайской, российской, европейской и другой продукции. Данная система классификации взяла свое название от места своего рождения Американского(American) Чугуна(Iron) и Стали(Steel) Института(Institute). Классификатор пришелся по душе потребителям, производителям, трейдерам.
Классификация
Марка углеродистой и легированной стали представлена в виде четырехзначного выражения. Первой цифрой в нем обозначается основной легирующий компонент. Вторая цифра идентифицирует вторичный легирующий элемент. Третья с четвертой цифры показывают содержание углерода.
- 1ZZZ – C
- 2ZZZ –Ni
- 3ZZZ –Cr+Ni
- 4ZZZ –Mo
- 5ZZZ –Cr
- 6ZZZ Cr+V
- 7ZZZ –W
- 8ZZZ –Ni+Cr+Mo
- 9ZZZ –Si+Mn
Буква L в конце маркировки указывает на пониженное содержание углерода. Та же буква в середине маркировки указывает на легирование сплава свинцом, для улучшения механических свойств стали, обрабатываемой на станках. N в конце маркировки означает обработку азотом, для повышения предела прочности при прочих равных условиях. Буква B в середине маркировки – легирование бором.
Современная промышленность идентифицирует не меньше 150 марок по AISI. Рассмотрим ключевые, востребованные марки стали, где они применяются.
300 серия (семейство хромоникелевых сплавов)
- 301 – подходит для изделий, с высокими показателями пластичности, характеризуется быстрым затвердением при механическом воздействии. Износостойкая, повышенная усталостная прочность
- 304 – наиболее задействованная марка, нашедшая применение практически во всех отраслях промышленности
- 310 – жаропрочная, с возможностью работать в агрессивных средах при высоких температурах (1000 градусов Цельсия в окислительной, до 10000 в восстановительной). 310S подойдет для элементов печей, контактирующих с высокотемпературными газами и конденсатом
- 316 – сталь, удерживающая второе место после 304, по применению. Излюбленная марка для производства оборудования для пищевиков, для хирургических инструментов, агрегаты, модули, работающие в соленной воде. Устойчивость к питтинговой (точечной) коррозии
- 321 – для нужд химиков, нефтяной промышленности, сварного оборудования, требующего использования при температуре до 800 градусов
400 серия (ферритные и мартенситные стали)
- 405-ферритная матрица, сварные изделия
- 408-термостойкие
- 409- самая доступная марка нержавеющей стали, используют для выхлопных систем автомобиле
- 416-легко обрабатывается на автоматических станках из-за дополнительной серы
- 420-основное назначение изготовление столовых принадлежностей, отлично полируется
- 430-матрица ферритного характера, поддается обработке давлением, устойчива к коррозии, используют в отделке автомобилей
- 440-используется для высококачественных столовых приборов, большее количество углерода позволяет дольше сохранять заточку ножей из этой стали, при правильной термообработке
500 серия
- 500 серия содержит хромитовые жаропрочные марки стали.
600 серия
600 серия изначально была создана для запатентованных марок стали, не попадающих под классификацию. Сегодня подраздел имеет следующий вид:
- 601-604 – мартенситные низколегированные
- 610-613 – мартенситные вторичной закалки
- 614-619 – мартенситные с хромом
- 630-635 – половинчатая аустенитная с уплотненным мартенситом. Используется для труб, помп, задвижек. Коррозионная стойкость близка к 304
- 650-653 – аустенитные стали, работающие при сильном перепаде температур
- 660-665 – аустенитные жаропрочные.
Информация, представленная на данной странице, поможет подобрать необходимую марку нержавеющей стали в соответствии с ее характеристиками и возможностями. Марки стали разложены по двум основным классификаторам ГОСТ5632-2014, AISI. На примерах объясняется маркировка нержавеющих сталей и сплавов. Приводятся сферы применения ключевых и востребованных марок в производственных отраслях.