Нержавейка это что: Нержавеющая сталь — Что такое Нержавеющая сталь?

Почему ржавеет нержавейка | Полезные статьи о металлопрокате

• Отличие нержавейки от простой стали
• Факторы, вызывающие коррозию
• Точечная коррозия
• Биметаллическая/гальваническая коррозия
• «Пересадка» простого железа
• Интеркристаллическая коррозия
• Щелевая коррозия
• Эрозивная коррозия

• Фактор обработки
• Уход за металлом

По общему мнению, нержавеющая сталь – это суперсплав, который никогда не ржавеет. Но это предположение не совсем верно, ведь при определенных условиях даже нержавейка подвержена коррозии.

Существует четыре основных типа нержавеющих сталей: аустенитная, ферритная, мартенситная и дуплексная.

1. Аустенитная является доминирующей в промышленности и составляет более 70% от общего объема производства. В ее составе присутствует максимум 0,15% углерода и минимум 16% хрома, что обеспечивает очень надежную защиту от ржавчины.
2. Ферритная имеет более низкую коррозионную стойкость по сравнению с аустенитными марками, но работает лучше, чем мартенситная.
3. Мартенситная образуется в процессе закалки (быстрого охлаждения) аустенитной стали. Она отличается высочайшей стойкостью к истиранию и высокой прочностью. Этот тип стали используется во многих малоинвазивных средах, в том числе при производстве хирургических инструментов.
4. Дуплексные стали, имеющие в себе аустенитную и ферритную фазы, обладают высокой стойкостью к локальной коррозии, особенно к точечной, щелевой и коррозионному растрескиванию под напряжением.

Так почему ржавеет нержавейка? Поговорим об этом ниже.

Отличие нержавейки от простой стали

Первое, что нужно знать о нержавеющей стали – это то, что на рынке существует бесчисленное множество ее составов. То, что отличает их от простого стального сплава (помимо наличия различных компонентов металлов в разных соотношениях) – это защитный оксидный слой на поверхности. Пока он остается неповрежденным, металл будет сохранять все свои прочностные характеристики. Но почему на поверхности нержавейки образовывается оксидный слой? Ответ кроется в конкретных элементах, используемых в большинстве ее видов: железо, марганец, кремний, углерод и хром. В некоторые марки также добавляют никель и/или молибден для дальнейшего улучшения характеристик оксидного слоя. Из перечисленных выше элементов хром оказывает наибольшее влияние на стойкость нержавейки к ржавчине. Это означает, что сплавы с высоким содержанием хрома имеют наивысшую общую стойкость к коррозии, так как вступая в реакцию с атомами кислорода, атомы хрома образуют плотный оксидный слой, препятствующий дальнейшему протеканию реакции. Специальные добавки, такие как молибден, повышают стойкость сплава к определенным агрессивным химическим веществам. Например, нержавейка марки 316 содержит молибден, которого нет в сплаве марки 304, поэтому она более устойчива к хлоридам.

Факторы, вызывающие коррозию

Есть ряд причин, по которым на изделии из нержавейки может образоваться ржавчина. Поскольку существуют сотни различных сплавов, следует учитывать тот факт, что среда, которая приводит к коррозии одного типа стали, может вовсе не повлиять на другой. Перечислим несколько основных факторов, ведущих к развитию ржавчины:

Точечная коррозия

Это точечные, проникающие вглубь, повреждения структуры металла, возникающее из-за нарушения поверхностного слоя. Точечная коррозия может развиваться на поверхности материала вследствие нехватки кислорода в определенной области. В этом случае зона, где наблюдается нехватка кислорода становится анодной, избыток – катодной.

Многие типы сплавов нержавейки подвержены сильной точечной коррозии при воздействии сред, богатых хлоридами (например, солью). Так, сплав марки 304 при использовании на морском транспорте может начать страдать от точечной коррозии в результате контакта с морской водой или с морским бризом, обогащенным солью. Чтобы избежать точечной коррозии, важно использовать нержавеющую сталь, обладающую особой стойкостью к хлоридам, например, марку 316. В качестве альтернативы металл можно обработать специальным покрытием для предотвращения прямого контакта с хлоридами в окружающей среде.

Биметаллическая/гальваническая коррозия

Биметаллическая коррозия может возникать в том случае, когда свариваются вместе два разнородных металла. Поскольку, когда два металла с разными свойствами соединяются через общий электролитический материал, может возникнуть протекание электрического тока от одного материала к другому. Это приводит к тому, что металл, легче принимающий новые электроны станет «анодом» и начнет быстрее коррозировать.

Скорость распространения ржавчины будет меняться в зависимости от следующих факторов:

• типа соединяемой нержавеющей стали;
• вида электролита;
• температуры и влажности окружающей среды, а также общей площади поверхности металлов, которые контактируют с друг другом.

Лучшая профилактическая мера от биметаллической коррозии – нанесение специального покрытия на металлы, предотвращающего поток электронов от катода к аноду.

Следует также отметить, что использование присадки для сварных швов, которая слишком отличается от соединяемых металлов, также может привести к гальванической коррозии в месте сварки.

«Пересадка» простого железа

В некоторых случаях остатки твердых частиц от простой стальной или железной заготовки могут переноситься на поверхность нержавеющей детали. Эти частицы могут нарушить защитный оксидный слой заготовки, что в последующем приведет к ржавлению.

Разница между этой проблемой и проблемой биметаллической коррозии заключается в том, что в этом случае контакт между разнородными металлами является чисто случайным и, как правило, происходящим без ведома производителя. Самой распространенной причиной, по которой частицы простых металлов попадают на заготовку из нержавейки, заключается в том, что оборудование, используемое для обработки одного типа материала, может использоваться для другого без надлежащей очистки между рабочими процессами. Чтобы предотвратить пересадку частиц важно тщательно очищать оборудование при переходе с металла на металл.

Интеркристаллическая коррозия

При нагреве стали выше необходимой температуры происходит процесс сенсибилизации – межкристаллитной коррозии, приводящей к выпадению кристаллов стали с поверхности материала. Атомы углерода изымают из сплава атомы хлора, что приводит к понижению процентного содержания хрома. Когда сенсибилизированные стали начинают контактировать с той или иной агрессивной средой, межзеренная граница превращается в активный анод, а центр кристалла – в катод. При ослабевании межзеренных связей, кристаллы стали выпадают, оставляя небольшие ямки с черным налетом. При соблюдении температурного режима таких проблем не возникает.

Также межкристаллитная коррозия может возникать при сварке. Для ферритных сплавов температура, ведущая к появлению ржавчины, равняется +900 градусов, для аустенитных +450 градусов. Чтобы предотвратить ржавление стали зоны сварных швов обрабатывают специальными составами. Пассивация (так называется процесс обработки) направлена на восстановление защитного слоя металла в местах сварки. Для этого используют различные пасты и гели, лимонную или азотную кислоту.

Щелевая коррозия

Развивается в тех местах, где есть небольшие зазоры между сталью и другой деталью конструкции. Примером такого типа ржавления может быть проникновение влаги под крепежные элементы внутрь изделия. В этом случае в зазоре скапливаются агрессивные ионы, которые вытесняют кислород, что и приводит к появлению ржавчины. Щелевая коррозия может образовываться между двумя соединяемыми поверхностями – двумя металлами или между металлом и неметаллом.

Эрозивная коррозия

Происходит по причине уничтожения оксидной пленки тем или иным абразивом. Если нержавейку регулярно подвергать воздействию абразивной жидкости, ее защитный слой будет разрушаться, что приведет к проявлению ржавчины. Чтобы этого избежать важно отказаться от обработки поверхности изделий из нержавейки абразивными веществами. Особенно пагубное влияние на нержавеющие стали оказывает хлор, именно поэтому при очистке изделий нельзя использовать хлорсодержащие средства.

Фактор обработки

Немаловажным фактором в образовании ржавчины является вид обработки поверхности. Так, к примеру, изделия с более гладкой поверхностью гораздо устойчивее к ржавлению, чем нержавеющие изделия с шероховатой. Все дело в том, что шероховатые поверхности быстрее загрязняются и нуждаются в большем уходе. Если элементы с шероховатой поверхностью, выполненные из нержавейки марки 304, будут использоваться в пищевой промышленности либо морских условиях, они быстро выйдут из строя, так как быстро покроются коррозионными пятнами.

Уход за металлом

Нержавеющая сталь отличается высокой прочностью и долгие годы сохраняет свои эстетические качества. Однако для того чтобы она полностью оправдала свое название, за ней следует регулярно ухаживать, ведь данный материал, как и другие металлы, подвержен воздействию многих разрушающих факторов.

Чтобы предотвратить развитие коррозии еще на этапе производства, важно предотвратить
контакт нержавейки с железом или обычной сталью. Это требует бдительности при очистке оборудования, рабочих столов, инструментов, складских помещений, токарных валиков и так далее. Любые частицы пыли углеродистой стали, оседающие на нержавейке во время изготовления, могут загрязнить ее поверхность, увеличивая вероятность образования ржавчины. Также важно соблюдать правила сварки и последующей обработки металла.

Как в загородных условиях, так и в условиях городской среды нержавейка нуждается в регулярной очистке – мытье теплой водой с содержанием ПАВ. При этом следует избегать использования очистителей, в которых содержатся хлориды и аммиак. В быту для очистки нержавейки часто применяют 8% лимонную кислоту. Если на поверхности нержавейки стали появляться пятна или ямки, необходимо обработать эти места жесткой губкой. Устранять окислы железа лучше всего специальными средствами, которые представлены на современном рынке в широком ассортименте. Регулярная чистка нержавейки увеличивает срок ее службы и улучшает внешний вид.

➥Аналоги нержавеющей стали: характеристики, свойства, применение нержавейки

Содержание

Таблица с названиями нержавеющей стали в США, ЕВРОПЕ, СНГ.

ОБОЗНАЧЕНИЕ МАРКИ СТАЛИ			УСРЕДНЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, %
Европа (EN)	США (AISI)	СНГ (ГОСТ)	C	Cr	Ni	Mo	Ti
1.4301	AISI 304	08Х18Н10	0,08	18,0-19,0	8,0-10,0	—	—
1.4307	AISI 304L	04Х18Н11	0,02	18,0-20,0	10,0-12,0	—	—
1.4401	AISI 316	08Х17Н14М2	0,08	16,0-18,0	10,0-14,0	2,0-2,5	—
1.4404	AISI 316L	03Х17Н14М3	0,03	17,0-19,0	10,0-14,0	2,0-3,0	—
1.4571	AISI 316Ti	08Х17Н13М2Т	0,08	16,0-18,0	11,0-12,5	2,0-3,0	0,3-07
1. 4541	AISI 321	08Х18Н10Т	0,08	17,0-19,0	9,0-12,0	—	0,3-0,7
1.4006	AISI 410	12Х13	0,15	11,5-13,5	—	—	—
1.4000	AISI 410S	08Х13	0,08	12,0-14,0	—	—	—
1.4016	AISI 430	12Х17	0,08	16,0-18,0	—	—	—

Эту же таблицу можете скачать в формате PDF.

Нержавеющая сталь – это разновидность легированной стали, устойчивая к коррозии за счет содержания хрома – 12% и более. В присутствии кислорода образуется оксид хрома, который создает на поверхности стали инертную пленку, защищающую все изделие от неблагоприятных воздействий. Современный рынок может предложить различные марки нержавеющей стали для применения в самых разных отраслях промышленности.

Не каждая марка нержавеющей стали демонстрирует устойчивость хромоксидной пленки к механическим и химическим повреждениям. Хотя пленка восстанавливается под воздействием кислорода, были разработаны специальные марки нержавейки для применения в агрессивных средах.

В Украине развита сталелитейная промышленность и существуют собственные обозначения для марок стали, однако самые популярные марки имеют зарубежные аналоги. Это стали так называемых 300-й и 400-й серий, которые отличаются высокими характеристиками коррозионной стойкости, устойчивости к агрессивным средам, пластичности и прочности. Они практически универсальны и применяются для производства самой разнообразной продукции – от медицинских инструментов до крупных строительных конструкций. 200-я серия постепенно догоняет их по популярности за счет выгодного соотношения цена-качество.

AISI 201 AISI 303  AISI 304  AISI 310S  AISI 316  AISI 316L  AISI 316Ti AISI 317L AISI 321  AISI 430  AISI 308LSi  AISI 431  AISI 904L  03Х17Н14М3  06ХН28МДТ  08Х18Н10 10Х17Н13М2 10Х17Н13М2Т  12Х15Г9НД  12Х17  12Х18Н9  12Х18Н10Т  14Х17Н2 20Х23Н18 Жаропрочная  Пищевая  Декоративная  Кислотостойкая     

Виды стали 300-й серии

Хромникелевая нержавейка этой группы по своему химическому составу бывает аустенитная, аустенитно-ферритная и аустенитно-мартенситная, в зависимости от процентного содержания углерода, никеля, хрома и титана. Это самая универсальная нержавейка, свойства которой обеспечивают ей неизменно высокий спрос на рынке.

Нержавеющая сталь AISI 304 (08Х18Н10)

Востребованная во всех отраслях промышленности, еще ее называют «пищевой нержавейкой». Ее химический состав и свойства делают ее наиболее подходящей для применения в пищевой промышленности. Она легко поддается сварке, показывает высокие характеристики коррозийной стойкости в агрессивных средах. Ее также часто выбирают для химической, фармацевтической, нефтяной и текстильной промышленности.

Нержавеющая сталь AISI 316 (08Х17Н14М2)

Нержавейка AISI 316 (кислотостойкая нержавеющая сталь) получается, если добавить в 304-ю нержавейку молибден, что еще больше повышает коррозионную устойчивость и способность к сохранению свойств в агрессивных кислотных средах, а также при высоких температурах. Эта нержавеющая сталь дороже, чем 304, она используется в химической, нефтегазовой и судостроительной промышленности.

Нержавеющая сталь AISI 316Ti (10Х17Н13М2Т)

Эта марка стали нержавейки содержит небольшое количество титана, повышающего прочность материала, делающего его устойчивым к высоким температурам, а также к ионам хлора. Используется в сварных конструкциях, для изготовления лопастей газовых турбин, в пищевой и химической промышленности. Доступная цена и высокие технические характеристики делают эту нержавеющую сталь очень популярной.

