Нержавейка температура плавления: Температура плавления нержавеющей стали | МЕТАЛЛОБАЗА №2

AISI 304 сталь — характеристики, свойства и применение нержавеющей стали

Нержавеющая сталь AISI 304: эксплуатационно-технологические особенности сплава

Нержавеющая сталь 304 разработки American Iron and Steel Institute – это сплав, содержащий незначительную массовую долю углерода, относящийся к группе аустенитных сталей. Высокие показатели жаропрочности и устойчивости к коррозии  сделали этот сорт одним из наиболее востребованных и используемых во всех сферах промышленности.

Где применяют сталь этой марки

Из долговечного и способного выдерживать высокие температуры сплава изготавливают дымоходы и системы дымоудаления и вентиляции, различные виды труб, оборудование для химической промышленности, текстильных и пищевых предприятий. Не менее актуальной высококачественная нержавеющая сталь оказывается и для производства цистерн для хранения и транспортировки различных пищевых жидкостей, молока, пива, кваса. В подобных емкостях перевозят химические реактивы. Сталь 304 используют при производстве кухонных приборов, а также в строительной сфере и в архитектуре.

Химические и физические свойства стали AISI 304

Главная особенность стального сплава AISI 304 – большая массовая доля никеля и хрома (от 10% и 18% соответственно). Эти элементы и обеспечивают высокие показатели стойкости к коррозии и прочность материала. Благодаря включению в состав сплава хрома, образуется поверхностная оксидная пленка, обеспечивающая устойчивость нержавеющей стали к воздействию химически активных веществ.

Помимо прочности и коррозиеустойчивости, сочетание хрома и никеля в составе сплава гарантирует его низкие ферромагнетические свойства.

Нержавеющей стали AISI 304 свойственны:

• твердость (по Бринеллю) – 123;
• пластичность – 70%;
• предел прочности при растяжении – 505 МПа;
• плавление при температуре от 1400 до 1455⁰С.

Использование нержавейки AISI 304 без ущерба для ее свойств допустимо в пределах температурного интервала –196⁰С – 600⁰С. Закалку производят при температуре 1020 – 1100⁰С. Данный сорт стали является легкосвариваемым.

Аналоги нержавеющей стали AISI 304

Если вы приняли решение купить нержавеющую сталь AISI 304, но не имеете возможности приобрести именно эту марку, можно приобрести ее аналоги, обладающие аналогичными свойствами и характеристиками. В мире производится немало идентичных сплавов:

• 08Х18Н10– российского производства;
• PN 86020  – Польша;
• 1.4301 – Европейский вариант
• S30400 – производства США
• 2332/33 – Швеция
• 304S31 – Великобритания
• SUS304 – из Японии
• X5CrNi18-10 – производства Германии.

Все вышеперечисленные сплавы обладают характеристиками, присущими AISI 304 и могут быть использованы в различных областях производственной деятельности.

Поставка: труба нержавеющая AISI 304, запорная арматура, лист aisi 304 и др.

Компания «СТИЛ-СЕРВИС» предлагает заказать нержавеющую сталь AISI 304 по приемлемой цене из любого населенного пункта Украины. Мы доставляем металл в различных объемах. Если вам необходима хорошая пищевая нержавеющая сталь – сорт AISI 304 станет лучшим приобретением!

Нержавеющая сталь AISI 304: эксплуатационно-технологические особенности сплава

Нержавеющая сталь 304 разработки American Iron and Steel Institute – это сплав, содержащий незначительную массовую долю углерода, относящийся к группе аустенитных сталей. Высокие показатели жаропрочности и устойчивости к коррозии  сделали этот сорт одним из наиболее востребованных и используемых во всех сферах промышленности.

Где применяют сталь этой марки

Из долговечного и способного выдерживать высокие температуры сплава изготавливают дымоходы и системы дымоудаления и вентиляции, различные виды труб, оборудование для химической промышленности, текстильных и пищевых предприятий. Не менее актуальной высококачественная нержавеющая сталь оказывается и для производства цистерн для хранения и транспортировки различных пищевых жидкостей, молока, пива, кваса. В подобных емкостях перевозят химические реактивы. Сталь 304 используют при производстве кухонных приборов, а также в строительной сфере и в архитектуре.

