Из чего состоит нержавейка: состав, виды, свойства коррозионностойких сталей

Нержавеющая сталь — кто и когда изобрел этот материал

Сто лет назад мир услышал о замечательном материале, который чрезвычайно широко применяется в самых различных областях нашей жизни, – нержавеющей стали.

О технологических новинках публика часто узнает из средств массовой информации, однако такие сообщения обычно не опираются на дипломатические источники. 31 января 1915 года это правило было нарушено. Газета New York Times опубликовала небольшую заметку, озаглавленную A Non-Rusting Steel. В газетном сообщении говорилось, что компания из британского города Шеффилда выпустила на рынок новый вид стали, «которая не поддается коррозии, не тускнеет и не покрывается пятнами».

Производитель утверждал, что она чрезвычайно подходит для изготовления столовых приборов, поскольку изделия из нее хорошо моются и не теряют блеска при контакте даже с самой кислой пищей. В качестве источника информации был назван американский консул в Шеффилде Джон Сэвидж. Вот так, без большого шума и с изрядным запозданием, мир узнал об изобретении нержавеющей стали.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Предки нержавейки

Вообще-то такую сталь выпускали в Европе и США еще до шеффилдских металлургов. Обычная сталь, сплав железа и углерода, легко покрывается пленкой оксида железа — то есть ржавеет. К слову, именно это обстоятельство было одной из причин блестящего коммерческого успеха американского предпринимателя Кинга Кемпа Жиллетта, который придумал безопасную бритву. В 1903 году его фирма продала лишь 51 лезвие, в 1904-м — без малого 91 000, а к 1915 году общий объем продаж превысил 70 млн. Жиллеттовские лезвия, на которые шла нелегированная сталь из бессемеровских конвертеров, быстро ржавели и тупились и потому требовали частой замены. Любопытно, что рецепт борьбы с этой болезнью главного металла тогдашней индустрии был давно найден. В 1821 году французский геолог и горный инженер Пьер Бертье заметил, что сплавы железа с хромом обладают хорошей кислотоустойчивостью, и предложил делать из них кухонные и столовые ножи, вилки и ложки. Однако эта идея долго оставалась благим пожеланием, поскольку первые сплавы железа и хрома были очень хрупкими. Лишь в начале XX века были изобретены рецептуры сплавов железа, способные претендовать на титул нержавеющей стали. Среди их авторов был один из пионеров американского автомобилестроения Элвуд Хейнс, который собирался использовать свой сплав для изготовления металлорежущего инструмента. В 1912 году он подал заявку на соответствующий патент, который был получен лишь семью годами позже после длительных споров с Бюро патентов США.

Случайная находка

Но официальным родителем всем известной нержавейки стал человек, который ее вовсе не искал и создал лишь благодаря счастливому случаю. Этот жребий выпал на долю английского металлурга-самоучки Гарри Брирли, который в 1908 году возглавил небольшую лабораторию, учрежденную двумя шеффилдскими сталеплавильными компаниями. В 1913 году он проводил исследования стальных сплавов, которые предполагалось использовать для изготовления ружейных стволов. Научное металловедение пребывало тогда в зачаточном состоянии, поэтому Брирли действовал методом проб и ошибок, проверяя на прочность и жароустойчивость сплавы с разными присадками. Неудачные заготовки он попросту складывал в углу, и они там спокойно ржавели. Как-то он заметил, что отливка, извлеченная из электрической печи месяц назад, вовсе не выглядит ржавой, а блестит как новая. Этот сплав содержал 85,3% железа, 0,2% кремния, 0,44% марганца, 0,24% углерода и 12,8% хрома. Он-то и стал первым в мире образцом той стали, о которой позднее сообщила газета New York Times. Он был выплавлен в августе 1913 года.