Нержавеющая сталь AISI 321 (12-08Х18Н10Т)

Нержавеющая сталь, характеристики которой обусловлены повышенным содержанием титана. Легко поддается сварочной обработке, устойчива к температуре до 800 С. Широко востребована для изготовления бесшовных труб, а также трубопроводных фитингов — фланцев, тройников, отводов и переходов.

Виды стали 400-й серии

Эта серия имеет более узкий диапазон, чем 300-я. К ней относится нержавейка с высоким содержанием хрома, – других легирующих элементов в ней почти не содержится, что положительно сказывается на ее стоимости. Низкое содержание углерода делает эти нержавейки пластичными и хорошо свариваемыми.

Нержавеющая сталь AISI 430 (12Х13)

Это нержавейка с высоким процентом хрома и низким – углерода. Такое соотношение способствует высокой прочности и одновременно пластичности. AISI 430 хорошо гнется, сваривается, штампуется. Сохраняет свои свойства в коррозионно опасных и серосодержащих средах, устойчива к резким перепадам температуры. Используется в нефтегазовой промышленности, а также в качестве декоративного материала для отделки зданий и помещений.

Виды стали 200-й серии

Пока можно говорить только об одной марке стали в этой серии, но она успешно догоняет своих конкуренток в сериях 300 и 400.

Нержавеющая сталь AISI 201 (12Х15Г9НД)

Сталь нержавеющая марки AISI 201 значительно дешевле аналогичной по свойствам нержавейки других серий. В ней дорогой никель частично заменен марганцем и азотом. Выгодно сбалансированный химический состав делает характеристики нержавейки AISI 201 не уступающими AISI 304 и AISI 321. В пищевой промышленности и медицине ее уже не используют. Она нашла свое применение в декоративных целях. Используется также при изготовлении круглых и профильных труб, которые требуются для создания перил, поручней и ограждений.

Ржавеет ли нержавейка, почему это происходит и что делать

Ржавеет ли нержавейка и почему это всё-таки происходит – достаточно частые вопросы от покупателей легированного сплава. На коррозионную стойкость способны повлиять два фактора: эксплуатация материала в агрессивной среде и нарушения в его структуре. Мы рассмотрим подробнее причины ржавчины и методы её устранения, а также принципы правильного ухода за материалом.

Основные причины появления ржавчины

Нержавеющий металлопрокат имеет стойкость к коррозии за счёт наличия в составе определённой доли хрома. Когда данный элемент имеется в сплаве в необходимом количестве, то при взаимодействии с опасной средой (кислоты, щелочи, вода и даже воздух) создаёт защитный слой оксида CrO. Именно его непроницаемый слой не позволяет коррозии распространяться.

Так почему ржавеет нержавейка, состав которой обеспечен хромом? На стали возникает ржавчина во всех тех случаях, когда легирующего компонента не хватает для образования и стабилизации достаточного оксидного слоя. Даже контакты с обычной низколегированной либо же углеродистой сталью могут стать непосредственной причиной коррозии на нержавейке.

Известно, что нержавейка ржавеет после сварки с применением порошковой проволоки. На неподготовленной стороне материала свободное железо может задержаться тонким слоем и заржаветь при отсутствии очистки химическим либо же абразивным методом. Понимание, почему ржавеют сварные швы на нержавейке, позволяет избежать неприятного процесса.

Особенности предназначения материала

Также важно понимать, что не всех видов нержавеющая сталь предусмотрена для эксплуатации во всех возможных агрессивных средах. Например, обычная нержавейка ржавеет в условиях пищевого производства, где применяются чистящие средства с содержанием хлора. Это же происходит с материалом, который не предназначен для использования в морской воде.

Выбирая конкретный легированный материал, необходимо изучить его состав и особенности. Технология изготовления стали должна предусматривать её назначение и специфику эксплуатации. Ржавеет нержавейка также вследствие механических повреждений либо непредусмотренной термообработки. Этот процесс называют точечной коррозией, которую можно устранить.

Основные методы устранения

Приобретенная нержавейка ржавеет, что делать в такой ситуации? Основной метод очистки известен, как пассивация металла и предполагает переход его поверхности в пассивное состояние. Этот процесс связан с образованием на материале тонких слоев соединений, которые и препятствуют коррозии. Они позволяют тормозить или добиться полного прекращения процесса коррозии.

Когда люди понимают причины, почему ржавеет нержавеющая сталь, то часто прибегают к простым методам очистки. Для удаления ржавчины достаточно мытья при помощи теплой воды и обычных моющих средств. Ни в коем случае нельзя применять дезинфицирующие порошки и жидкости, которые в составе содержат хлор. Этот элемент быстро разрушает нержавеющую сталь.

Существуют также специальные средства для ухода за нержавеющей сталью, которые обеспечивают полирующий эффект. Важно понимать, применение подобных средств может привести к деформированию фактуры поверхности в области применения. Интенсивная полировка может испортить внешний вид изделия, что особенно актуально для матовых типов поверхностей.

С целью удаления ржавых пятен сегодня используются мыльные растворы и органические растворители. Для особо тяжёлых случаев возможна шлифовка и обработка определёнными химическими компонентами. Когда речь идёт о царапинах изделий неглубокого характера, возможна полировка нейлоном. В каждом случае важен особый подход.

Уход за нержавеющей сталью

Прежде всего изделия из нержавейки важно содержать в чистоте. В процессе их очистки, движения нужно осуществлять по направлению линий шлифовки, исключая круговые движения по поверхности. Регулярный и грамотный уход – основная причина, почему нержавейка не ржавеет. Очень важно оберегать трубы из нержавейки от условий агрессивных сред.

В эксплуатации нержавейки важно предусмотреть отсутствие её контактов со сталью обычного вида. Проволочные щетки для неё подходят нержавеющие и больше никакие. Однако постоянное их применение тоже не рекомендуется, они на материале оставляют механические повреждения и этим способствуют образованию коррозии. Определить свободное железо на материале можно опрыскиванием водой и после выдержкой изделия во влажном состоянии.

Ржавеет ли нержавеющая сталь из-за других, пораженных коррозией изделий? Да! И поэтому контакт таких изделий нельзя допускать!

Необходима отвечающая высоким требованиям сталь?

Выбирайте материал с подходящими свойствами на нашем сайте и оставляйте заказ! В нашем ассортименте представлен материал самого разнообразного назначения!

Выводы

Мы рассмотрели, в каких случаях нержавейка ржавеет и как этого избежать. В первую очередь важно ответственно подойти к выбору материала. Покупая легированный сплав, необходимо отталкиваться от его назначения. До заказа обязательно получите консультацию от представителей производителя. Не стесняйтесь задавать вопросы об особенностях необходимого вам материала.

Чтобы обеспечить материалу долговечность и презентабельный вид, важно осуществлять за ним грамотный уход. Все изделия из нержавейки должны храниться в безопасных условиях, в сухом состоянии и без контакта с обычной сталью. Если ржавчина всё же проявилась, устранять ее нужно оперативно.

Если вам необходима нержавейка листовая или трубы из легированного материала, у нас можно оставить заказ на выгодных условиях!

Почему ржавеет нержавейка — блог компании Барион

Потребители, приобретающие изделия из нержавеющей стали (пищевое и другое промышленное оборудование, сантехнику, фасадные, интерьерные декоративные элементы, столовые приборы и посуду, другое), ожидают, что их металлические поверхности будут долгое время радовать глаз своим благородным металлическим блеском, а целостность их конструкции ни при каких ситуациях не подвергнется никакому сомнению. Каково же бывает их разочарование, когда поверхность изделия из нержавейки покрывается грязными бурыми пятнами коррозии, напрочь теряя свои декоративные свойства. Нередки случаи, когда листовой металл нержавейки может даже проржаветь насквозь!

Что же происходит? Почему ржавеет нержавейка? Является ли нержавеющая сталь такой уж и нержавеющей? И почему одни изделия из нержавеющей стали на протяжении многих лет сохраняются в прекрасном состоянии, а другие покрываются отвратительной ржавчиной, теряют свою декоративную привлекательность, а иногда и механическую целостность (корродируют насквозь)?

Первой приходит в голову мысль о качестве нержавейки. «Опять подсунули некачественное китайское» — обычно скажет пострадавший потребитель. И будет прав лишь отчасти.

Что такое нержавеющая сталь?

Нержавеющими называются высоколегированные стали, насыщенные легирующими элементами, преимущественно такими, как хром, никель, молибден. То есть, это фактически сплавы разных металлов, в которых железо (Fe) выступает основой, преобладающим элементом. Для приобретения таким сплавом коррозионной стойкости процент содержания легирующих элементов имеет определяющее значение.

Так, низколегированные стали, в которых доля легирующих элементов составляет до 8 процентов, по своей коррозионной стойкости не сильно превосходят обычные углеродистые стали. В свою очередь, высоколегированные хромистые стали, которые уже обладают хорошей коррозионной стойкостью, имеют содержание легирующих элементов от 10 – 11 процентов и больше. Хром-никелевые стали, которые отлично противостоят коррозии, имеют содержание легирующих элементов уже в районе 30 процентов. Самые лучшие хром-никелевые и хром-никель-молибденовые коррозионностойкие стали имеют легирование на уровне около 50 процентов. А исключительно устойчивые нержавейки, так называемые дуплексные, к тому же имеют сложный (смешанный) кристаллический состав, аустенитно- ферритный или аустенитно-мартенситный.

За счет чего нержавеющая сталь противостоит коррозии?

Коррозионная устойчивость нержавеющей стали имеет поверхностный характер. Она имеет место за счет тонкой оксидной пленки, которую образуют на поверхности металла легирующие элементы – хром (оксид хрома Cr2O3) и никель (соответственно, оксид никеля NiO).

Такой же характер коррозионной стойкости имеет еще один конструкционный металл – алюминий, образующий на поверхности пленку оксида алюминия (корунда) Al2O3. Но между алюминием и нержавейкой имеется существенная разница – образующаяся корундовая пленка на алюминии весьма толстая, заметная даже невооруженным взглядом, из-за чего алюминий быстро теряет свой металлический блеск (и соответственно – декоративную привлекательность). В свою очередь защитная пленка окислов хрома и никеля на нержавейке очень тонкая, благодаря чему яркий металлический блеск у нержавейки сохраняется на очень продолжительное время.

К достоинствам защитных окислительных пленок Cr2O3 иNiO на поверхности нержавеющих сталей также относится их высокая скорость образования. Так, даже проделывание глубоких царапин на поверхности детали из нержавейки совершенно не обязательно приводит к образованию здесь очагов коррозии. На этом достоинстве оксидных пленок хрома и никеля основываются основные приемы и способы ухода за нержавеющими сталями, которые заключаются просто в поддержании их поверхности в чистоте, ликвидации условий для образования застойных зон и явлений.

Случаи коррозии с не совсем «нержавейкой»

Да, случаи реализации под видом качественной нержавейки сравнительно дешевых низколегированных сталей действительно имеют место. Как известно, коррозионная стойкость низколегированной стали не сильно отличается от таковой у простой углеродистой стали. Если в атмосферных условиях, на открытом воздухе еще некоторое время удается сохранить видимость ее коррозионной стойкости, то при соприкосновении с мало-мальски агрессивными средами (водой, солевыми, щелочными, кислотными растворами) признаки коррозии такого металла скрыть уже практически невозможно.

И тем не менее, случаи коррозии нержавейки далеко не сводятся только к качеству металла, проценту содержания в сплаве легирующих элементов. К сожалению, в определенных условиях, корродирует даже качественная нержавеющая сталь.

Так почему ржавеет нержавейка, даже качественная?

Наличие коррозионных очагов на поверхности даже качественной нержавеющей стали, самых популярных марок 304 или 316 – широко известное и распространенное явление. Что же стает их причиной?

Повсеместно распространенные хлор и хлориды (например, в составе бытовой химии), а также другие галогены и их соединения (бром, фтор, йод) являются «злейшими врагами» оксида хрома Cr2O3. Потому даже непродолжительный контакт нержавеющей стали с хлорсодержащими веществами, такими как хлорные отбеливатели или чистящие средства (типа «Белизны») может привести к образованию на ней точечных, и даже площадных очагов коррозии. Также высоколегированная нержавейка плохо противостоит длительному контакту с соленой морской водой, где хлор присутствует в виде ионов, как результат диссоциации соли NaCl. Забегая наперед, отметим, что добавление в состав нержавеющей стали легирующего элемента молибдена в количестве 3 – 4 процентов позволяет существенно повысить ее стойкость к воздействию хлора и хлоридов.

Кроме повреждения галогенами и галогенидами, коррозия нержавеющей стали может иметь и высокотемпературную природу, связанную с процессом выжигания из ее состава легирующих элементов. В результате, лишенная части хрома и никеля, нержавейка в местах высокотемпературного контакта корродирует по типу обычной углеродистой стали. Это может происходить в районе сварочного шва, или в местах абразивной заточки режущего инструмента, изготовленного из нержавейки.

Виды коррозии нержавеющей стали

Как теперь уже ясно, условия для коррозии нержавеющей стали возникают в местах, где создаются условия для долговременного нарушения целостности защитной оксидной пленки.

1. Щелевая коррозия. Обычно происходит в области щелей, которые образуются между разными деталями и разными материалами, в районе стыков, крепежных элементов, прокладок и т. д. В щелевых зазорах образуются застойные зоны, в которых возникает дефицит кислорода, и переизбыток хлоридов. Скопившиеся хлориды повреждают на поверхности металла защитную оксидную пленку, и препятствуют ее восстановлению. В результате, в месте такого повреждения возникает анодная зона, а зона снаружи с избытком кислорода играет роль катодной зоны. Начавшись на поверхности под химическим воздействием, дальнейшая коррозия развивается в глубь металла по электрохимическому принципу.

    

2. Точечная коррозия. Механизм ее возникновения практически такой же, как и у щелевой. Начало ему дает точечное химическое повреждение хлоридами (галогенидами) защитной оксидной пленки в местах застойных явлений с дефицитом кислорода, образующихся в районах глубоких царапин, налипших загрязнений, которые образуются на поверхности металла. Если такое застойное явление существует продолжительное время, то на поверхности металла возникают точечные питинги, и коррозия продолжает проникать в глубь металла, уже в условиях развития электрохимического процесса. Так, достаточно высокой является вероятность поражения точечной коррозией даже поверхности целостной (не поцарапанной) нержавейки, имеющей высокую шероховатость (низкий квалитет обработки), которая способствует налипанию и накоплению на ней загрязнений. В то же время наилучшим образом противостоит точечной коррозии максимально гладкая, шлифованная или полированная поверхность деталей из нержавеющей стали, на которой условия для налипания и накопления загрязнений самые худшие.