Химические и физические свойства стали AISI 304

Главная особенность стального сплава AISI 304 – большая массовая доля никеля и хрома (от 10% и 18% соответственно). Эти элементы и обеспечивают высокие показатели стойкости к коррозии и прочность материала. Благодаря включению в состав сплава хрома, образуется поверхностная оксидная пленка, обеспечивающая устойчивость нержавеющей стали к воздействию химически активных веществ.

Помимо прочности и коррозиеустойчивости, сочетание хрома и никеля в составе сплава гарантирует его низкие ферромагнетические свойства.

Нержавеющей стали AISI 304 свойственны:

• твердость (по Бринеллю) – 123;
• пластичность – 70%;
• предел прочности при растяжении – 505 МПа;
• плавление при температуре от 1400 до 1455⁰С.

Использование нержавейки AISI 304 без ущерба для ее свойств допустимо в пределах температурного интервала –196⁰С – 600⁰С. Закалку производят при температуре 1020 – 1100⁰С. Данный сорт стали является легкосвариваемым.

Аналоги нержавеющей стали AISI 304

Если вы приняли решение купить нержавеющую сталь AISI 304, но не имеете возможности приобрести именно эту марку, можно приобрести ее аналоги, обладающие аналогичными свойствами и характеристиками. В мире производится немало идентичных сплавов:

• 08Х18Н10– российского производства;
• PN 86020  – Польша;
• 1.4301 – Европейский вариант
• S30400 – производства США
• 2332/33 – Швеция
• 304S31 – Великобритания
• SUS304 – из Японии
• X5CrNi18-10 – производства Германии.

Все вышеперечисленные сплавы обладают характеристиками, присущими AISI 304 и могут быть использованы в различных областях производственной деятельности.

Поставка: труба нержавеющая AISI 304, запорная арматура, лист aisi 304 и др.

Компания «СТИЛ-СЕРВИС» предлагает заказать нержавеющую сталь AISI 304 по приемлемой цене из любого населенного пункта Украины. Мы доставляем металл в различных объемах. Если вам необходима хорошая пищевая нержавеющая сталь – сорт AISI 304 станет лучшим приобретением!

Можно ли плавить сталь дома?

Температура плавления – это температура, при которой вещество переходит из твердого состояния в жидкое. Нержавеющие стали являются сплавами и поэтому не плавятся и не замерзают при фиксированной температуре. Чистое железо имеет фиксированную температуру плавления 1535°C, хром 1890°C и никель 1453°C по сравнению с диапазоном 1400-1450°C для нержавеющей стали типа 304. Дуплексные нержавеющие стали также могут быть склонны к охрупчиванию, поэтому, несмотря на уровень хрома, можно предположить, что они могут быть пригодными для эксплуатации при повышенных температурах.

Можно ли плавить нержавейку? Нержавеющие стали являются сплавами и поэтому плавятся и замерзают не при фиксированной температуре, как металлические элементы, а в диапазоне температур, зависящем от химического состава стали. Легирующие добавки также подавляют (снижают) интервал плавления.

Можно ли расплавить нержавеющую сталь горелкой? Резаки не плавят сталь. Пламя нагревает сталь, стимулируя реакцию стали с кислородом, а процесс реакции окисления выделяет тепло для плавления оксида железа, который имеет более низкую температуру плавления. Если вы говорите о сварочных горелках, то именно дуга плавит сталь. Неа.

Как плавить сталь? Если вы хотите расплавить металл, вам нужно найти способ приложить к нему много тепла. Это можно сделать либо с помощью литейного цеха, либо с помощью горелки. В литейном цехе металл можно переплавить в жидкость, которой затем можно придать любую форму. С помощью горелки вы можете расплавить металл и разрезать его на различные формы.

Какие металлы можно плавить дома? Алюминий плавится быстрее, чем цинк, олово и свинец, но не так сильно, как медь. Подойдет электрическая печь или пропановая горелка.

Что происходит с нержавеющей сталью при нагревании?

Зона термического влияния (ЗТВ) во время процесса сварки или термической резки у нержавеющей стали больше из-за более низкой температуропроводности (4,2 мм2/с) по сравнению с другими металлами. Это может привести к изменению марки (аустенитная нержавеющая сталь становится мартенситной, более хрупкой и твердой) или нагретый металл становится слабее.