Провал и успех

Брирли заинтересовался необычной отливкой и вскоре выяснил, что она хорошо сопротивляется действию азотной кислоты. Хоть в качестве оружейной стали новый сплав успеха и не принес, Брирли понял, что этот материал найдет множество других применений. Шеффилд с XVI столетия известен изделиями из металла, такими как ножи и столовые приборы, так что Брирли решил опробовать свой сплав в этом качестве. Однако двое местных фабрикантов, которым он отправил отливки, отнеслись к его предложению скептически. Они сочли, что ножи из новой стали требуют больших трудозатрат для изготовления и закалки. Металлургические компании, в том числе и та, в которой работал Брирли, тоже не горели энтузиазмом. Понятно, что и ножовщики, и производители металла опасались, что изделия из нержавеющей стали окажутся настолько долговечными, что рынок быстро насытится и спрос на них упадет. Поэтому вплоть до лета 1914 года все попытки Брирли убедить промышленников в перспективности нового сплава ни к чему путному не привели.

Но потом ему повезло. В середине лета судьба столкнула его со школьным товарищем Эрнестом Стюартом. Стюарт, сотрудник компании R.F. Mosley & Co, выпускавшей столовые приборы, поначалу вообще не поверил в реальность существования стали, которая неподвластна ржавчине, однако согласился в виде эксперимента изготовить из нее несколько ножей для сыра. Изделия получились отменными, однако Стюарт счел эту затею неудачной, поскольку его инструменты при изготовлении этих ножей быстро тупились. Но в конце концов Стюарт и Брирли все-таки подобрали режим нагрева, при котором сталь поддавалась обработке и не становилась хрупкой после охлаждения. В сентябре Стюарт сделал небольшую партию кухонных ножей, которые он раздал знакомым для тестирования с одним условием: он попросил вернуть их в случае появления на клинках ножей пятен или ржавчины. Но ни один нож так и не вернулся в его мастерскую, и вскоре шеффилдские фабриканты признали новую сталь.

Резцы и ножи

В августе 1915 года Брирли получил на свое изобретение патент в Канаде, в сентябре 1916 года — в США, затем и в нескольких европейских странах. Строго говоря, он патентовал даже не сам сплав, а лишь изготовленные из него ножи, вилки, ложки и прочие столовые приборы. Хейнс опротестовал американский патент Брирли, ссылаясь на свой приоритет, но в конце концов стороны пришли к соглашению. Это сделало возможным учреждение в Питтсбурге совместной англо-американской корпорации The American Stainless Steel Company. Но это уже совсем другая история.

Стоит отметить, что нержавеющая сталь Хейнса содержала куда больше углерода, нежели сталь Брирли, и потому имела иную кристаллическую структуру. Это и понятно: углерод обеспечивает твердость при закалке, а Хейнс стремился создать именно сплав для изготовления станочных резцов и фрез. Сейчас стали хейнсовского типа называют мартенситными, а стали, которые исторически восходят к сплаву Брирли, — ферритными (существуют и другие виды нержавеющих сталей).

Естественный вкус

Стюарт не только открыл путь к применению новой стали, но и нашел для нее общепринятое ныне англо-язычное название stainless steel, «сталь без пятен». Если верить стандартному объяснению, оно пришло ему в голову, когда он окунул отполированную стальную пластинку в уксус и, глядя на результат, с удивлением произнес: «This steel stains less», то есть «На этой стали остается мало пятен». Брирли называл свое детище несколько иначе — rustless steel, что соответствует русскоязычному термину «нержавеющая сталь». Кстати, заглавие заметки в New York Times возвещало о появлении именно нержавеющей (а не слаборжавеющей!) стали.

Секрет ее несложен. При достаточной концентрации хрома (не менее 10,5% и до 26% для особо агрессивных сред) на поверхности изделий из нержавейки формируется твердая прозрачная пленка оксида хрома Cr₂O₃, прочно сцепленная с металлом. Она образует невидимый глазу защитный слой, который не растворяется в воде и препятствует окислению железа, а следовательно, не позволяет ему ржаветь. У этой пленки есть еще одно ценнейшее качество — она самовосстанавливается в поврежденных местах, поэтому ей не страшны царапины.