    

3. Коррозия сварочного шва. В районе высокотемпературного сварочного шва, которым соединяются разные детали из нержавеющей стали, существует высокая вероятность возникновения коррозии металла. Во-первых, в этом месте наблюдается частичное выжигание из состава металла легирующих элементов. А во-вторых, поверхность сварочного шва, как правило, имеет высокую степень шероховатости, вплоть до образования пористой и щелевой структуры, которые способствуют возникновению коррозии по щелевому и точечному типу.

    

4. Сенсибилизация металла (ножевая коррозия). Сенсибилизация нержавеющей стали – это разновидность коррозии металла, которая развивается в межкристаллическом пространстве, ставая причиной выпадения из его кристаллической структуры целых металлических зерен, с образованием на поверхности локализованных глубоких каверн и раковин. Наиболее часто сенсибилизация наблюдается на поверхности режущих инструментов из нержавеющей стали, постоянно подвергающихся местному перегреву при их затачивании абразивным инструментом.

Таким образом, нержавеющая сталь, при ближайшем рассмотрении, оказывается не такой уже и коррозионностойкой. В определенных условиях: при контакте с хлоридами, фторидами, йодом, бромом, при длительном воздействии морской воды и других концентрированных солевых растворов, в условиях длительного загрязнения, в застойных условиях щелевых структур – коррозия нержавейки стает практически неизбежным явлением. Что резко подрывает ценность ее применения как в декоративных, так и технологических целях.

Но ситуация с коррозионной стойкостью нержавеющих сталей, даже в сложных условиях эксплуатации, является далеко не безнадежной. Ведь люди давно научились бороться с различными видами и проявлениями коррозии металлов. Для этого практикуются соответствующие приемы и способы защиты металлов от коррозии, и нержавеющая сталь в этом ряду не является исключением.

Способы и материалы для определения нержавеющей стали

Город не выбран

Москва

Нижний Новгород

Алатырь

Арзамас

Архангельск

Астрахань

Бабаево

Балахна

Балашиха

Башкортостан

Белгород

Богородск

Бор

Борисоглебск

Брянск

Бузулук

Буй

Великий Новгород

Великий Устюг

Ветлуга

Вичуга

Владимир

Волгоград

Волжск

Вологда

Володарск

Воронеж

Ворсма

Воскресенск

Воткинск

Выкса

Вытегра

Гаврилов-Ям

Глазов

Горбатов

Городец

Городище

Грязовец

Данилов

Дзержинск

Димитровград

Долгопрудный

Домодедово

Дубна

Екатеринбург

Жуковский

Заволжье

Заречный

Звенигово

Зеленодольск

Земетчино

Зубова Поляна

Иваново

Ижевск

Йошкар-ола

Казань

Калуга

Камбарка

Каменка

Канаш

Карелия

Кинешма

Киров

Клин

Княгинино

Ковров

Ковылкино

Козловка

Козьмодемьянск

Коломна

Комсомольский

Королев

Кострома

Кохма

Красногорск

Краснодар

Краснослободск

Кстово

Кузнецк

Кулебаки

Курган

Курск

Липецк

Лобня

Лукоянов

Лысково

Люберцы

Магнитогорск

Мариинский Посад

Марий Эл

Можга

Мордовия

Муром

Мытищи

Набережные Челны

Навашино

Нерехта

Нижнекамск

Нижний Ломов

Нижний Тагил

Никольск

Новочебоксарск

Ногинск

Одинцово

Орел

Оренбург

Орехово-Зуево

Павлово

Пенза

Первомайск

Переславль-Залесский

Пермь

Петрозаводск

Подольск

Псков

Пушкино

Раменское

Реутов

Родники

Ростов

Ростов-на-Дону

Рузаевка

Рыбинск

Рязань

Салават

Самара

Санкт-Петербург

Саранск

Сарапул

Саратов

Саров

Семёнов

Сергач

Сергиев Посад

Сердобск

Серпухов

Смоленск

Сокол

Ставрополь

Стерлитамак

Сызрань

Тамбов

Татарстан

Тверь

Тейково

Тольятти

Торбеево

Тотьма

Тула

Тутаев

Тюмень

Углич

Удмуртия

Ульяновск

Урень

Уфа

Фурманов

Химки

Цивильск

Чамзинка

Чебоксары

Челябинск

Череповец

Чехов

Чкаловск

Чувашия

Шахунья

Шумерля

Шуя

Щелково

Электросталь

Ярославль

Армения

Казахстан

Узбекистан

Выбрать регион?

Поиск

Нержавеющий и цветной металлопрокат с доставкой по РФ и СНГ. С 2009 года.

Город не выбран

Москва

Нижний Новгород

Алатырь

Арзамас

Архангельск

Астрахань

Бабаево

Балахна

Балашиха

Башкортостан

Белгород

Богородск

Бор

Борисоглебск

Брянск

Бузулук

Буй

Великий Новгород

Великий Устюг

Ветлуга

Вичуга

Владимир

Волгоград

Волжск

Вологда

Володарск

Воронеж

Ворсма

Воскресенск

Воткинск

Выкса

Вытегра

Гаврилов-Ям

Глазов

Горбатов

Городец

Городище

Грязовец

Данилов

Дзержинск

Димитровград

Долгопрудный

Домодедово

Дубна

Екатеринбург

Жуковский

Заволжье

Заречный

Звенигово

Зеленодольск

Земетчино

Зубова Поляна

Иваново

Ижевск

Йошкар-ола

Казань

Калуга

Камбарка

Каменка

Канаш

Карелия

Кинешма

Киров

Клин

Княгинино

Ковров

Ковылкино

Козловка

Козьмодемьянск

Коломна

Комсомольский

Королев

Кострома

Кохма

Красногорск

Краснодар

Краснослободск

Кстово

Кузнецк

Кулебаки

Курган

Курск

Липецк

Лобня

Лукоянов

Лысково

Люберцы

Магнитогорск

Мариинский Посад

Марий Эл

Можга

Мордовия

Муром

Мытищи

Набережные Челны

Навашино

Нерехта

Нижнекамск

Нижний Ломов

Нижний Тагил

Никольск

Новочебоксарск

Ногинск

Одинцово

Орел

Оренбург

Орехово-Зуево

Павлово

Пенза

Первомайск

Переславль-Залесский

Пермь

Петрозаводск

Подольск

Псков

Пушкино

Раменское

Реутов

Родники

Ростов

Ростов-на-Дону

Рузаевка

Рыбинск

Рязань

Салават

Самара

Санкт-Петербург

Саранск

Сарапул

Саратов

Саров

Семёнов

Сергач

Сергиев Посад

Сердобск

Серпухов

Смоленск

Сокол

Ставрополь

Стерлитамак

Сызрань

Тамбов

Татарстан

Тверь

Тейково

Тольятти

Торбеево

Тотьма

Тула

Тутаев

Тюмень

Углич

Удмуртия

Ульяновск

Урень

Уфа

Фурманов

Химки

Цивильск

Чамзинка

Чебоксары

Челябинск

Череповец

Чехов

Чкаловск

Чувашия

Шахунья

Шумерля

Шуя

Щелково

Электросталь

Ярославль

Армения

Казахстан

Узбекистан

Выбрать регион?

info@metalinox. ru

Нержавеющая сталь — один из наиболее востребованных видов металла, получивший широкое применение в разных областях жизнедеятельности человека. Изделия из нержавейки используют в промышленной сфере, медицине и в бытовых целях. В категорию входят сплавы железа с добавлением углерода и металлов, стойких к коррозии: никеля, кобальта, меди, титана и др.

К преимуществам легированной стали можно отнести неподверженность коррозийным изменениям, максимальную стойкость к повышенной влажности и влиянию агрессивных сред. Как можно определить нержавейку и какие для этого существуют способы? Читайте об этом в нашей публикации.

Распространенные методы для определения нержавеющего сплава

Проверка искрой

Один из способов протестировать металл — это проверить его на искру. Чем больше в сплаве углерода, тем больше высекается искр. Марка нержавеющей стали определяется в соответствии с цветом высекаемой искры — у низкоуглеродистых марок он светлый. Блестящие и яркие искры свидетельствуют о повышенной концентрации титана.

Чтобы наиболее точно определить нержавейку, внимание также обращают на форму вспышек и их длину. Нержавеющий сплав отличают редкие удлиненные искры, желтые у основания и белые на концах. Наиболее длинные искры (до 1 м) укажут на наличие азота, входящего в состав сплава. Темно-красные вспышки говорят о высокой концентрации кобальта или никеля. Чтобы высечь искру, поверхность металла шлифуется болгаркой.

Магнит

Принято считать, что нержавеющие сплавы не магнитятся. Это будет неправильным мнением, поскольку некоторые виды все же имеют свойства магнетизма. Так как магнит не оказывает влияния на все виды стали, с его помощью невозможно точно выявить нержавейку, но можно определить ее разновидность.

Раствор соли

Метод поможет выявить сталь, восприимчивую к коррозийным поражениям, поскольку концентрированный раствор соли провоцирует быстрое появление ржавчины. Для этого образец помещается в раствор на сутки. Нержавеющая сталь, обладающая максимальной устойчивостью к агрессивному влиянию, останется неизменной.

Смесь сульфида и перекиси водорода

При нанесении на срез реагент приведет к потемнению, если в сплаве присутствует цветной металл.

Медный купорос

Металлическая поверхность предварительно зачищается наждачной бумагой, после чего на нее наносится капля концентрированного купороса. Сплав, подверженный ржавчине, покроется красноватой пленкой.

Световой отлив

На поверхности нержавейки виден желтовато-синий отлив.

Уксусная кислота

Образец необходимо будет поместить в 2% уксус (либо другую кислую среду) на одни сутки. Сплав, подверженный коррозии, станет темным, нержавеющий же останется без изменения.

Азотная кислота

При вступлении в реакцию с низкоуглеродистой сталью, кислота вызовет образование едких паров. Нержавеющий металл в реакцию не вступит.

Как оценивается качество нержавеющих сплавов?

На качество нержавеющей стали оказывает влияние несколько факторов, начиная от количества примесей и заканчивая способом их соединения. К более дорогостоящим видам нержавейки относят сплавы с повышенным содержанием никеля. Наибольшее распространение получила сталь марки A2, содержащая 18% хрома и 10% никеля.

Качество металла можно оценить, налив на его поверхность немного солевого раствора. На высоколегированной стали следов не останется, а на некачественном сплаве раствор оставит бледно желтые разводы.

Возврат к списку

Можно ли использовать «нержавейку» и «обычную» сталь вместе?

Рекомендуется избегать прямого контакта метизов из разных металлов, особенно в узлах крепления.

Проблемы, возникающие при контакте крепёжного изделия из «обычных» углеродистых сталей с изделием из нержавеющих аустенитных сплавов,

изучены инженерами BEST-Крепёж по факту частых обращений в наш технический отдел.

Ниже рассмотрим основные причины, по которым нельзя допускать их контакта.

В нержавеющих сталях аустенитного класса по ГОСТ ISO 3506-2014 содержание легирующих элементов ≈30%.

Основные из них: хром (Cr≥15%) и никель (Ni≥8%).

Стали марки А4 дополнительно легируют молибденом в пределах 2-3%.

Такое содержание легирующих элементов обуславливает заметную разницу электродных потенциалов между «обычными» углеродистыми сталями и коррозионно-стойкими аустенитными сплавами.

В зависимости от активности электролита при контакте двух металлов с разными потенциалами растут риски возникновения контактной коррозии.

Согласно ГОСТ 5272-68:

«Контактная коррозия – это электрохимическая коррозия, вызванная контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите».

При контакте двух электрохимически разнородных металлов анодом выступает тот, потенциал которого более отрицательный.

Катодом — металл с более положительным потенциалом.

При возникновении контактной коррозии коррозионному разрушению подвергается анод.

Скорость растворения анода зависит, в первую очередь, от разности потенциалов между сплавами.

Но особенную опасность при этом представляет близость морского побережья и промышленных предприятий.

С одной стороны может показаться, что разница потенциалов между разными сталями не такая значительная, как например, у той же стали с алюминием.

Однако, разница потенциалов между «обычной» углеродистой сталью и нержавеющими аустенитными сплавами имеет место быть:

* «Теория коррозии и коррозионностойкие конструкционные сплавы.» Томашов Н.Д., Чернова Г.П. М.: Металлургия, 1986

К сожалению, нам не известны какие-либо научные исследования коррозионной стойкости крепёжных узлов, состоящих из аустенитной «нержавейки» и «обычной» углеродистой стали.

Однако, возникновение контактной коррозии между ними подтверждается частыми обращениями в технический отдел BEST-Крепёж по этому вопросу:

Следы коррозии на тросе из стали А2.

Среда эксплуатации: атмосферные условия вблизи с морским заливом.

Причина: посторонняя ржавчина.

Имеют место образования ржавчины на поверхности троса из стали А2 вследствие коррозии микрочастиц углеродистой оцинкованной стали, попадающих на трос при перемещении по нему стальных карабинов.

Рекомендации.

Воспользоваться средством для полировки нержавеющих сталей для удаления уже образовавшейся ржавчины с поверхности троса.

Для этих целей можно воспользоваться раствором окисляющих кислот, в частности 20% HNO₃.

Следы коррозии на головках болтов из стали А2.

Среда эксплуатации: атмосферные условия вблизи с морским заливом.

Причина: посторонняя ржавчина.

Следы коррозии находятся в верхнем левом углу каждой грани головки болта — это место контакта биты монтажного инструмента с головкой болта. Как известно, такие биты массово производят из обычной углеродистой стали.

В таком случае можно сделать вывод, что показанная на фото ржавчина на нержавеющем крепеже, не что иное, как коррозия микрочастиц углеродистой стали от монтажного инструмента.

Рекомендации.

Воспользоваться средством для полировки нержавеющих сталей для удаления уже образовавшейся ржавчины с поверхности головки болта.

Для этих целей можно воспользоваться раствором окисляющих кислот, в частности 20% HNO₃.

Следы коррозии на гайках из стали А4.

Среда эксплуатации: атмосферные условия вблизи с морским заливом.

Причина: посторонняя ржавчина.

Как и в предыдущем примере – не что иное, как коррозия микрочастиц углеродистой стали от монтажного инструмента.

Рекомендации.

Воспользоваться средством для полировки нержавеющих сталей для удаления уже образовавшейся ржавчины с поверхности гаек.