Что произошло со сталью при нагреве?

Металл расширяется при нагревании. Длина, площадь поверхности и объем увеличиваются с температурой. Научный термин для этого — тепловое расширение. Тепловое расширение происходит потому, что тепло увеличивает колебания атомов в металле.

Как плавить сталь в домашних условиях?

Если вы хотите расплавить металл, вам нужно найти способ приложить к нему много тепла. Это можно сделать либо с помощью литейного цеха, либо с помощью горелки. В литейном цехе металл можно переплавить в жидкость, которой затем можно придать любую форму. С помощью горелки вы можете расплавить металл и разрезать его на различные формы.

Можно ли плавить металл дома?

Самый простой способ превратить металл в жидкость — это нагреть его в небольшом закрытом сосуде, который нагревается снизу. Вы можете сделать свой собственный, используя небольшой пустой баллон из-под пропана или металлическое ведро, гипс, песок, металлическую трубу, брикеты древесного угля и стальную банку.

Плавится ли нержавейка в огне?

На этот вопрос легко ответить, потому что нержавеющая сталь — это сталь. Известно, что стали не горят и начинают плавиться только при температуре около 1400°С. Это означает, что нержавеющие стали не имеют «класса огнестойкости» как такового, поэтому испытания по AS/NZS 1530.3 (или эквивалентные испытания по BS 476) не требуются.

Огонь ржавеет металл?

Ржавчина возникает в результате окисления стали, химической реакции, зависящей от температуры. Воздействие повышенных температур при пожаре может вызвать термическое окисление стали.

Можно ли плавить нержавейку в домашних условиях?

Лучшим способом плавки нержавеющей стали, в зависимости от конкретного сплава и конечного использования, может быть электродуговая вакуумная печь. «Нержавеющая сталь» охватывает целое семейство сплавов, в основном определяемых как «сплавы железа с содержанием хрома более 12%, поэтому они относительно устойчивы к коррозии». Это диапазоны…

Что произошло со сталью при охлаждении?

Причиной такой повышенной твердости является образование более тонкой микроструктуры перлита и феррита, чем можно получить при медленном охлаждении на окружающем воздухе. В принципе, когда сталь быстро остывает, у атомов углерода меньше времени для перемещения через решетки и образования более крупных карбидов.

Можно ли расплавить сталь огнем?

Домашний пожар, возможно, сможет достичь температуры, которая ослабит стальную балку, но не сможет ее расплавить. Ослабляющий эффект во многом будет зависеть от того, какое давление оказывается на сталь, как долго она подвергается воздействию температуры и какая это сталь. Нет, сталь не расплавится.

Можно ли расплавить нержавейку?

Причина, по которой нержавеющая сталь не ржавеет, заключается в том, что она содержит более 18 % хрома. Во влажной атмосфере тонкий слой атомов железа окисляется и удаляется с поверхности. Если вы можете расплавить и перелить нержавеющую сталь таким образом, чтобы сохранить содержание хрома, она останется нержавеющей.

Что произошло со сталью при нагревании Мозгового?

Ответ: При нагревании становится длиннее. Объяснение: Если увеличить температуру твердого тела, оно расширяется.

Какие металлы можно отливать дома?

Обычные металлы для литья включают цинк, медь, олово, алюминий и серебро. Проектирование и создание собственных металлических предметов поддается многим различным видам ремесел. Вы можете создавать свои собственные предметы, создавать декоративные автозапчасти и делать украшения.

Нагрев металла ослабляет его?

Это простое действие, если его нагреть до точного температурного диапазона, может создать более чистый и твердый металл. Его часто используют для создания стали, которая прочнее, чем отжиг металла, но при этом создает менее пластичный продукт. Итак, тепло действительно может сделать металл слабее.

Может ли металл расплавиться в огне?

Может ли металл расплавиться в огне?

Что будет с мелками при нагревании?

Когда вы нагревали твердые мелки, вы заставляли их плавиться. Твердые мелки превратились в жидкость и стекали по бумаге. Когда жидкие мелки остыли, они снова стали твердыми. Это действие является примером обратимого изменения, поскольку таяние было обращено вспять, как только мелки остыли.