Столовые приборы из нержавейки приобрели огромную популярность еще и потому, что позволили избавиться от специфического привкуса, свойственного недорогой металлической посуде. Слой оксида хрома предоставляет возможность наслаждаться естественным вкусом пищи, поскольку препятствует непосредственному контакту вкусовых сосочков языка с металлом. В общем, нержавеющая сталь, которую современная индустрия выпускает во множестве разновидностей — поистине замечательное случайное изобретение.

Всё о нержавеющей стали марки AISI 201 аналога 12х15г9нд

Нержавеющая сталь марки AISI 201 (аналог по ГОСТ 12х15г9нд) – это хромомарганцевый высоколегированный сплав. Особенности ее химического состава обуславливают такие характеристики, как:

• Высокая пластичность.
• Устойчивость к различным видам нагрузок (в том числе комбинированным).
• Коррозионная стойкость в агрессивных средах (органические кислоты).
• Устойчивость к перепадам температур.
• Повышенная твердость.
• Возможность разных способов обработки.
• Хорошая свариваемость.

Однако следует учитывать, что нержавейка марки AISI 201 не используется для изготовления сосудов и емкостей, рассчитанных на транспортировку либо хранение агрессивных веществ в течение длительного времени.

Нержавеющая сталь AISI 201 в СтенлисПро

Компания СтенлисПро занимается изделиями из металлопроката с 2010 года. С тех пор мы существенно расширили ассортимент и имеем возможность предложить своим клиентам огромный спектр продукции. Мы реализуем:

Нержавейка AISI 201 пластична. Она легко обрабатывается в холодном виде, т.к. отсутствует порог хладоломкости. Изгиб, штамповка, высадка, глубокая вытяжка могут производиться при предельно низкой температуре, разрушения материала не произойдет. При нагреве от 1260°C и выше пластичность повышается, и сталь отлично поддается ковке.

Для приобретения продукции из нержавейки, а также ее нарезки и доставки звоните по телефону: 8 (800) 333-06-56 или заказывайте бесплатный звонок на сайте компании. Наш менеджер свяжется с вами незамедлительно.

Сферы применения AISI 201

Нержавеющая сталь AISI 201 востребована при производстве:

• Изделий, контактирующих с пищевыми продуктами (кухонные приборы и посуда, термосы, канистры для воды, фляги).
• Оборудования для пищепрома (металлические разделочные столы и пр.).
• Бытовой техники (вытяжки, барабаны для стиральных машин, петли для дверей кухонных плит).
• Дверной, мебельной и оконной фурнитуры (замки, ручки, петли, рамы).
• Декоративных изделий, элементов интерьера (подносы, вазы, перила).
• Товаров для медицинской промышленности.
• Продукции для транспортной отрасли (бамперы, обода, элементы отделки, аксессуары для автомобилей).

Необходимо учитывать, что сталь AISI 201 можно использовать только в изделиях, предназначенных для кратковременного контакта с продуктами питания. В целом же товары из данной марки стали являются весьма прочными, кроме того, они выглядят эстетично и обладают приятным зеркальным блеском, который появляется после полировки. Соответственно, сталь можно не окрашивать.

Состав и характеристики AISI 201

Нержавеющая сталь AISI 201 состоит из:

1. углерода – не более 0,12%;
2. кремния – не более 0,75%;
3. марганца – 8,5-10,5%;
4. фосфора – не более 0,06;
5. серы – не более 0,03%;
6. никеля – 1-1,5%;
7. хрома – 14-16,5%;
8. меди – не более 2%;
9. азота – не более 0,2%.

Жаропрочность и стойкость к коррозии в агрессивных средах обусловлена наличием в AISI 201 хрома. Марганец обеспечивает устойчивость к нагрузкам, повышает противоударные свойства, способствует отсутствую трещин и упругой деформации. Благодаря наличию меди повышается пластичность при деформации и волочении.

Основные характеристики AISI 201:

• предел прочности – 640 Мпа;
• твердость – 217HRB;
• температура плавления – от 1260°С;
• плотность (при 4°С) — 7710 кг/м³;
• предел текучести – 310 Мпа.

Фактически нержавеющая сталь марки AISI 201 является бюджетной альтернативой AISI 304 и 321. Практически не отличаясь от них по качеству, она стоит значительно дешевле.