Для этих целей можно воспользоваться раствором окисляющих кислот, в частности 20% HNO₃.

Во всех перечисленных примерах микрочастицы углеродистой стали быстро корродируют из-за своего малого объема.

Как результат на поверхности нержавеющих метизов проявляются хорошо всем знакомые «рыжие пятна» ржавчины.

Стоит обратить внимание, что при кажущейся простоте решения проблемы – «обработал раствором и готово», остаются риски усугубления проблемы.

Если своевременно не удалить постороннюю ржавчину с поверхности коррозионно-стойкой стали, возникает риск возникновения точечной коррозии самого метиза.

Поэтому ГОСТ 9.005–72 исключает контакт между метизами из хромоникелевых аустенитных сплавов и углеродистыми сталями как в атмосферных условиях, так и в морской среде.

В этом вопросе инженеры технического отдела BEST-Крепёж присоединяются к требованиям ГОСТ-а, пусть даже от 1972 года, с учётом накопленного нами опыта.

Типы изделий из нержавеющей стали

Гиды

Поделиться:

Изделия из нержавеющей стали могут выиграть от состава сплава нержавеющей стали. Обычно он состоит из железа, небольшого количества хрома или других металлов, таких как никель и молибден. В результате изделия, изготовленные из нержавеющей стали, могут получить уникальные преимущества от этих легированных металлов, такие как полированная поверхность или способность противостоять коррозии и нагрузкам.

Типы готовых изделий из нержавеющей стали

Производство нержавеющей стали

Изображение предоставлено: AAA Metals Company

Нержавеющая сталь

доступна во многих различных марках, которые делятся на несколько семейных групп в зависимости от металлургических качеств. Семейства нержавеющей стали:

• Аустенитная нержавеющая сталь : Довольно распространены изделия из аустенитной нержавеющей стали серии 300. Марки 304 (18 процентов хрома и 8 процентов никеля) и 316 (16 процентов хрома, 10 процентов никеля и 2 процента молибдена) являются двумя вездесущими разновидностями. Большинство аустенитных марок могут быть закалены холодной обработкой, но не могут быть подвергнуты эффективной термообработке. Другие общие характеристики включают низкий магнетизм, коррозионную стойкость и хорошую формуемость.
• Ферритная сталь : Изделия из ферритной нержавеющей стали, классифицируемые в серии 400, обычно представляют собой сплавы железа и хрома. Они плохо подходят для методов термического упрочнения, но могут быть изменены путем холодной обработки. Общие характеристики ферритных нержавеющих сталей включают магнетизм, высокую пластичность и коррозионную стойкость. Тип 430 (16 процентов хрома) является широко используемым сортом в этом семействе.
• Мартенситная сталь : Мартенситная сталь, также входящая в серию 400, также представляет собой сплав железа с хромом. Они отличаются от ферритных марок способностью упрочняться термической обработкой. Большинство других характеристик аналогичны ферритному семейству (хорошая пластичность, магнетизм и коррозионная стойкость). Тип 410 — популярный технический сорт.
• Дуплекс : со структурой, сочетающей ферритные и аустенитные свойства, дуплексные сплавы состоят из более высоких уровней хрома (обычно от 18 до 28 процентов) и часто включают никель или молибден. Они прочнее аустенитных марок и обладают высокой устойчивостью к локальной коррозии.
• Дисперсионно-твердеющие сплавы : По химическому составу эти сплавы аналогичны мартенситным нержавеющим сталям, благодаря процессу дисперсионного твердения эти сплавы могут достигать повышенной прочности и коррозионной стойкости. Обычный изготовленный сорт — тип 17-4PH (17 процентов хрома и 4 процента никеля).

Применение изделий из нержавеющей стали

Нержавеющая сталь

может использоваться в самых разных производственных проектах. Это эффективный выбор для ситуаций, когда влага будет иметь прямой контакт с продуктом. Некоторые изделия, часто изготавливаемые из нержавеющей стали, включают:

• Посуда и столовые приборы
• Кухонная посуда (кастрюли, сковороды, приспособления для приготовления пищи и т. д.)
• Кухонные мойки
• Кухонные приборы (микроволновые печи, духовки, тостеры и т. д.)
• Садовое оборудование
• Мебель
• Строительные конструкции
• Эскалаторы
• Транспортные средства (поезда метро, ​​автомобили, самолеты и т. д.)
• Машины и оборудование для производства пищевых продуктов
• Топливные и химические танкеры

Что следует учитывать при изготовлении изделий из нержавеющей стали

Выбор правильного семейства и сорта нержавеющей стали для проекта может иметь важное значение. Некоторыми факторами, которые следует учитывать, являются характеристики предела текучести и скорости наклепа. Эти два атрибута влияют на то, какие типы нержавеющей стали лучше подходят для конкретных методов изготовления. Ниже приведены рекомендации по сопоставлению серии сплавов с технологией изготовления:

• Аустенитный : Хорошо подходит для сварки, прядения, пайки твердым припоем, холодной и горячей клепки, полировки, горячей и холодной штамповки, полировки и пайки. Также эффективен для вырубки, немагнитного шлифования, перфорации, холодной резки и механической обработки.
• Ферритный : Используется для вырубки, глубокой вытяжки и магнитного шлифования, пайки, полировки, горячей и холодной штамповки, полировки, горячей и холодной клепки, перфорации, холодной резки, пайки и пайки. Также поддается механической обработке и сварке.
• Мартенситный : Подходит для закалки на воздухе, штамповки, магнитного и немагнитного шлифования и термообработки. Хороший вариант для пайки, полировки, горячей штамповки, перфорации, полировки, холодной резки, пайки и пайки. Также полезен при механической обработке, сварке и прядении.

В то время как некоторые марки стали могут быть пригодны для таких методов, как волочение и деформационное упрочнение при использовании тонкой проволоки, этот процесс может стать непрактичным при больших диаметрах. Например, 5-миллиметровая проволока типа 304 будет равномерно закалена по сердцевине изготовленного изделия, в то время как 50-миллиметровая холоднотянутая проволока типа 304 в тех же условиях будет аналогично упрочнена снаружи, но значительно слабее в сердцевине. В связи с этим при работе с более широкими диаметрами может потребоваться выбор более медленной степени затвердевания.

Другие изделия из металла

• Как работают станки для отделки металла
• Взрывной гидроформинг
• Технология гидроформовки металлов
• Применение ротационной штамповки в профилегибочном производстве
• Пластик против. Изготовление металла — преимущества и недостатки
• Материалы, используемые при профилировании
• Гидроформинг в автомобильной промышленности
• Процесс экструзии алюминия и его применение
• Конструкционные алюминиевые профили
• Наплавка нержавеющей сталью
• Ведущие компании по производству штамповок глубокой вытяжки в США
• О формовке металлов — Краткое руководство
• Обзор процессов изготовления металлов
• Что такое ковка?
• Инструменты и оборудование для ковки металла, а также запасные части
• Понимание штамповки металлов
• Металлическая отделка – какие виды отделки существуют?
• Что такое глубокое рисование? Углубленный взгляд на формирование глубокой вытяжки
• Справочник по видам ковки — Холодная ковка и горячая ковка
• Что такое прецизионная штамповка? Взгляд на машину для штамповки металла
• Профилегибочная машина и процесс профилирования

Другие товары от Изготовление и изготовление на заказ

Найдите и оцените OEM-производителей, производителей на заказ, сервисные компании и дистрибьюторов.

Будьте в курсе отраслевых новостей и тенденций, анонсов продуктов и последних инноваций.

Найдите материалы, комплектующие, оборудование, расходные материалы для техобслуживания и многое другое.

Более 10 миллионов моделей от ведущих OEM-производителей, совместимых со всеми основными программными системами САПР.

Начать поиск поставщиков
Заявите о профиле своей компании ico-arrow-default-right
ico-поставщик

Более 500 000 подробных профилей поставщиков

ico-white-paper-case-study

Более 300 000 статей и технических документов

ico-product

6 миллионов+ промышленных товаров

ico-cad

Более 10 миллионов 2D- и 3D-чертежей САПР

Почему нержавеющая сталь подвергается коррозии | Природа

• Опубликовано: 14 февраля 2002 г.

• Мэри П. Райан ¹ ,
• Дэвид Э. Уильямс ² ,
• Ричард Дж. Чейтер ¹ ,
• Берни М. Хаттон ² и
• …
• Дэвид С. Макфейл ¹  

Природа
том 415 , страницы 770–774 (2002 г.)Процитировать эту статью

• 7536 доступов

• 458 цитирований

• 9 Альтметрический

• Сведения о показателях

Abstract

Благодаря своей коррозионной стойкости нержавеющие стали используются в самых разных областях. Несмотря на то, что они имеют чрезвычайно хорошую общую стойкость, они, тем не менее, подвержены точечной коррозии. Такое локализованное растворение покрытого оксидом металла в определенных агрессивных средах является одной из наиболее частых и катастрофических причин разрушения металлических конструкций. Процесс питтинга описывается как случайный, спорадический и стохастический, и предсказание времени и места событий остается чрезвычайно трудным9.0162 1 . Существует множество оспариваемых моделей точечной коррозии, но один бесспорный аспект заключается в том, что включения сульфида марганца играют решающую роль. Действительно, обнаружено, что подавляющее большинство событий питтинга происходит на таких частицах второй фазы или рядом с ними ^2,3 . Химические изменения в сульфидных включениях и вокруг них были постулированы ⁴ как механизм образования ямок, но такие вариации никогда не измерялись. Здесь мы используем масс-спектроскопию вторичных ионов в нанометровом масштабе, чтобы продемонстрировать значительное снижение отношения Cr: Fe в стальной матрице вокруг частиц MnS. Эти обедненные хромом зоны подвержены быстрому растворению, которое «вызывает питтинг». Последствия этих результатов заключаются в том, что условия обработки материалов контролируют вероятность коррозионных повреждений, и эти данные обеспечивают основу для оптимизации таких условий.

Это предварительный просмотр содержимого подписки, доступ через ваше учреждение

Соответствующие статьи

Статьи открытого доступа со ссылками на эту статью.

• Многомасштабный анализ дефекта золотой пыли в промышленных нержавеющих сталях AISI 430: влияние содержания алюминия

  • Беатрис Амайя Долорес
  • , Ильзе Летофски-Папст
  •  … Люк Ладжони

  JOM
  Открытый доступ
  08 сентября 2022 г.

• Микроструктура-твердость-коррозионные характеристики дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей 17-4, обработанных селективным лазерным плавлением, по сравнению с коммерческим сплавом

  • К. Гарсия-Кабезон
  • , М. А. Кастро-Састре
  •  … Ф. Мартин-Педроса

  Международная организация по металлам и материалам
  Открытый доступ
  10 апреля 2022 г.

• Питтинговая коррозия в нержавеющей стали 316L, изготовленной методом лазерной аддитивной сварки в слое порошка: обзор и перспективы

  • Т. Вуазен
  • , Р. Ши
  •  … Б. К. Вуд

  JOM
  Открытый доступ
  07 марта 2022 г.

Варианты доступа

Подписаться на журнал

Получить полный доступ к журналу на 1 год

199,00 €

всего 3,90 € за выпуск

Подписаться

Расчет налогов будет завершен во время оформления заказа.

Купить статью

Получить ограниченный по времени или полный доступ к статье на ReadCube.

$32,00

Купить

Все цены указаны без учета стоимости.

Рис. 1: Локальный анализ FIB-SIMS рядом с частицами MnS в нержавеющей стали 316. Рис. 2: Схематическое изображение процесса, вызывающего точечную коррозию нержавеющей стали. Рис. 3. Изменение химического состава частиц MnS в нержавеющей стали 316F.

Каталожные номера

1. Williams, D.E., Westcott, C. & Fleischmann, M. Стохастические модели точечной коррозии нержавеющих сталей. 1. Моделирование зарождения и роста ямок при постоянном потенциале. Дж. Электрохим. соц. 132 , 1796–1804 (1985).

   КАС
   Статья

   Google ученый

2. Эклунд, Г. С. Инициирование питтинга на сульфидных включениях в нержавеющей стали. Дж. Электрохим. соц. 121 , 467–473 (1974).

   КАС
   Статья

   Google ученый

3. Wranglen, G. Питтинговые и сульфидные включения в стали. Коррозионная наука. 14 , 331–349 (1974).

   Артикул

   Google ученый

4. Williams, D. E. & Zhu, Y. Y. Объяснение возникновения точечной коррозии нержавеющих сталей при включениях сульфидов. Дж. Электрохим. соц. 147 , 1763–1766 (2000).

   КАС
   Статья

   Google ученый

5. Галвеле Дж. Р. Транспортные процессы и механизм питтинговой коррозии металлов. Дж. Электрохим. соц. 123 , 464–474 (1976).

   КАС
   Статья

   Google ученый

6. Хоар, Т.П., Мирс, Д.К. и Ротвелл, Г.П. Взаимосвязь между анодной пассивностью, осветлением и питтингом. Коррозионная наука. 5 , 279–289 (1981).

   Артикул

   Google ученый

7. Чао, С.Ю., Лин, Л.Ф. и Макдональд, Д.Д. Модель точечных дефектов для анодно-пассивных пленок. Дж. Электрохим. соц. 128 , 1187–1194 (1981).

   КАС
   Статья

   Google ученый

8. Улиг Х. Х. Адсорбированные и реакционно-производственные пленки на металлах. Дж. Электрохим. соц. 97 , 215С (1950 г.).

   Артикул

   Google ученый

9. Сато Н.А. Теория разрушения анодных оксидных пленок на металлах. Электрохим. Акта. 16 , 1683–1692 (1971).

   КАС
   Статья

   Google ученый

10. Ричардсон, Дж. А. и Вуд, Г. К. Исследование точечной коррозии алюминия с помощью сканирующей электронной микроскопии. Коррозионная наука. 10 , 313–323 (1970).

    КАС
    Статья

    Google ученый

11. Suter, T. & Bohni, H. Микроэлектроды для исследования коррозии в микросистемах. Электрохим. Acta 47 , 191–199 (2001).

    КАС
    Статья

    Google ученый

12. Lott, S. E. & Alkire, R.C. Роль включений в инициировании щелевой коррозии нержавеющей стали. 1. Экспериментальные исследования. Дж. Электрохим. соц. 136 , 973–979 (1989).