При какой температуре плавится сталь?

Температура плавления металла по Цельсию (℃) Температура плавления по Фаренгейту (℉)

————— ————————- —————————-

Углеродистая сталь 1425 – 1540 2600 – 2800

Нержавеющая сталь 1510 2750

Тантал 2980 5400

Торий 1750 3180

Температуры эксплуатации аустенитных сталей А2 и А4

Очень часто в эксплуатации крепёжных изделий воздействия агрессивных сред сопряжены с экстремально низкими или высокими температурами: в нефтегазовой отрасли в регионах Крайнего Севера и Заполярья, в тяжелой и химической промышленности – промеров множество. Даже в медицине порой требуются метизы, стойкие к химически активным реагентам при очень низких температурах. В таких случаях метизы из углеродистых сталей не обеспечивают надёжность крепления, особенно при длительной эксплуатации в таких условиях.

Аустенитные хромоникелевые сплавы благодаря высокому содержанию легирующих элементов отличаются не только своей коррозионной стойкостью. Крепёжные узлы, сформированные из метизов марки сталей А2 и А4 сохраняют прочностные характеристики при крайне низких и высоких температурах. Их механические свойства регламентированы серией федеральных стандартов ГОСТ Р ИСО 3506:

ГОСТ Р ИСО 3506-1-2009 Механические свойства крепежных изделий из коррозионно-стойкой нержавеющей стали. Болты, винты и шпильки

ГОСТ Р ИСО 3506-2-2009 Механические свойства крепежных изделий из коррозионно-стойкой нержавеющей стали. Гайки

ГОСТ Р ИСО 3506-3-2009 Механические свойства крепежных изделий из коррозионно-стойкой нержавеющей стали. Установочные винты и аналогичные крепёжные изделия, не подвергаемые растягивающему напряжению.

ГОСТ Р ИСО 3506-4-2009 Механические свойства крепежных изделий из коррозионно-стойкой нержавеющей стали. Самонарезающие винты

Как видно из названия, указанные стандарты идентичны международным стандартам ISO 3506 Mechanical properties of corrosion-resistant stainless steel fasteners. В них полностью сохранены обозначения, свойства коррозионностойких сталей и требования к ним, которые приняты во всём мире.

ГОСТ Р ИСО 3506 регламентируют не только химические составы хромоникелевых сталей, но и механические свойства нержавеющих метизов, в том числе при повышенных и низких температурах.

1.Свойства нержавеющих метизов при повышенных температурах по ГОСТ Р ИСО 3506

В справочном Приложении сказано:  

«Примечание – Если болты, винты и шпильки правильно рассчитаны, то сопряженные гайки будут автоматически им соответствовать. Следовательно, в случае применения при повышенных или низких температурах достаточно учитывать только механические свойства болтов, винтов и шпилек.»

В Таблице 1 Приложения приводятся значения предела текучести R_eL или условного предела текучести R_p0.2при повышенных температурах в процентах от значений при комнатной температуре:

Таким образом, зная температуру эксплуатации крепёжного соединения и марку стали, уже не составит труда рассчитать допустимую нагрузку при разных режимах, вплоть до +400 ⁰С.

2. Применение при низких температурах.

Допустимые низкие температуры для эксплуатации болтов, винтов и шпилек из аустенитных нержавеющих сталей указаны в Таблице 2 того же Приложения

Однако стоит уточнить, что нормативные значение, приведённые выше, носят скорее справочный характер. При выборе крепёжных изделий необходимо учитывать, что по факту химическая среда и нагружения на резьбовое соединение могут значительно отличаться от проектных. Знакопеременные нагрузки при воздействии повышенных температур увеличивают вероятность коррозионных напряжений в металлических изделиях.

За дополнительной консультацией обращайтесь к специалистам в технический отдел BEST-Крепёж.

Нержавеющая сталь AISI 309

5 Мар 2022


mvsteel

Описание марки стали AISI 309

Сталь марки AISI 309S относится к жаростойким жаропрочным сталям. Интенсивное окалинообразование начинается при температуре 1050°С. Высокое содержание никеля и хрома обеспечивает отличное сопротивление окислению и высокую прочность при высокой температуре.