Компания СтенлисПро сотрудничает только с ведущими поставщиками металлопроката. Изделия имеют сертификаты качества и соответствуют ГОСТ, поэтому мы гарантируем долгий срок эксплуатации.

Весь ассортимент продукции всегда в наличии на складе, товары отгружаются в кратчайшие сроки. Мы также обеспечиваем доставку габаритных товаров по Санкт-Петербургу и области, негабаритные грузы доставляются нашими партнерами. СтенлисПро – это комфортный сервис на любом этапе заказа.

Нержавеющая сталь

: как это делается | Поставщик стали

Сегодня мы переходим от углерода к обсуждению нержавеющей стали. Этот тип стали широко используется. Скорее всего, у вас есть хотя бы несколько приборов, изготовленных из нержавеющей стали. Я знаю, что мой холодильник.

Нержавеющая сталь бывает разных типов. В Metalwest мы поставляем два основных типа нержавеющей стали: аустенитную и ферритную.

Аустенитная сталь является наиболее распространенной из нержавеющих сталей. Это включает в себя серии 200 и 300. Сплав содержит не менее 16% хрома, а также состоит из значительного количества никеля и марганца (вот ссылка на периодическую таблицу на тот случай, если вы не понимаете, о чем я говорю).

Аустенитная нержавеющая сталь обладает отличной коррозионной стойкостью, хорошей пластичностью, немагнитными свойствами, прочностью и свариваемостью.

Наиболее распространенным типом аустенитной нержавеющей стали является тип 304 из-за его коррозионной стойкости к широкому спектру промышленных воздействий. Это делает его идеальным для оборудования общественного питания или любого применения, где требуется санитария.

Ферритные сплавы имеют более низкую коррозионную стойкость, чем аустенитные, из-за более низкого содержания хрома (10,5-27%). Сюда входят некоторые из нержавеющей стали серии 400, в том числе 409. и 430. Ферритная нержавеющая сталь обладает хорошей коррозионной стойкостью, высокой прочностью и отличной обрабатываемостью.

«Хорошо, отлично. Итак… как это сделано?

Я уже готов, дорогие читатели Buzz. Сначала нам нужно было охватить основы. Итак, начнем…

Горнодобывающая промышленность

Процесс производства нержавеющей стали начинается с извлечения хромита (оксида железа и хрома) из подземных шахт. Затем его измельчают с получением хромитового концентрата. Это то, что делает нержавеющую сталь прочной и устойчивой к коррозии.

Вам ведь не нужен холодильник из нержавеющей стали, который не выдерживает нагрузки и подвергается коррозии, верно? Способность продукта выдерживать нагрузки — это главный аргумент при покупке нержавеющей стали, помимо привлекательной отделки поверхности, конечно.

Плавка

Следующим этапом является расплавление гранул хрома в электрической печи вместе с другим сырьем (железная руда, марганец, никель и т. д.), используемым для изготовления определенного типа нержавеющей стали. После плавления материал формуется в слябы и передается на стан горячей прокатки.

Горячая прокатка

Как только сляб поступает на стан горячей прокатки, он перемещается в другую печь, а затем горячий материал проходит через черновой стан. На черновом стане его прокатывают вперед и назад для уменьшения толщины. По мере уменьшения толщины сляб превращается в длинную полосу, которая позже будет смотана в рулон.

Длинная полоса или лента пропускается через дополнительные прокатные станы для еще большего уменьшения толщины. В этот момент он скручивается, затем охлаждается водой и передается на стан холодной прокатки.

Холодная прокатка

Когда материал поступает со стана горячей прокатки, он покрывается черной окалиной (которую мы определили, обсуждая, как производится горячекатаный прокат).

На установке холодной прокатки материал разматывается и проходит через линию отжига и травления для удаления черной окалины. Затем лента уменьшается до толщины, указанной заказчиком, и сматывается.

Свернутый материал проходит еще один процесс отжига и травления и промывается водой.

Завершение

«Хорошо, тогда что происходит?»