    КАС
    Статья

    Google ученый

13. Маркус П., Тейссье А. и Удар Дж. Влияние серы на растворение и пассивирование сплава NiFe. 1. Электрохимические и радиоиндикаторные измерения. Коррозионная наука. 24 , 259–268 (1984).

    КАС
    Статья

    Google ученый

14. Бейкер, М. А. и Касл, Дж. Э. Начало точечной коррозии на включениях MnS. Коррозионная наука. 34 , 667–682 (1993).

    КАС
    Статья

    Google ученый

15. Райан, М. П., Лейкок, Н. Дж., Ньюман, Р. К. и Исаакс, Х. С. Точечная коррозия тонкопленочных сплавов FeCr в соляной кислоте. Дж. Электрохим. соц. 145 , 1566–1571 (1998).

    КАС
    Статья

    Google ученый

16. Stewart, J. & Williams, D. E. Инициирование точечной коррозии на аустенитных нержавеющих сталях: роль и значение сульфидных включений. Коррозионная наука. 33 , 457–474 (1992).

    КАС
    Статья

    Google ученый

17. Monnartz, P. Сплавы железа и хрома с особым учетом устойчивости к кислотам. Металлургия 8 , 161–176 (1911).

    КАС

    Google ученый

18. Уильямс Д. Э., Ньюман Р. К., Сонг К. и Келли Р. Г. Пассивное разрушение и точечная коррозия бинарных сплавов. Природа 350 , 216–219 (1991).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ
    КАС
    Статья

    Google ученый

19. Webb, E. G., Suter, T. & Alkire, R.C. Микроэлектрохимические измерения растворения одиночных включений MnS и прогнозирование критических условий для образования питтинга на нержавеющей стали. Дж. Электрохим. соц. 148 , B186–B195 (2001 г.).

    КАС
    Статья

    Google ученый

20. Williams, D.E., Mohiuddin, T.F. & Zhu, Y. Выяснение триггерного механизма точечной коррозии нержавеющих сталей с использованием SECM субмикронного разрешения и фотоэлектрохимической микроскопии. Дж. Электрохим. соц. 145 , 2664–2672 (1998).

    КАС
    Статья

    Google ученый

21. Brossia, C.S. & Kelly, R.G. Влияние содержания серы и общего состава электролита на инициирование щелевой коррозии аустенитной нержавеющей стали. Коррозия 54 , 145–154 (1998).

    КАС
    Статья

    Google ученый

22. Франкель Г. С. Точечная коррозия металлов: обзор критических факторов. Дж. Электрохим. соц. 145 , 2186–2197 (1998).

    КАС
    Статья

    Google ученый

Скачать ссылки

Благодарности

Эта работа была поддержана Исследовательским советом по инженерным и физическим наукам, Великобритания.

Информация об авторе

Авторы и организации

1. Департамент материалов, Имперский колледж науки, технологии и медицины, Prince Consort Road, London, SW7 2BP, UK

   Mary P. Ryan, Richard J. Chater & David S , Макфейл

2. Химический факультет Университетского колледжа Лондона, 20 Gordon Street, London, WC1H 0AJ, UK

   David E. Williams & Bernie M. Hutton

Авторы

R 020 публикаций 3 P.020 P.

Вы также можете искать этого автора в
PubMed Google Scholar

David E. Williams

Просмотр публикаций автора

Вы также можете искать этого автора в
PubMed Google Академия

Автор, ответственный за переписку

Мэри П. Райан.

Декларация этики

Конкурирующие интересы

Авторы не заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.

Права и разрешения

Перепечатка и разрешения

Об этой статье

Дополнительная литература

• Обзор металлических покрытий на основе физического осаждения из паровой фазы на стали в качестве альтернативы обычным гальваническим покрытиям.

  

  • Атаси Дан
  • Паван Кумар Биджалван
  • Амар Натх Бхагат

  Журнал технологий и исследований покрытий (2022)

• Повышение стойкости к точечной коррозии стали 316L, полученной аддитивным способом, за счет оптимизированных параметров процесса селективного лазерного плавления

  • Джозеф Дж. Сопсисак
  • Минси Оуян
  • Стивен М. Сторк

  JOM (2022)

• Многомасштабный анализ дефекта золотой пыли в промышленных нержавеющих сталях AISI 430: влияние содержания алюминия

  • Беатрис Амайя Долорес
  • Ильза Летофски-Папст
  • Люк Ладжони

  JOM (2022)

• Коррозия металлических компонентов, изготовленных аддитивным способом: обзор

  • Хамейд Махмуд Хан
  • Гёкхан Озер
  • Эбубекир Коч

  Арабский журнал науки и техники (2022)

• Микроструктура-твердость-коррозионные характеристики дисперсионно-твердеющих нержавеющих сталей 17-4, обработанных селективным лазерным плавлением, по сравнению с коммерческим сплавом

  • К. Гарсия-Кабезон
  • М. А. Кастро-Састре
  • Ф. Мартин-Педроса

  Metals and Materials International (2022)

Комментарии

Отправляя комментарий, вы соглашаетесь соблюдать наши Условия и Правила сообщества. Если вы обнаружите что-то оскорбительное или не соответствующее нашим условиям или правилам, отметьте это как неприемлемое.

Что такое нержавеющая сталь? — Типы, свойства, применение

Что такое нержавеющая сталь?

Нержавеющая сталь представляет собой группу сплавов на основе железа, содержащих не менее примерно 11% хрома, состава, который предотвращает ржавление железа, а также обеспечивает термостойкие свойства. Конкретные типы нержавеющей стали часто обозначаются трехзначным числом, например, нержавеющая сталь 304.

Нержавеющая сталь представляет собой устойчивый к коррозии сплав, изготовленный из железа, хрома, а в некоторых случаях никеля и других металлов.

Нержавеющая сталь полностью и неограниченно перерабатывается и является по преимуществу «зеленым материалом». На самом деле фактическая скорость восстановления в строительном секторе близка к 100%.

Нержавеющая сталь также экологически нейтральна и инертна, а ее долговечность обеспечивает соответствие требованиям экологичного строительства. Кроме того, он не выщелачивает соединения, которые могут изменить свой состав при контакте с такими элементами, как вода.

В дополнение к этим экологическим преимуществам, нержавеющая сталь также эстетична, чрезвычайно гигиенична, проста в уходе, чрезвычайно долговечна и предлагает множество аспектов. В результате нержавеющая сталь встречается во многих повседневных предметах.

Он также играет заметную роль в ряде отраслей, включая энергетику, строительство, исследования, медицину, продукты питания, транспорт и логистику.

Ознакомьтесь с другой статьей: Что такое сталь?

Состав нержавеющей стали

Сталь представляет собой сплав железа и углерода. Нержавеющие стали — это стали, содержащие не менее 10,5 % хрома, менее 1,2 % углерода и другие легирующие элементы. Коррозионная стойкость и механические свойства нержавеющей стали могут быть дополнительно улучшены путем добавления других элементов, таких как никель, титан, ниобий, молибден, марганец и т. д. с кислородом на поверхности материала образуется слой оксида хрома. Этот пассивный слой защищает его и обладает уникальной способностью восстанавливаться.

Свойства нержавеющей стали

1. Эстетика

Нержавеющая сталь имеет широкий спектр отделки, от матовой до яркой, включая матовую и гравированную. Его можно тиснить или тонировать, что делает нержавеющую сталь уникальным и эстетичным материалом. Он широко используется архитекторами для ограждающих конструкций зданий, дизайна интерьера и уличной мебели.

2. Механические свойства

По сравнению с другими материалами нержавеющая сталь обладает высокими механическими свойствами при температуре окружающей среды – в конце концов, это сталь! В частности, он сочетает в себе пластичность, эластичность и твердость, что позволяет использовать его в сложных режимах формообразования (глубокая штамповка, правка, экструзия и др.), обеспечивая при этом стойкость к интенсивному износу (трению, истиранию, удару, упругости и др.). ). Кроме того, он обеспечивает хорошие механические свойства как при низких, так и при высоких температурах.

Ознакомьтесь со статьей: Механические свойства материала

3. Огнестойкость

Нержавеющая сталь обладает наилучшей огнестойкостью среди всех металлических материалов при использовании в конструкциях, имея критическую температуру выше 800°C. Нержавеющая сталь имеет рейтинг A2s1d0 по огнестойкости без эмиссии токсичных паров.

4. Коррозионная стойкость

При минимальном содержании хрома 10,5% нержавеющая сталь постоянно защищена пассивным слоем оксида хрома, который естественным образом образуется на поверхности в результате реакции хрома с кислородом воздуха или воды. Если поверхность поцарапана, она восстанавливается. Эта особенность придает нержавеющей стали устойчивость к коррозии.

5. Чистота

Предметы из нержавеющей стали легко чистить, достаточно обычных чистящих средств (моющие средства, мыльный порошок) и они не повреждают поверхность. Нержавеющая сталь полностью отвечает требованиям декоративной и кухонной посуды, требующей частого и эффективного мытья.

6. Вторичная переработка

Нержавеющая сталь — это «зеленый материал», который можно многократно перерабатывать. В строительном секторе фактический уровень возмещения близок к 100%. Он экологически нейтрален и инертен при контакте с такими элементами, как вода, и не выделяет соединений, которые могут изменить свой состав.

Благодаря этим свойствам нержавеющая сталь идеально подходит для строительных конструкций, подверженных неблагоприятным погодным условиям, таких как крыши, фасады, системы рекуперации дождевой воды и водопроводные трубы. Долговечность нержавеющей стали соответствует требованиям устойчивого строительства. Эффективная сборка, установка и низкие эксплуатационные расходы гарантируют пользователю непревзойденный срок службы.

Типы нержавеющей стали

Нержавеющая сталь обычно делится на четыре отдельные группы:

1. Аустенитная. К аустенитной группе относятся наиболее распространенные виды нержавеющей стали. По сравнению с другими типами, аустенитные нержавеющие стали содержат более высокое содержание хрома, молибдена и никеля. Они особенно универсальны и известны своей превосходной прочностью и пластичностью.
2. Феррит. Ферритные нержавеющие стали содержат от 10,5% до 30% хрома и обычно имеют низкоуглеродистую консистенцию не более 0,1%. Ферритные нержавеющие стали являются магнитными и выбираются в первую очередь из-за их устойчивости к температурному окислению и коррозионному растрескиванию под напряжением.
3. Дуплекс. Дуплексная нержавеющая сталь сочетает в себе аустенит и феррит, в результате чего получается металл, который прочнее обоих: эта более высокая прочность может привести к значительному снижению веса. Благодаря своей превосходной коррозионной стойкости даже в сложных условиях, он идеально подходит для использования в морских условиях.
4. Мартенситный. По структуре похожа на ферритную нержавеющую сталь, но с повышенным содержанием углерода (до 1,2 %), мартенситная нержавеющая сталь может сильно упрочняться. Они особенно полезны для создания медицинских инструментов и хирургических инструментов.

Применение нержавеющей стали

Чаще всего нержавеющая сталь используется для применений, требующих уникальных свойств стали, а также коррозионной стойкости. Вы можете найти этот сплав в рулонах, листах, пластинах, стержнях, проволоке и трубах. Чаще всего перерабатывается:

• Кулинарное использование: кухонные мойки, столовые приборы, посуда
• Хирургические инструменты и медицинское оборудование: гемостаты, хирургические имплантаты, временные коронки (стоматология)
• Архитектура (на фото выше: Крайслер-билдинг): мосты, памятники и скульптуры, крыши аэропортов
• Автомобильная и аэрокосмическая промышленность: кузова автомобилей, железнодорожные вагоны, самолеты

Часто задаваемые вопросы.

Что такое нержавеющая сталь?

Нержавеющая сталь представляет собой группу сплавов на основе железа, содержащих не менее примерно 11% хрома, состава, который предотвращает ржавление железа, а также обеспечивает термостойкие свойства. Конкретные типы нержавеющей стали часто обозначаются трехзначным числом, например, нержавеющая сталь 304.

Каков состав нержавеющей стали?

Нержавеющие стали — это стали, содержащие не менее 10,5% хрома, менее 1,2% углерода и другие легирующие элементы. Коррозионная стойкость и механические свойства нержавеющей стали могут быть улучшены добавлением других элементов, таких как никель, молибден, титан, ниобий, марганец и т. д.

Каковы свойства нержавеющей стали?

Эти факторы означают, что нержавеющая сталь может быть более рентабельной, если принять во внимание срок службы и стоимость жизненного цикла.

• Свойства
• Коррозионная стойкость.
• Криогенная (низкотемпературная) стойкость.
• Рабочее упрочнение.
• Горячая сила.
• Пластичность.
• Высокая прочность.
• Magnetic Response

Какие бывают типы нержавеющей стали?

Типы нержавеющей стали:

• Аустенитная нержавеющая сталь
• Ферритная нержавеющая сталь
• Дуплексная нержавеющая сталь
• Мартенситная нержавеющая сталь

Какой металл является нержавеющей сталью?

Нержавеющая сталь представляет собой устойчивый к коррозии сплав железа, хрома и, в некоторых случаях, никеля и других металлов. Полностью и бесконечно перерабатываемая нержавеющая сталь является «зеленым материалом» по преимуществу.

Нержавеющая сталь хорошего качества?

Нержавеющая сталь — прочный и доступный металл, который используется для самых разных целей. Он прочен, что делает его идеальным для строительных целей, и устойчив к коррозии, поэтому может прослужить долгое время без замены или поломки.

Какие бывают 3 типа нержавеющей стали?

Три основных типа нержавеющей стали

• Аустенитная нержавеющая сталь. Этот тип нержавеющей стали имеет две основные характеристики.
• Ферритная нержавеющая сталь. Этот тип нержавеющей стали является вторым наиболее распространенным типом сплава и также является магнитным.
• Мартенситная нержавеющая сталь.

Может ли нержавеющая сталь ржаветь?

Таким образом, нержавеющая сталь не ржавеет, потому что она достаточно реакционноспособна, чтобы защитить себя от дальнейшего воздействия, образуя пассивный слой продуктов коррозии. Другие важные металлы, такие как титан и алюминий, также зависят от образования пассивной пленки для обеспечения их коррозионной стойкости.

Для чего нужна нержавеющая сталь?

Нержавеющая сталь широко используется для изготовления посуды, кухонной утвари и столовых приборов. Это связано с тем, что он износостойкий, устойчивый к коррозии и не влияет на вкус пищи при использовании для хранения или производства продуктов питания. Из-за уровня устойчивости продукты с высокой кислотностью не нанесут вреда.