Данная марка нержавеющей стали стала очень податлива и обладает хорошей свариваемостью – что характеризует широкое ее применение.

AISI 309S может использоваться в нагревательных элементах сопротивления.

Рекомендованная температура использования не должна превышать 1000°С. Выше 800°С AISI 309S из-за образования окалины склонна к охрупчиванию.

Аналоги AISI 309

Отечественный аналог марки AISI 309 – 20Х23Н13.

Применение AISI 309

Широко применяется во всех высокотемпературных средах, где необходимо значительное сопротивление коррозии, жаропрочность, сопротивление ползучести.

Сталь предназначена для деталей, работающих при высокой температуре в слабонагруженном состоянии (ящики для цементации, печные конвейеры, печная арматура с температурой эксплуатации до 950°C), нефтегазовая, химическая, горнорудная и металлургическая промышленность.

AISI 309 химический состав, %

Термообработка и механические свойства

Закалка с отпуском: закалка при 1050 – 1150 °С с последующим охлаждением на воздухе или воде. Во время производства и обработки следует избегать температурного диапазона 650 – 850 °C из-за вероятности сигмаобразного охрупчивания, что влияет на снижение вязкости.

Хрупкость можно снять, проведя снова отжиг при температурах 1050 – 1100 °C.

После закалки с отпуском действительны следующие значения механических свойств:

Минимальные значения предела прочности и предела текучести Rp1,0 при повышенных температурах после закалки с отпуском

Физические свойства

Удельный вес при t = 20°С	7900 кг/м3
Плотность	7900 кг/м3
Удельное электрическое сопротивление при t = 20°С	850 µΏ. мм
Теплопроводность	21 Вт/м.°С
Удельная теплоёмкость при 20°С (Дж/кг К)	500
Магнитная восприимчивость	Минимальная
Температура плавления	1420 °C
Средние коэффициенты теплового расширения	20 – 100 °C 16,0∙10-6 м/м∙°C 20 – 200 °C 16,5∙10-6 м/м∙°C 20 – 300 °C 17,0∙10-6 м/м∙°C 20 – 400 °C 17,5∙10-6 м/м∙°C 20 – 500 °C 18,0∙10-6 м/м∙°C

Особые свойства:

Немагнитная сталь (μr< 1,3). Может применяться при низких температурах до -60°C. Может применяться до 800-1000°C. Не образует окалину на воздухе до 1000°C.

Основные области применения AISI 309:

• Приборостроение для высокотемпературного применения;
• Автомобильная промышленность;
• Производство цепей; Машиностроение;
• Печи;
• Сита и решётки.

Коррозионная стойкость.

Сталь AISI 309 обладает пониженной стойкостью в среде окисляющих и восстанавливающих серосодержащих газов. В таких средах при температурах ниже 650 °C применение стали AISI 309 ограничено. Коррозионную стойкость к науглероживающим (до 900 °C) и азотистым, бедным кислородом газам можно оценить как среднюю.

Ковкость.

Ковку проводят при температуре 800-1150 °С, а потом быстро охлаждают на воздухе или в воде.

Свариваемость.

Сплав AISI 309 может свариваться любыми способами. Предварительного нагрева не требуется. Проведение после сварочных работ повторной термообработки не требуется.

Обработка нержавейки: термическая, химическая, термомеханическая

Производственные механизмы современных установок и агрегатов испытывают достаточно большие нагрузки на каждый конструктивный элемент. При высоком давлении, скоростях и определённом температурном режиме детали из обычных сталей могут достаточно быстро потерять свои производственные мощности и выйти из строя.

Именно поэтому работа в сложных условиях требует применение особых сплавов, к которым принадлежит нержавеющая сталь.

Одно из главных преимуществ «нержавейки» – сопротивление коррозии. Этим свойством она обязана хрому, который в размере 12 и более процентов содержится в составе нержавеющего сплава. В зависимости от содержания хрома может меняться устойчивость к коррозии – чем оно выше, тем выше и стойкость стали к коррозии. Нержавеющая сталь не ржавеет под воздействием атмосферных осадков, в солевых или щелочных растворах и некоторых газовых средах. Таким образом, главные достоинства нержавеющей стали – это высокая температура плавления, пластичность, высокое качество сварных соединений и простота обработки. За счёт этих характеристик ее используют во многих отраслях – в строительстве, медицине, пищевой промышленности, на производстве.