Итак, материал из нержавеющей стали проходит последний этап окончательной обработки, в ходе которого снимается напряжение и улучшается общая отделка поверхности. Готовая нержавеющая сталь нарезается до заданных размеров и отправляется клиентам по всему миру поездом или баржей.

Скип предпочитает поезд, так как его укачает.

Когда мы получаем материал, мы обрабатываем его дальше, чтобы наши клиенты получали именно тот продукт, который им нужен.

Чем нержавеющая сталь отличается от других металлов?

Как металл, изготовленный из сплавов железа, хрома и никеля, нержавеющая сталь является экологически чистым вариантом с множеством характеристик. Нержавеющая сталь не только долговечна, но и хорошо работает в любой отрасли, включая архитектуру, медицину и логистику. Помимо великих отраслей, на которые повлияла нержавеющая сталь, что отличает нержавеющую сталь от других металлов?

Различные свойства нержавеющей стали

Нержавеющая сталь имеет множество различных достоинств, например, эстетически приятная на вид. Кроме того, материал бывает разной отделки поверхности, например, матовой и блестящей. Архитекторы чаще используют этот материал по сравнению с другими из-за его эффективности не повреждаться при трансформации в различные фокусы интерьера, предметы мебели и металлические приспособления.

Некоторые другие дополнительные свойства нержавеющей стали включают встроенную огнестойкость, которая не повреждает при ударе более 800 градусов. Кроме того, материал может изгибаться и принимать форму, необходимую для создания здания или предмета мебели с его долговечностью.

Другие высоко ценимые свойства нержавеющей стали включают наличие защитного слоя оксида хрома, который может восстанавливаться при наличии царапин, а также этот материал является экологически чистым. При использовании нержавеющей стали в материал можно добавлять различные легирующие элементы. Однако у каждого есть свое решение.

• Аустенитная сталь S300
• Марганцевая аустенитная сталь (серия 200)
• Ферритная или серия 400
• Дуплексная или аустенитно-ферритная
• Мартенситная

Использование нержавеющей стали

Мы используем нержавеющую сталь в самых разных областях, таких как медицина и пищевая промышленность. Во многих отраслях промышленности существуют рекомендации по типу используемого материала и пригодных для применения сплавов. С каждым сплавом они производят разные решения для каждой отрасли.

Нержавеющая сталь широко используется в пищевой промышленности, особенно для дезинфекции таких продуктов, как кухонная утварь. Кухонную посуду легко чистить и обслуживать, так как нержавеющая сталь — отличный материал для использования.



В химической, нефтяной и газовой промышленности вы, вероятно, найдете различные изделия из нержавеющей стали, например, такие предметы, как большие резервуары, трубы и трубки, и даже насосы и клапаны. В качестве примечания, чтобы избежать коррозии, на атомных электростанциях используются трубы из нержавеющей стали.

Кроме того, нержавеющая сталь произвела неизгладимое впечатление на окружающую среду, поскольку ее стали чаще использовать в современной архитектуре. Благодаря своим неотразимым антикоррозийным свойствам и встроенной способности восстанавливаться после царапин нержавеющая сталь помогла улучшить окружающую среду и изменить наш взгляд на архитектуру.

Нержавеющая сталь по сравнению с другими металлами

Нержавеющая сталь превосходна сама по себе, не говоря уже о сравнении с металлами. Итак, рассматривая другие металлы, мы задаемся вопросом, чем нержавеющая сталь отличается от других металлов? Чтобы помочь разобраться в этом вопросе, вот еще одна разбивка различных металлов по сравнению с нержавеющей сталью.

Мягкая сталь

Мягкая сталь изготовлена ​​на основе углерода, а нержавеющая сталь — на основе хрома. В результате эти сплавы дают разные результаты при испытаниях на коррозионную стойкость, ковкость, прочность, простоту изготовления и стоимость.

Нержавеющая сталь на основе хрома имеет более высокий показатель коррозионной стойкости по сравнению с мягкой сталью. При взаимодействии с кислородом нержавеющая сталь создает естественную кодировку оксида хрома, которая защищает исходную поверхность, делая ее устойчивой к коррозии.