Нержавеющая сталь искусственного или природного происхождения?

Сталь — это то, что известно как сплав, что означает, что он не встречается в природе, а создается человеком, состоящим из комбинации различных материалов и металлов.

В чем разница между сталью и нержавеющей сталью?

Разница между сталью и нержавеющей сталью заключается в том, что в процессе превращения стали в нержавеющую сталь для изготовления нержавеющей стали добавляют хром, никель, азот и молибден. Нержавеющая сталь устойчива к коррозии, а сталь подвержена пятнам и ржавчине.

Ядовита ли нержавеющая сталь?

Обратите внимание, что нержавеющая сталь не содержит шестивалентного хрома (VI), который является высокотоксичным канцерогеном. Марганец является важным микроэлементом во всех формах жизни. Форма марганца, используемая в промышленности, считается токсичной при уровне выше 500 микрограммов.

Какая сталь самая качественная? Нержавеющая сталь

304 является наиболее распространенной формой нержавеющей стали, используемой во всем мире, благодаря ее превосходной коррозионной стойкости и ценности. 304 может противостоять коррозии от большинства окисляющих кислот. Эта долговечность делает 304 легко поддающимся дезинфекции и поэтому идеально подходит для кухни и пищевых продуктов.

Какая нержавеющая сталь самая дешевая?

Обычные ферритные марки включают запатентованную нержавеющую сталь марки 430 и самую дешевую нержавеющую сталь марки 409. нержавеющая сталь. Нержавеющая сталь 409 является предпочтительным материалом для автомобильных выхлопных газов благодаря сочетанию низкой цены, коррозионной стойкости и отличной формуемости.

Какая нержавеющая сталь самая прочная?

Даже среди стальных сплавов нержавеющая сталь марки 304 отличается высокой прочностью на растяжение — примерно 621 МПа (90 фунтов на квадратный дюйм). Как и большинство нержавеющих сталей, марка 304 имеет высокую максимальную рабочую температуру (около 870°C).

Что лучше: нержавеющая сталь или алюминий?

Алюминий составляет около одной трети веса нержавеющей стали, поэтому он используется в таких отраслях, как производство самолетов и велосипедов. Вы также найдете алюминиевые листы, широко используемые в автомобильной промышленности. Таким образом, хотя нержавеющая сталь прочнее, соотношение прочности и веса алюминия намного лучше.

Может ли нержавеющая сталь поцарапаться?

Это отличный выбор для посуды, кухонных приборов, раковин, светильников и других предметов в доме и на рабочем месте. К сожалению, будь то микроволновая печь, посудомоечная машина или холодильник, нержавеющая сталь может поцарапаться. Однако вам не нужно вечно жить с потертой сталью!

Может ли нержавеющая сталь погружаться в воду?

Нержавеющая сталь водонепроницаема и служит дольше, чем другие металлы, используемые в ювелирных изделиях. Когда вы попали под дождь, вам не нужно беспокоиться. Он не заржавеет и не потускнеет. Все, что вам нужно сделать, это вытереть воду мягкой безворсовой тканью.

Нержавеющая сталь зеленеет?

Нержавеющая сталь не потускнеет и не позеленеет, если используются высококачественные материалы и содержание хрома не менее 12 %. Не все кольца соответствуют таким стандартам, поэтому будьте осторожны при покупке украшений.

Почему нержавеющая сталь не ржавеет?

Нержавеющая сталь представляет собой стальной сплав с минимальным содержанием хрома 10,5%. Хром вступает в реакцию с кислородом воздуха и образует защитный слой, который придает нержавеющей стали высокую устойчивость к коррозии и ржавчине.

Кто изобрел нержавеющую сталь?

Гарри Брирли, Элвуд Хейнс, Роберт Форестер Мушет, и именно так Гарри Брирли открыл нержавеющую сталь, ну, не совсем. В течение 5 лет с 1908 и открытием Брирли в 1913 году многие другие ученые и металлурги могут претендовать на титул Брирли.

Что прочнее титан или сталь?

По сравнению со сталью по соотношению прочности к весу титан намного превосходит его, так как он такой же прочный, как сталь, но на 45% легче. Фактически, титан имеет самое высокое отношение прочности к весу среди всех известных металлов.

Как определить, что это нержавеющая сталь?

Если вы шлифуете предмет на шлифовальном круге и он выбрасывает «свечение» искр, значит, это сталь. Если он немагнитный и дает искры, скорее всего, предмет изготовлен из нержавеющей стали 300-й серии.

Нержавеющая сталь или алюминий: что лучше?

Что такое нержавеющая сталь?

Нержавеющая сталь состоит из железа, хрома, никеля, марганца и меди. Этот сплав железа содержит не менее 10,5% хрома, вещества, обеспечивающего коррозионную стойкость. Он не пористый и не вызывает коррозии, а также более устойчив к ржавчине.

Что делает нержавеющую сталь менее коррозионной, так это «пассивный» слой оксида хрома, который образует хром.

Фоллрат объяснил, что это от 12 до 30 процентов хрома, и он слишком тонкий, чтобы его можно было увидеть, но защищает металл под ним. Никель помогает в этом процессе и восстанавливается кислородом. Таким образом, пока пассивный слой или пленка остается неповрежденной, не поврежденной и не загрязненной, продукт остается нержавеющим.

Но может ли он оставить пятна? Да. Царапина на поверхности может привести к ржавчине. То же самое можно сказать о нагретой воде, которая оставляет отложения и хлориды, содержащиеся в соли, воде, очистителе и четвертичных солях. Но даже несмотря на то, что существует возможность окрашивания, Фоллрат напомнил нам, что он называется нержавеющим, потому что он не ржавеет, не подвергается коррозии или ржавчине так легко, как обычная сталь.

Типы нержавеющей стали

Аустенитная нержавеющая сталь

Состоит из сплава с никелем и хромом. Существуют нержавеющие стали серий 200 и 300, которые наиболее часто используются в сфере общественного питания. Аустенитные нержавеющие стали устойчивы к коррозии и воде. Они также немагнитны.

Серия 200: Этот тип нержавеющей стали обычно используется для колпаков колес и дверной фурнитуры. Будучи более специфичными для индустрии общественного питания, они обычно встречаются в прилавках, деталях духовки, крышках и направляющих для подносов.

Серия 300: они обычно используются в кастрюлях для приготовления на пару, раковинах, оборудовании для обработки пищевых продуктов и водяных банях. Серия 300 содержит нержавеющую сталь 301 и 304. Нержавеющая сталь

• 301 состоит из 17 процентов хрома и 6 процентов никеля (также известная как 17/6). Поскольку в нем меньше никеля, он не так устойчив к коррозии, как 304, однако Фоллрат сказал, что его труднее формировать, и он прочнее, потому что в нем меньше никеля.

Нержавеющая сталь

• 304 состоит из 18 процентов хрома и 8 процентов никеля (также известная как 18/8). Он устойчив к большинству окисляющих кислот и очень устойчив к коррозии.

Ферритная нержавеющая сталь

Этот тип нержавеющей стали не содержит никеля и не обладает такой коррозионной стойкостью, как нержавеющая сталь 200 и 300. Он тоже магнитный.

Серия 400: Как правило, нержавеющая сталь типа 430 (подробнее см. ниже) используется в автомобильной отделке, архитектуре и глушителях. Этот тип характерен для пищевой промышленности, он распространен в столовых приборах, тележках, конструкционных деталях и паровых столах. 9Нержавеющая сталь 0003

• 430 содержит от 16 до 18 процентов хрома и не содержит никеля (также известная как 16/18-0). Несмотря на отсутствие никеля, он довольно устойчив к коррозии, но не так сильно, как серия 300.

В чем разница между манометрами из нержавеющей стали?

Помимо серии, калибр из нержавеющей стали является еще одним фактором, определяющим долговечность вашего оборудования из нержавеющей стали. Общие калибры включают 14, 16, 18, 20 и 22 калибры. Чем меньше калибр, тем толще нержавеющая сталь, а значит, она будет намного долговечнее, а также дороже. Таким образом, оборудование из нержавеющей стали 16-го калибра сможет выдержать большее количество сумасшедших требований, связанных с большими объемами, и, как правило, прослужит дольше, чем оборудование 20-го калибра.

Является ли нержавеющая сталь магнитной?

Некоторая нержавеющая сталь подходит, а другая нет. Итак, какие виды нержавеющей стали являются магнитными? Ферритная нержавеющая сталь традиционно является магнитной, а аустенитная нержавеющая сталь — нет, учитывая гораздо более высокую концентрацию железа в ферритной стали в процессе ее изготовления. Поэтому магниты не будут работать на всех типах нержавеющей стали.

Что такое алюминий?

Фоллрат объяснил, что алюминий обладает более высокой устойчивостью к окислению и коррозии благодаря пассивации. Когда алюминий окисляется, его поверхность становится белой и иногда покрывается ямками при использовании в экстремально кислотных или щелочных средах.

Алюминий легче других металлов и прочен. Он особенно прочен при смешивании с легированными элементами, поэтому идеально подходит для конструкционных деталей и корпусов оборудования, а также для толстостенной посуды.

Алюминий также является отличным проводником тепла. Фоллрат сказал, что он обладает отличной теплопроводностью, что делает его идеальным для посуды и оборудования, где требуется хорошая теплопроводность. Кроме того, она дешевле нержавеющей стали.

Типы алюминиевого металла

Подобно нержавеющей стали, существуют различные типы алюминия, каждый из которых отличается для конкретных применений в сфере общественного питания.

1100 Алюминий

По словам Фоллрата, этот тип алюминия имеет чистоту 99%. Он мягкий, легко формуется и не выдерживает жестких коммерческих условий или высоких температур без деформации. Этот тип алюминия также легко вмятины и царапины.

3003 Алюминий

Этот тип алюминия содержит от 1 до 1,5% марганца. Он легко формуется, и предметы этого типа очень хорошо держатся при обычном использовании, однако могут быть слишком мягкими для коммерческого использования/использования в тяжелых условиях.

3004 Алюминий

Этот тип алюминия содержит от 1 до 1,5% марганца и 1% магния. Его труднее формировать, чем 1100 или 3003, и, по словам Фоллрата, он гораздо более невосприимчив к серьезному использованию. Он прочнее и служит намного дольше, чем 3003. Этот тип алюминия идеально подходит для изготовления качественной посуды, форм для выпечки и более жесткого коммерческого оборудования.

Является ли алюминий магнитным?

Нет. Алюминий — это металл, а магнитные материалы всегда сделаны из металла, но важно отметить, что не все металлы магнитятся. Степень магнетизма часто зависит от концентрации железа. Следовательно, многие виды стали являются магнитными, но поскольку алюминий — это металл, не содержащий железа, он не является магнитным.

Что делает нержавеющую сталь нержавеющей?

Этот вал GMAW требует очистки после сварки для удаления теплового оттенка (оксидов) и брызг, которые могут способствовать коррозии.

В фильме «Caddyshack» Билл Мюррей объясняет свою стратегию борьбы с сусликом, говоря: «Чтобы победить животное, я должен научиться думать как животное. И, по возможности, выглядеть так. Я должен залезть в шкуру этого парня и ползать там несколько дней».

Точно так же изготовители должны сначала подумать о том, что придает нержавеющей стали свойства нержавеющей стали и как обеспечить сохранение этих свойств до, во время и после сварки.

Основой для решения многих проблем, связанных со сваркой, является понимание того, что нержавеющая сталь приобретает свои свойства нержавеющей стали, образуя слой оксида хрома.

Что такое нержавеющая сталь?

Сначала рассмотрим углеродистую сталь. Под воздействием влаги железо в углеродистой стали реагирует с кислородом, медленно образуя красноватый оксид железа. Быстрое прикосновение шлифовальным кругом удаляет ржавчину и обнажает чистую сталь под ней.

Теперь сравните это с образованием оксида хрома на нержавеющей стали. Нержавеющая сталь содержит около 50% железа и от 10,5% (типичное минимальное количество 12%) до 30% хрома, в зависимости от марки.

Слой оксида хрома образуется на поверхности нержавеющей стали, когда хром реагирует с кислородом. Это происходит мгновенно, скорость формирования измеряется в наносекундах, а толщина пленки — в микронах.

Так почему это важно? Это означает, что наиболее важным свойством нержавеющей стали является коррозионная стойкость, которая является результатом ее способности образовывать и регенерировать слой оксида хрома в присутствии кислорода. Однако нержавеющая сталь не обеспечивает коррозионную стойкость ниже оксидного слоя. В результате, если коррозия начинается, она быстро прогрессирует.

Хорошим примером этого является точечная или щелевая коррозия, которая может возникнуть в теплообменниках в зазорах между трубами и трубной решеткой. Лист имеет сотни механически обработанных отверстий для поддержки пучков труб, а охлаждающая вода или пар обтекают трубы. Коррозия начинается, если жидкости просачиваются в зазор между трубой и трубной решеткой, потому что кислород не имеет доступа к этой области для восстановления оксида хрома. В результате производители теплообменников накладывают сварочный шов, обычно с помощью дуговой сварки вольфрамовым электродом (GTAW), вокруг каждой трубы. Сварной шов не обязательно должен быть прочным, но он должен быть водонепроницаемым.

Воздержитесь от теплового окрашивания

Хотя художников по металлу и любителей может привлечь тепловое окрашивание, образующееся во время сварки, эти цвета сигнализируют изготовителю о степени окисления во время сварки.

Тепловые оттенки возникают из-за того, что кислород в активном газе или атмосфере образует тяжелый оксидный слой, поглощая хром, который находится непосредственно под верхним поверхностным слоем. Слои от серебристого до соломенного цвета хороши, в то время как более тяжелые слои, которые переходят от фиолетового/голубоватого оттенка к серому/черному оттенку, не так хороши. Производители используют сленговый термин «выжигание хрома», потому что более темные цвета часто указывают на избыточное тепловложение. Однако основной причиной этого является избыточное окисление.

Микроскопический слой оксида хрома придает нержавеющей стали ее «нержавеющую» характеристику. Оксид хрома образуется сразу же, когда атомы хрома в нержавеющей стали подвергаются воздействию кислорода в атмосфере.

Как правило, все сварные детали из нержавеющей стали требуют очистки после сварки, чтобы убедиться, что пленка оксида хрома на поверхности не повреждена. В противном случае место сварки подвержено коррозии. Тип очистки зависит от конечного применения и соответствующих норм и стандартов.