Чтобы добиться определенных механических свойств и придать сплаву нужную структуру в неё дополнительно вводят добавки никеля и молибдена.

Обработка нержавеющей стали не только дает возможность обеспечить изделиям из этого материала необходимые свойства и качества, но также гарантирует увеличение срока использования и способствует улучшению внешнего вида.

Выделяют три основных типа нержавеющей стали в зависимости от структуры:

• Ферритные стали – стали, которые имеют структуру феррита; в составе таких сплавов более 20% хрома и до 0,15% углерода, благодаря чему они имеют высокий уровень пластичности и обладают высокой устойчивостью к агрессивным средам. Ферритные стали образуются при низком содержании углерода и большом количестве легирующего элемента.
• Мартенситные и ферритно-мартенситные – в этих сплавах содержится до 17% хрома и до 0,5% углерода, такой вид сплавов имеет наибольшую прочность к влиянию агрессивной среды. В основном их используют для изделий, предназначенных работать на износ.
• Аустенитные (аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситные) коррозионностойкие стали нашли широкое применение в качестве конструкционного материала в различных отраслях машиностроения. до 33% состоят из никеля и хрома.

Особенности обработки

Несмотря на то, что нержавейку обрабатывают уже более ста лет, этот процесс сопряжен с некоторыми технологическими сложностями.  

Есть несколько факторов, которые могут затруднять механическое воздействие и обработку нержавеющих сталей. Они были изучены отечественными учеными-металловедами ещё во второй половине прошлого века и до сих пор являются теми факторами, которые нужно учитывать при выборе способа обработки.

• 
  Наклёп, самоупрочнение. Это важный признак нержавеющей стали, вызывающий дополнительные трудности во время её обработки – при неправильном выборе инструмента поверхность упрочняется (в области резания твёрдость может повыситься до 100%) и при следующем проходе инструмент уже срезает более твердый материал. Так происходит быстрый износ режущих кромок инструмента, ведущий к образованию проточин (сильно локализованные повреждения как на передней, так и на задней поверхности на уровне глубины резания).

• 
  Низкая теплопроводность. Теплопроводность нержавейки сравнительно невелика и колеблется от 15 до 30 Вт/(м*К) в зависимости от ее состава. Это одна из важнейших особенностей, которая значительно усложняет работу с нержавейкой. Высокая температура в зоне резания приводит к быстрому износу инструмента. Однако именно низкая теплопроводность во многих случаях является нужным свойством – на этом основана теплоизоляция.

• 
  Высокая прочность. Известно, что нержавейка – это материал, в который добавили примеси, замедляющие или делающие невозможным процессы коррозии. Однако наличие в составе сплавов легирующих элементов может также затруднить обработку. В результате появляются значительные силы резания 1800-2850 Н/мм2.

• 
  Стружкодробление – разделение стружки на отдельные элементы (различных форм и размеров), которое происходит, если в стружке возникают напряжения, которые больше предельно допустимых для обрабатываемого материала. При обработке могут возникнуть проблемы контроля над стружкообразованием. Худший контроль над стружкодробленим происходит при обработке аустенитных и дуплексных нержавеек. Такое свойство стали как пластичность позволяет не ломаться при обработке, а завивается в длинную спираль.

• 
  Возникновение наростов, склонность к налипанию на поверхность резца, а также характерная для аустенитных и дуплексных марок вязкость. В ходе обработки нержавеющая сталь склонна налипать на режущую часть фрезы, что провоцирует образование нароста. Это отрицательно сказывается на резании, поскольку нарушается геометрия резца и увеличиваются усилия резания.

• Возникновение заусенцев. Отделившийся заусенец может стать причиной выхода из строя всей системы с самыми серьезными последствиями.

• 
  Воздействие разных химических элементов на обрабатываемость. Например, высокое содержание углерода увеличивается прочность и твёрдость, но в то же время способствует сильному износу по задней поверхности, обрабатываемость стали снижается. Сера, напротив, улучшает обрабатываемость, но снижает пластичность и ударную вязкость. При сварке сера является вредной примесью, которая оказывает неблагоприятное влияние на свариваемость и механические свойства стали. Эта особенность объясняет, почему наилучшую обрабатываемость имеют низкоуглеродистые стали.