Хотя мягкая сталь не обладает преимуществом естественной коррозионной стойкости, этот материал не так сложен в изготовлении, как нержавеющая сталь. Однако мягкая сталь потребует дополнительной обработки для предотвращения ржавчины. Такие процессы, как цинкование, могут помочь защитить мягкую сталь от ржавчины. При изготовлении мягкая сталь, как правило, является наиболее предпочтительным материалом, поскольку ее проще изготовить.

В целом, нержавеющая сталь — выдающийся материал со многими преимуществами, такими как эстетический вид, потрясающая коррозионная стойкость и низкие эксплуатационные расходы. Однако по сравнению с мягкой сталью нержавеющая сталь является дорогим сплавом.

Сталь

Мы можем создать сталь, объединив железо и углерод; эти два затвердевают, образуя железо. Поскольку нержавеющая сталь устойчива к коррозии, на железе появляется много пятен и ржавчины, что может быть хорошо, если вы собираете железные изделия. Однако, когда дело доходит до прочности между этими двумя материалами, сталь поразительно считается самой прочной и прочной.

Продвигаясь дальше в нашем сравнении, мы видим, что нержавеющая сталь не обладает магнитными свойствами, поскольку содержит хром и никель, что соответствует классу 304. С другой стороны, сталь является магнитной, поскольку не обладает этими свойствами.

Кроме того, сталь не очень приятна на вид из-за ее матового вида, особенно с матовой поверхностью. Однако нержавеющая сталь ставит сталь в невыгодное положение, поскольку она содержит сплав хрома, который придает ей более блестящий вид.

Опять же, сталь является более податливым материалом, долговечным и лучше распределяет тепло, чем нержавеющая сталь. Что касается нержавеющей стали, то теплопроводность ниже, чем у ее аналога. Тем не менее, из-за большой прочности стали она используется в основном в автомобильной промышленности и в электроприборах из-за выдающихся магнитных свойств, обнаруженных внутри материала.

Алюминий

Мы можем описать алюминий как легкий металл, поскольку мы знаем, что нержавеющая сталь тяжелее и прочнее. Однако, если сравнивать, алюминий составляет треть веса нержавеющей стали и используется в различных отраслях, таких как производство самолетов и велосипедов. Поэтому, даже при прочности нержавеющей стали, алюминий выигрывает за счет соотношения веса.

Кроме того, алюминий, как правило, дешевле, но оба материала обладают высокой коррозионной стойкостью, что помогает, поскольку оба они используются в производстве и строительстве. Кроме того, как и сталь, алюминий является отличным проводником тепла.

Наконец, поверхность алюминия мягкая, что позволяет легко резать, растягивать и манипулировать им. Поскольку алюминий очень гибкий, он может принимать любую форму по вашему желанию. Поскольку материал не ломается, с ним легче работать, чем с нержавеющей сталью.

3 основных типа нержавеющей стали

Поскольку мы узнали о различиях между нержавеющей сталью и другими металлами, давайте узнаем немного больше о том, что еще отличает нержавеющую сталь от других металлов. Начнем с того, что нержавеющая сталь может иметь разные сплавы и отделку, чтобы добиться разных результатов.

Например, нержавеющая сталь на углеродной основе прочнее и служит дольше, чем другие сплавы. В результате вы, вероятно, найдете углеродистую нержавеющую сталь в производстве пищевой посуды и посуды.

Что касается хрома, этот тип нержавеющей стали не тускнеет и устойчив к коррозии. В результате нержавеющая сталь на основе хрома более распространена в архитектуре.

С другой стороны, нержавеющая сталь на основе никеля помогает улучшить коррозионно-стойкие свойства стали при формовании и сварке материалов. Кроме того, использование никеля в нержавеющей стали делает материал более гибким.

В целом, нержавеющая сталь является одним из лучших металлов для использования во многих отраслях промышленности. Тем не менее, лучший тип доступен по цене и может помочь обеспечить бесперебойную работу производства и улучшить производство в отрасли.

Custom Manufacturing and Polishing Inc.