При выполнении механической очистки с помощью проволочных щеток, шлифовальных дисков, отбойных молотков или абразивных материалов убедитесь, что эти инструменты используются специально для нержавеющей стали и предназначены для предотвращения перекрестного загрязнения. Многие производители взвыли в агонии, когда поняли, что они непреднамеренно пропитали сварные изделия из нержавеющей стали железом.

Далее учтите, что шероховатые поверхности более подвержены коррозии и загрязнению, чем гладкие поверхности. Это объясняет, почему фармацевтические детали требуют зеркальной отделки. Любой шлак, брызги или островки кремнезема являются потенциально уязвимыми местами для возникновения коррозии. Урок здесь заключается в том, что время, которое вы тратите на очистку после сварки, потрачено не зря.

В некоторых случаях требуется травление или пассивация после сварки (обратите внимание, что травление детали также пассивирует ее). В этих процессах используются растворы азотной или азотной и плавиковой кислоты, оба из которых содержат кислород, для удаления свободного железа и обеспечения того, чтобы весь хром на поверхности связывался с кислородом, максимально повышая коррозионную стойкость.

Важно отметить, что при сварке в инертной атмосфере не образуются тепловые пятна. Использование газовой линзы GTAW значительно улучшает покрытие защитным газом и помогает предотвратить слишком высокую скорость потока газа, поскольку завихряющийся газ может втягивать атмосферный кислород обратно в ванну.

Защита обратной стороны сварного шва из нержавеющей стали

Конечно, цвет передней стороны соединения — это только половина дела. Отсутствие защиты обратной стороны сварного шва из нержавеющей стали может привести к «засахариванию» — сильному окислению, которое выглядит как черноватые кристаллы сахара, что может привести к разрушению сварного шва.

Доступны различные коммерческие варианты направления продувочного газа к корневому шву, но наиболее распространены самодельные продувочные устройства и продувочные затворы. В качестве резервных газов выбираются азот и аргон. Использование аргона может быть более удобным для небольших компонентов или когда источник аргона легко доступен, и не стоит экономить на управлении вторым газом.

Плотно прилегающие соединения или сварные детали, которые плотно охватывают заднюю часть соединения, могут не требовать наличия защитного газа. Однако, если температура обратной стороны превышает 500 градусов по Фаренгейту, технически для соединения требуется защитный газ для предотвращения образования оксида. Некоторым экспертам нравится перестраховываться и использовать максимальную температуру 300 градусов по Фаренгейту. Исключением является экранирование обратной стороны соединения, если оно будет вырезано и отшлифовано как часть сварного шва с полным проплавлением.

Фрэнк Бабиш — специалист по применению Exaton™, торговой марки ESAB, 2800 Airport Road, Denton, TX 76207, 800-372-2123, www.esabna.com.

Для трубных досок теплообменника требуется сварной шов между трубой и трубной решеткой, иначе вода в щели между ними будет блокировать поступление кислорода, необходимого для образования оксида хрома.

Нержавеющая сталь — Материалы

В металлургии нержавеющая сталь представляет собой стальной сплав, содержащий не менее 10,5% хрома с другими легирующими элементами или без них и не более 1,2% углерода по массе. Нержавеющие стали, также известные как стали inox или inox от французского inoxydable (неокисляемый), представляют собой стальные сплавы, которые очень хорошо известны своими коррозионная стойкость , которая увеличивается с увеличением содержания хрома. Коррозионная стойкость также может быть повышена добавками никеля и молибдена. Стойкость этих металлических сплавов к химическому воздействию коррозионных агентов основана на пассивации . Чтобы пассивация происходила и оставалась стабильной, сплав Fe-Cr должен иметь минимальное содержание хрома около 10,5% по массе , выше которого пассивация может возникнуть, а ниже невозможна. Хром может использоваться в качестве упрочняющего элемента и часто используется с упрочняющим элементом, таким как никель, для получения превосходных механических свойств.

Применение нержавеющей стали – Применение

Прочность и коррозионная стойкость нержавеющей стали часто делают ее предпочтительным материалом для транспортного и технологического оборудования, деталей двигателей и огнестрельного оружия. Большинство конструкционных применений приходится на химическое и энергетическое машиностроение, на долю которых приходится более трети рынка изделий из нержавеющей стали. Широкий спектр применений включает корпуса ядерных реакторов и теплообменники. Корпус корпуса реактора изготовлен из высококачественная низколегированная углеродистая сталь . Тем не менее, все поверхности, которые вступают в контакт с теплоносителем реактора (сильно вызывающим коррозию из-за борной кислоты) , покрыты минимум от 3 до 10 мм аустенитной нержавеющей стали для сведения к минимуму коррозии.

Нержавеющая сталь может быть прокатана в листы, плиты, стержни, проволоку и трубы. Нержавеющие стали не нужно красить или покрывать, что делает их пригодными для использования там, где требуется чистота: в посуде, столовых приборах и хирургических инструментах.

Типы нержавеющих сталей

Нержавеющая сталь — это общий термин для большого семейства коррозионностойких сплавов, содержащих не менее 10,5% хрома и которые могут содержать другие легирующие элементы. Многочисленные марки нержавеющей стали имеют различное содержание хрома и молибдена и различную кристаллографическую структуру в соответствии с окружающей средой, в которой должен работать сплав. Нержавеющие стали можно разделить на пять категорий:

• Ферритная нержавеющая сталь . В ферритных нержавеющих сталях содержание углерода поддерживается на низком уровне (C<0,08%), а содержание хрома может варьироваться от 10,50 до 30,00%. Их называют ферритными сплавами, потому что они содержат в основном ферритные микроструктуры при всех температурах и не могут быть упрочнены термической обработкой и закалкой. Они классифицируются по обозначениям серии AISI 400. В то время как некоторые ферритные марки содержат молибден (до 4,00%), в качестве основного металлического легирующего элемента присутствует только хром. Обычно их использование ограничено относительно тонкими сечениями из-за недостаточной прочности сварных швов. Кроме того, они имеют относительно низкую жаропрочность. Ферритные стали выбирают из-за их стойкости к коррозионному растрескиванию под напряжением, что делает их привлекательной альтернативой аустенитным нержавеющим сталям в тех случаях, когда преобладает SCC, вызванный хлоридами.
• Аустенитная нержавеющая сталь . Аустенитные нержавеющие стали содержат от 16 до 25% Cr и могут также содержать азот в растворе, что способствует их относительно высокой коррозионной стойкости. Они классифицируются с обозначениями серии AISI 200 или 300; марки 300-й серии представляют собой хромоникелевые сплавы, а 200-я серия представляет собой набор составов, в которых марганец и/или азот заменяют часть никеля. Аустенитные нержавеющие стали обладают наилучшей коррозионной стойкостью из всех нержавеющих сталей, а также превосходными криогенными свойствами и хорошей жаропрочностью. Они обладают гранецентрированной кубической (ГЦК) микроструктурой, которая немагнитна и легко сваривается. Эта кристаллическая структура аустенита достигается за счет достаточного количества добавок никеля, марганца и азота, стабилизирующих аустенит. Аустенитная нержавеющая сталь — это самое большое семейство нержавеющих сталей, на которое приходится две трети всего производства нержавеющей стали. Их предел текучести низок (от 200 до 300 МПа), что ограничивает их использование для конструкционных и других несущих элементов. Они не могут быть упрочнены термической обработкой, но обладают полезным свойством нагартовки до высоких уровней прочности при сохранении полезного уровня пластичности и ударной вязкости. В таких ситуациях предпочтение отдается дуплексным нержавеющим сталям из-за их высокой прочности и коррозионной стойкости. Наиболее известным сортом является нержавеющая сталь AISI 304, которая содержит металлы хрома (от 15% до 20%) и никеля (от 2% до 10,5%) в качестве основных нежелезных компонентов. Нержавеющая сталь 304 обладает отличной стойкостью к широкому спектру атмосферных условий и многим агрессивным средам. Холодная штамповка обычно характеризует эти сплавы как пластичные, свариваемые и упрочняемые.
• Мартенситная нержавеющая сталь . Мартенситные нержавеющие стали аналогичны ферритным сталям на основе хрома, но имеют более высокое содержание углерода, достигающее 1%. Их иногда классифицируют как низкоуглеродистую и высокоуглеродистую мартенситную нержавеющую сталь. Они содержат от 12 до 14% хрома, от 0,2 до 1% молибдена и незначительное количество никеля. Более высокое содержание углерода позволяет закаливать и отпускать их так же, как углеродистые и низколегированные стали. Они обладают умеренной коррозионной стойкостью, но считаются твердыми, прочными и слегка хрупкими. Они являются магнитными и могут быть проверены методом неразрушающего контроля методом магнитопорошкового контроля, в отличие от аустенитной нержавеющей стали. Распространенной мартенситной нержавеющей сталью является AISI 440C, которая содержит от 16 до 18% хрома и 0,9%от 5 до 1,2% углерода. Нержавеющая сталь марки 440C используется в следующих областях: калибровочные блоки, столовые приборы, шарикоподшипники и кольца, пресс-формы и штампы, а также ножи. Как уже было сказано, мартенситные нержавеющие стали можно закалять и отпускать несколькими способами старения/термообработки: Металлургические механизмы, ответственные за мартенситные превращения, происходящие в этих нержавеющих сплавах во время аустенитизации и закалки, в основном такие же, как те, которые используются для упрочняют низколегированные углеродистые и легированные стали. Термическая обработка обычно включает три этапа:
  • Аустенитизация, при которой сталь нагревают до температуры в диапазоне 980–1050 °С в зависимости от марки. Аустенит представляет собой гранецентрированную кубическую фазу.
  • Закалка. После аустенизации стали необходимо закалить. Мартенситные нержавеющие сплавы можно закаливать с использованием неподвижного воздуха, вакуума под избыточным давлением или прерывистой закалки в масле. Аустенит превращается в мартенсит, твердую объемно-центрированную тетрагональную кристаллическую структуру. Мартенсит очень твердый и слишком хрупкий для большинства применений.
  • Закалка, т. е. нагрев примерно до 500 °C, выдержка при температуре, затем охлаждение на воздухе. Повышение температуры отпуска снижает предел текучести и предел прочности при растяжении, но увеличивает относительное удлинение и ударопрочность.
• Дуплексные нержавеющие стали . Как следует из их названия, нержавеющие стали Duplex представляют собой комбинацию двух основных типов сплавов. Они имеют смешанную микроструктуру из аустенита и феррита, обычно целью является получение смеси 50/50, хотя в коммерческих сплавах соотношение может быть 40/60. Их коррозионная стойкость аналогична их аустенитным аналогам. Тем не менее, их стойкость к коррозии под напряжением (особенно к растрескиванию в результате коррозии под действием хлоридов), предел прочности при растяжении и предел текучести (примерно в два раза выше предела текучести аустенитных нержавеющих сталей) в целом выше, чем у аустенитных марок. В дуплексной нержавеющей стали содержание углерода поддерживается на очень низком уровне (C<0,03%). Содержание хрома колеблется от 21,00 до 26,00 %, содержание никеля — от 3,50 до 8,00 %, а также эти сплавы могут содержать молибден (до 4,50 %). Вязкость и пластичность обычно находятся между аустенитными и ферритными сортами. Дуплексные марки обычно делятся на три подгруппы в зависимости от их коррозионной стойкости: бедный дуплекс, стандартный дуплекс и супердуплекс. 9Стали 0311 Superduplex обладают повышенной прочностью и устойчивостью ко всем формам коррозии по сравнению со стандартными аустенитными сталями. Обычное использование включает морские приложения, нефтехимические заводы, опреснительные установки, теплообменники и бумажную промышленность. Сегодня нефтегазовая промышленность является крупнейшим потребителем и требует более коррозионностойких марок стали, что привело к разработке супердуплексных сталей.
• PH Нержавеющая сталь. Нержавеющие стали PH (дисперсионно-твердеющие) содержат около 17% хрома и 4% никеля. Эти стали могут обладать очень высокой прочностью за счет добавок алюминия, титана, ниобия, ванадия и/или азота, которые образуют когерентные интерметаллические выделения в процессе термообработки, называемом тепловым старением. Поскольку когерентные выделения образуются по всей микроструктуре, они напрягают кристаллическую решетку и препятствуют движению дислокаций или дефектов в кристаллической решетке. Поскольку дислокации часто являются доминирующими носителями пластичности, это упрочняет материал. Например, дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь 17-4 РН (AISI 630) имеет исходную микроструктуру аустенита или мартенсита. Аустенитные марки превращаются в мартенситные посредством термообработки (например, термообработки при температуре около 1040 °C с последующей закалкой) перед дисперсионным твердением. Последующая обработка старением при температуре около 475 ° C выделяет фазы, богатые Nb и Cu, увеличивая прочность до предела текучести выше 1000 МПа. В отличие от аустенитных сплавов, термическая обработка упрочняет сталь PH до уровней выше, чем у мартенситных сплавов. Дисперсионно-твердеющие нержавеющие стали обозначаются серией AISI 600. Из всех доступных марок нержавеющей стали они, как правило, обеспечивают наилучшее сочетание высокой прочности, превосходной ударной вязкости и коррозионной стойкости. Они так же устойчивы к коррозии, как и аустенитные марки. Обычно используется в аэрокосмической и некоторых других высокотехнологичных отраслях.

Легирующие добавки в нержавеющих сталях

Чистое железо слишком мягкое, чтобы его можно было использовать для создания структуры, но добавление небольших количеств других элементов (например, углерода, марганца или кремния) значительно повышает его механическую прочность. Сплавы обычно прочнее, чем чистые металлы, хотя обычно они обладают меньшей электропроводностью и теплопроводностью. Прочность – важнейший критерий, по которому оценивают многие конструкционные материалы. Поэтому сплавы используются для машиностроения. Синергетический эффект легирующих элементов и термической обработки приводит к различным микроструктурам и свойствам.