• 
  Абразивность. В состав нержавейки входят микроскопические соединения карбида и интерметаллов, которые наделяют сталь особыми абразивными свойствами, вследствие чего стойкость инструментов резко снижается.

• 
  Неравномерное упрочнение. Несмотря на то, что эта особенность не слишком критично влияет на обработку небольших деталей, она может сказаться на качестве крупных валов и крупногабаритных элементов.

Так, вышеперечисленные особенности при обработке нержавеющей стали зачастую не позволяют набрать высокую скорость во многих рабочих процессах. Именно поэтому приходится уменьшать скорость и подачу – так получится обеспечить подходящую стойкость и добиться качественной поверхности стали.

В металлургии применяется три вида обработки стали: техническая, термомеханическая и химико-термическая.

Под термической обработкой называется совокупность операций нагрева, выдержки и охлаждения твёрдых металлических сплавов с целью получения заданных свойств. Так, основные параметры термической обработки – это температура и время. Именно правильный нагрев имеет большое значение в процессе термической обработки – перегрев делает структуру материала зернистой, а это не поддаётся исправлению.

В зависимости от температуры нагрева и скорости охлаждения различают следующие основные виды термической обработки:

1. 
   Отжиг – это процесс, при котором происходит сначала нагрев металла, а затем постепенное медленное охлаждение. Такой температурный режим позволяет сформироваться кристаллической структуре до однородного состояния. В итоге сталь приобретает высокую пластичность и низкую твердость.

2. 
   Нормализация – один из видов обработки сплавов, за которым следует вторая закалка и отпуск. Ее сущность заключается в улучшении физических и механических характеристик стали. Данная технология используется для снижения остаточных напряжений или повышения степени обрабатываемости материала различными методами.

3. 
   Закалка проводится для увеличения прочности, твёрдости и износостойкости. При таком виде обработки металл сначала нагревается до высоких температур, способных изменить его структуру, а затем быстро охлаждается, чтобы он приобрел требуемый физико-химический состав и необходимую кристаллическую структуру. Именно этот метод обеспечивает получение требуемых эксплуатационных качеств закаливаемого металла. Главной задачей закалки является придание стали большей твердости.

4. 
   Отпуск – это финальный процесс термической обработки изделия. Он осуществляется после закалки и позволяет снять остаточное напряжение стали, снизить её хрупкость, а также увеличить вязкость.

Следовательно, преимуществами термической обработки стали являются:

• Весомые изменения эксплуатационных свойств металлов
• Увеличение пластичности
• Повышенное сопротивление к изнашиванию/твёрдость
• Сохранение ударной вязкости

Для обработки используются специальные термические машины, которые позволяют изменять структуру именно в поверхностном слое на определенную глубину или же воздействовать только на часть заготовки.

Термомеханическая обработка металлов (ТМО) заключается в механической изменение формы при температуре, которая выше температуры фазового перехода. Способ сочетает в себе горячую прокатку (прокатка, при которой температура прокатки выше температуры рекристаллизации металла), волочение (процесс, при котором происходит протягивание заготовок через отверстия, которые сужаются) или штамповку с быстрой закалкой.

На сегодняшний день термомеханическая обработка выполняется по трем схемам:

1. 
   Термообработка с деформационного нагрева с последующим низким отпуском или высокотемпературная термомеханическая обработка.

2. 
   Термообработка, при которой операции горячей деформации и нагрева под закалку разделены – предварительная термомеханическая обработка.

3. 
   Интенсивная пластическая деформация стали в температурном интервале устойчивого аустенитного состояния или низкотемпературная термомеханическая обработка.

Благодаря такому способу воздействия на металл, его прочность значительно повышается, а также достигается высокий комплекс механических свойств сталей и сплавов.

Химическая обработка нержавеющей стали – это процесс, при котором меняется не только поверхность сплава, но и структура металла с химическим составом. Такой тип обработки используется при необходимости получить деталь высокой прочности и твёрдости, сохранив при этом вязкость сердцевины. Характерные свойства такого металла – высокая устойчивость к коррозии, а также повышенная степень сопротивления. Химическая обработка производится посредством помещения детали в среду, которая содержит в себе атомы вещества, необходимые для покрытия стального листа.