• Углерод . Углерод является неметаллическим элементом, важным легирующим элементом во всех материалах на основе черных металлов. Углерод всегда присутствует в металлических сплавах, т. е. во всех марках нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов. Углерод является очень сильным аустенитом и повышает прочность стали. Это основной упрочняющий элемент, необходимый для образования цементита, Fe ₃ C, перлита, сфероидита и железоуглеродистого мартенсита. Добавление небольшого количества неметаллического углерода к железу меняет его большую пластичность на большую прочность. Предположим, что он объединяет хром как отдельный компонент (карбид хрома). В этом случае это может отрицательно сказаться на коррозионной стойкости за счет удаления некоторого количества хрома из твердого раствора в сплаве и, следовательно, уменьшения количества хрома, доступного для обеспечения коррозионной стойкости.
• Хром . Хром повышает твердость, прочность и коррозионную стойкость. Упрочняющий эффект образования стабильных карбидов металлов на границах зерен и сильное повышение коррозионной стойкости сделали хром важным легирующим материалом для стали. Стойкость этих металлических сплавов к химическому воздействию коррозионно-активных веществ основана на пассивации. Чтобы пассивация происходила и оставалась стабильной, сплав Fe-Cr должен иметь минимальное содержание хрома около 11% по весу, выше которого пассивация может проявиться, а ниже невозможна. Хром может использоваться в качестве упрочняющего элемента и часто используется с упрочняющим элементом, таким как никель, для получения превосходных механических свойств. При более высоких температурах хром способствует повышению прочности. Быстрорежущие инструментальные стали содержат от 3 до 5% хрома, и он обычно используется для таких применений в сочетании с молибденом.
• Никель . Никель является одним из самых распространенных легирующих элементов. Около 65% производства никеля используется в производстве нержавеющей стали. Поскольку никель не образует карбидных соединений в стали, он остается в растворе в феррите, тем самым упрочняя и повышая ударную вязкость ферритной фазы. Никелевые стали легко подвергаются термической обработке, поскольку никель снижает критическую скорость охлаждения. Сплавы на основе никеля (например, сплавы Fe-Cr-Ni(Mo)) обладают превосходной пластичностью и ударной вязкостью даже при высоких уровнях прочности, и эти свойства сохраняются вплоть до низких температур. Никель также уменьшает тепловое расширение для лучшей стабильности размеров. Никель является базовым элементом для суперсплавов, группы никелевых, железо-никелевых и кобальтовых сплавов, используемых в реактивных двигателях. Эти металлы обладают превосходной стойкостью к термической деформации ползучести и сохраняют свою жесткость, прочность, ударную вязкость и стабильность размеров при температурах, намного более высоких, чем другие аэрокосмические конструкционные материалы.
• Молибден . В небольших количествах в нержавеющей стали молибден увеличивает прокаливаемость и прочность, особенно при высоких температурах. Высокая температура плавления молибдена делает его важным для придания прочности стали и другим металлическим сплавам при высоких температурах. Молибден уникален тем, что увеличивает прочность стали на растяжение при высоких температурах и сопротивление ползучести. Он намного больше замедляет превращение аустенита в перлит, чем превращение аустенита в бейнит; таким образом, бейнит может быть получен непрерывным охлаждением молибденсодержащих сталей.
• Ванадий . Ванадий обычно добавляют в сталь для предотвращения роста зерна во время термической обработки. Контроль роста зерна повышает прочность и ударную вязкость закаленных и отпущенных сталей.
• Вольфрам . Производит стабильные карбиды и уменьшает размер зерна для повышения твердости, особенно при высоких температурах. Вольфрам широко используется в быстрорежущих инструментальных сталях и был предложен в качестве замены молибдена в ферритных сталях с пониженной активацией для ядерных применений.

Стоимость нержавеющей стали – Цена

Нелегко узнать точную стоимость различных материалов, потому что она сильно зависит от многих переменных, таких как:

• тип продукта, который вы хотели бы купить
• количество продукта
• точный тип материала

Цены на сырье меняются ежедневно и в основном определяются спросом, предложением и ценами на энергию. -балки, швеллеры и уголки), а также листы, применяемые в трубопроводах и зданиях.

Однако, как правило, нержавеющая сталь стоит в четыре-пять раз больше, чем углеродистая сталь с точки зрения затрат на материалы. Углеродистая сталь стоит около 500 долларов США за тонну , а нержавеющая сталь стоит около 2000 долларов США за тонну . Чем больше легирующих элементов содержит сталь, тем она дороже. Основываясь на этом правиле, логично предположить, что аустенитная нержавеющая сталь 316L и мартенситная нержавеющая сталь с 13% Cr будут стоить меньше, чем дуплексная нержавеющая сталь с 22% Cr и 25% Cr. Стали на основе никеля, вероятно, будут стоить примерно столько же, сколько дуплексные нержавеющие стали. Многочисленные виды стали, от низкоуглеродистой до высокоуглеродистой, и широкий диапазон оценок нержавеющей стали сильно различаются по стоимости. Например, Inconel 600 (зарегистрированная торговая марка Special Metals), который относится к семейству аустенитных сплавов на основе никеля и хрома 9. Суперсплавы 0018 стоят около 40000 долларов США за тонну .

Самая распространенная нержавеющая сталь – тип 304

Нержавеющая сталь типа 304 (содержащая 18-20% хрома и 8-10,5% никеля) является наиболее распространенной нержавеющей сталью. Она также известна как нержавеющая сталь « 18/8 » из-за ее состава, который включает 18% хрома и 8% никеля. Этот сплав устойчив к большинству видов коррозии. Это аустенитная нержавеющая сталь, обладающая отличными криогенными свойствами, хорошей жаропрочностью, а также хорошими свойствами формовки и сварки. Он менее электро- и теплопроводен, чем углеродистая сталь, и практически немагнитен.

Нержавеющая сталь типа 304L , широко используемая в атомной промышленности, представляет собой сверхнизкоуглеродистую версию легированной стали 304. Этот сорт имеет несколько более низкие механические свойства, чем стандартный сорт 304, но по-прежнему широко используется благодаря своей универсальности. Более низкое содержание углерода в 304L сводит к минимуму вредные или вредные отложения карбида в результате сварки. Таким образом, сталь 304L можно использовать «сваренной» в агрессивных средах с высокой коррозией, что устраняет необходимость в отжиге. Марка 304 имеет хорошую стойкость к окислению при повторно-кратковременной эксплуатации до 870 °C и при непрерывной эксплуатации до 9°C.25°С.

Корпус корпуса реактора изготовлен из высококачественной низколегированной углеродистой стали , а все поверхности, контактирующие с теплоносителем реактора , плакированы толщиной не менее 3–10 мм из аустенитной нержавеющей стали , чтобы свести к минимуму коррозию. Поскольку марка 304L не требует послесварочного отжига, она широко используется в компонентах большой толщины.

Свойства нержавеющих сталей

Свойства материалов являются интенсивными свойствами , что означает, что они не зависят от количества массы и могут варьироваться от места к месту в системе в любой момент. Материаловедение включает в себя изучение структуры материалов и связывание их с их свойствами (механическими, электрическими и т. д.). Как только материаловед узнает об этой корреляции структура-свойство, он может приступить к изучению относительных характеристик материала в данном приложении. Основными факторами, определяющими структуру материала и, следовательно, его свойства, являются входящие в его состав химические элементы и то, как он был обработан до конечной формы.

Механические свойства нержавеющих сталей

Материалы часто выбирают для различных применений, поскольку они имеют желаемое сочетание механических характеристик. Для структурных применений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.

Прочность нержавеющих сталей

В механике материалов прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. прочность материалов учитывает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность  материала  — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Предел прочности при растяжении

Предел прочности при растяжении нержавеющей стали – тип 304 составляет 515 МПа.

Предел прочности при растяжении 9Нержавеющая сталь 0018 – тип 304L – 485 МПа.

Предел прочности при растяжении ферритной нержавеющей стали марки 430 составляет 480 МПа.

Предел прочности при растяжении мартенситной стали нержавеющей стали марки 440С составляет 760 МПа.

Предел прочности при растяжении дуплексной нержавеющей стали – SAF 2205 составляет 620 МПа.

Предел прочности при растяжении дисперсионно-твердеющей стали – нержавеющая сталь 17-4PH зависит от процесса термообработки, но составляет около 1000 МПа.

Предел прочности при растяжении является максимальным на инженерной кривой напряжения-деформации. Это соответствует максимальному напряжению , выдерживаемому конструкцией при растяжении. Предельная прочность на растяжение часто сокращается до «предельной прочности» или «предела прочности». Если это напряжение применяется и поддерживается, в результате произойдет перелом. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 % превышает предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает сужение, когда площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая напряжение-деформация не содержит более высокого напряжения, чем предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; следовательно, его значение не зависит от размеров испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов, температура тестовой среды и материала. Предел прочности при растяжении варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочной стали.

Предел текучести

Предел текучести нержавеющей стали – тип 304 составляет 205 МПа.

Предел текучести нержавеющей стали – тип 304L составляет  170 МПа.

Предел текучести ферритной нержавеющей стали марки 430 составляет  310 МПа.

Предел текучести мартенситной нержавеющей стали – Марка 440С составляет 450 МПа.

Предел текучести дуплексной нержавеющей стали – SAF 2205 составляет 440 МПа.

Предел текучести дисперсионно-твердеющих сталей – нержавеющая сталь 17-4PH зависит от термообработки, но составляет около 850 МПа.

Точка текучести — это точка на кривой напряжения-деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться. Напротив, предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. Перед пределом текучести материал упруго деформируется и возвращается к своей первоначальной форме после снятия приложенного напряжения. Как только предел текучести пройден, некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют явление, называемое явлением предела текучести. Пределы текучести варьируются от 35 МПа для низкопрочного алюминия до более 1400 МПа для высокопрочной стали.

Модуль упругости Юнга

Модуль упругости Юнга Нержавеющая сталь – тип 304 и 304L составляет 193 ГПа.

Модуль упругости Юнга ферритной нержавеющей стали – марка 430 составляет 220 ГПа.

Модуль упругости Юнга мартенситной нержавеющей стали – Марка 440С составляет 200 ГПа.

Модуль упругости Юнга дуплексной нержавеющей стали – SAF 2205 составляет 200 ГПа.

Модуль упругости Юнга 9Сталь дисперсионного твердения 0018 – нержавеющая сталь 17-4PH – 200 ГПа.

Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости при растяжении и сжатии в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается испытаниями на растяжение. Вплоть до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из своего положения равновесия, и все атомы смещаются на одинаковую величину и сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и остаточная деформация не возникает. Согласно Закон Гука, напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон модуль Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.

Твердость нержавеющей стали

Твердость по Бринеллю нержавеющей стали – тип 304 составляет примерно 201 МПа.

Твердость по Бринеллю ферритной нержавеющей стали – Марка 430 составляет примерно 180 МПа.

Твердость по Бринеллю мартенситной стали – нержавеющая сталь марки 440C составляет примерно 270 МПа.

Твердость по Бринеллю дуплексных нержавеющих сталей – SAF 2205 составляет примерно 217 МПа.

Твердость по Бринеллю дисперсионно-твердеющих сталей – нержавеющая сталь 17-4PH составляет приблизительно 353 МПа.

В материаловедении твердость способность выдерживать вдавливание поверхности ( локализованная пластическая деформация ) и царапая . Твердость , вероятно, является наиболее плохо определенным свойством материала, поскольку она может указывать на устойчивость к царапанию, истиранию, вдавливанию или даже сопротивляемость формованию или локальной пластической деформации. Твердость важна с инженерной точки зрения, потому что сопротивление износу при трении или эрозии паром, маслом и водой обычно увеличивается с увеличением твердости.

Испытание на твердость по Бринеллю является одним из испытаний на твердость при вдавливании, разработанных для определения твердости. В тестах Бринелля жесткий, 9Сферический индентор 0018 вдавливается под определенной нагрузкой в ​​поверхность испытуемого металла. В типичном испытании используется шарик из закаленной стали диаметром 10 мм (0,39 дюйма) в качестве индентора с усилием 3000 кгс (29,42 кН; 6614 фунтов силы). Нагрузка поддерживается постоянной в течение заданного времени (от 10 до 30 с). Для более мягких материалов используется меньшее усилие; для более твердых материалов вместо стального шарика используется шарик из карбида вольфрама .

Испытание дает численные результаты для количественного определения твердости материала, которая выражается числом Число твердости по Бринеллю – HB . Число твердости по Бринеллю обозначается наиболее часто используемыми стандартами испытаний (ASTM E10-14[2] и ISO 6506–1:2005) как HBW (H по твердости, B по Бринеллю и W по материалу индентора, вольфрамовому сплаву). (вольфрам) карбид). В прежних стандартах HB или HBS использовались для обозначения измерений, выполненных стальными инденторами.

Число твердости по Бринеллю (HB) представляет собой нагрузку, деленную на площадь поверхности вдавливания. Диаметр вдавления измеряют с помощью микроскопа с наложенной шкалой. Число твердости по Бринеллю вычисляется по уравнению:

Широко используются различные методы испытаний (например, Бринелля, Кнупа, Виккерса и Роквелла). В некоторых таблицах коррелируются значения твердости по различным методам испытаний, где корреляция применима. Во всех шкалах высокое число твердости соответствует твердому металлу.

Термические свойства нержавеющих сталей

Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и на воздействие тепла. Когда твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а размеры увеличиваются. Но различные материалы реагируют на применение тепла по-разному .

Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.

Температура плавления нержавеющей стали

Температура плавления нержавеющей стали – стали типа 304 составляет около 1450°C.

Температура плавления ферритной стали – стали марки 430 составляет около 1450°C.

Температура плавления мартенситная сталь нержавеющая сталь – сталь марки 440C имеет температуру около 1450°C.

Температура плавления дуплексной нержавеющей стали – стали SAF 2205 составляет около 1450°C.

Температура плавления дисперсионно-твердеющей стали – нержавеющей стали 17-4PH составляет около 1450°C.

В общем, плавление  является фазовым переходом вещества из твердой фазы в жидкую. Точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. точка плавления также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии.

Теплопроводность нержавеющей стали

Теплопроводность нержавеющей стали – тип 304 составляет 20 Вт/(м·К).

Теплопроводность ферритной нержавеющей стали – Марка 430 составляет 26 Вт/(м·К).

Теплопроводность мартенситной нержавеющей стали – Марка 440С составляет 24 Вт/(м·К).

Теплопроводность 9Дуплексные нержавеющие стали 0018 – SAF 2205 – 19 Вт/(м·К).

Теплопроводность дисперсионно-твердеющих сталей – нержавеющая сталь 17-4PH составляет 18 Вт/(м·К).

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в  Вт/м. K . Он измеряет способность вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что Закон Фурье применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры, а для паров она также зависит от давления. В целом:

Большинство материалов практически однородны. Поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Ссылки:

Материаловедение:

Министерство энергетики США, Материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. Январь 1993 г.
Министерство энергетики США, материаловедение.