• 
  Цементация – это внедрение в поверхностные слои углерода, процесс осуществляется под действием высоких температур. Цементация производится в твердых, жидких или газообразных средах, которые называются карбюризаторами.

• 
  Азотирование стали – это наполнение поверхностного слоя состава азотом. Это оди из наиболее эффективных методов для повышения прочности сплавов.

• 
  Цианирование и нитроцементация стальных деталей – это насыщение поверхности стали азотом и углеродом. Основная задача этого вида обработки – увеличение твердости и повышенное сопротивление к изнашиванию.

• 
  Диффузионной металлизацией принято называть метод обработки сталей либо других металлов и сплавов, при которой поверхностный слой изменяется внедрением молекул других элементов. Метод применяется в целях повышения износоустойчивости и повышения стойкости к коррозии.

Китай AISI 316 Марка нержавеющей стали (UNS S31600) производителей, поставщиков, дистрибьюторов — Прямая цена с завода

Нержавеющая сталь марки AISI 316 (UNS S31600)

Нержавеющая сталь ASTM AISI 316 (UNS S31600) является одной из наиболее широко используемых аустенитных нержавеющих сталей. Благодаря добавлению молибдена (Мо), SS316 имеет значительное улучшение коррозионной стойкости и определенных свойств.

Нержавеющая сталь 316L (UNS S31603) является низкоуглеродистой версией AISI 316. SS316 лучше, чем SS304, с точки зрения коррозионной стойкости, термостойкости и определенных свойств, но цена выше, чем у AISI 304, для более подробной информации, пожалуйста, проверьте нержавеющую сталь класс 304 против 316 и 316 против 316L .

AISI 316 Химический состав

Примечания:

• ASTM A276 / A276M: Стандартные спецификации для стержней и профилей из нержавеющей стали

• ASTM A240 / A240M: Стандартные спецификации для пластин, листов и полос из хрома и хромоникелевой нержавеющей стали для сосудов под давлением и для общего применения

Механические свойства

Данные для бара диаметром 25,4 мм (1 дюйм)

Свойства нержавеющей стали ASTM 316

SS 316 Физические свойства материала

316 Магнитные свойства

Сталь типа 316 не является магнитной, но может быть слабо магнитной после холодной обработки.

обработка

Нержавеющая сталь AISI 316 (SS316) имеет более высокую прочность и более высокую скорость закалки, чем углеродистая сталь и низколегированная сталь, поэтому ее сложнее обрабатывать. Следовательно, требуется большая мощность и меньшие скорости обработки, что может привести к сокращению срока службы инструмента и затруднению получения гладкой поверхности.

Устойчивость к коррозии

Нержавеющая сталь AISI 316 имеет лучшую коррозионную стойкость, чем нержавеющая сталь 304, и обладает хорошей коррозионной стойкостью при производстве целлюлозы и бумаги. Кроме того, SS316 также устойчив к коррозии в морских и агрессивных промышленных условиях.

Применение AISI SAE ASTM 316

Основными областями применения нержавеющей стали AISI 316 являются теплообменники для целлюлозно-бумажного оборудования, красильного оборудования, оборудования для обработки пленки, труб, электромагнитных клапанов, зажимов, сфер, корпусов клапанов, седел клапанов, гаек, штоков клапанов, фланцев и материалов для наружных работ. использование в прибрежных районах и т. д. Также используется в морской среде и используется в качестве пищевой нержавеющей стали.

Эквивалент AISI 316 (для справки).

Hot Tags: нержавеющая сталь марки aisi 316 (uns s31600), Китай, производители, поставщики, дистрибьютор, завод, купить, цена

Свойства нержавеющей стали 304, температура плавления нержавеющей стали 304

Нержавеющая сталь типа 304 и 304 L

Нержавеющая сталь 304 (SS) представляет собой аустенитную нержавеющую сталь с гранецентрированной кубической поверхностью (FCC).

атомная структура, которая обеспечивает многочисленные плоскости для движения дислокаций.
Это неотъемлемое свойство в сочетании с низким уровнем интерстициальных элементов
(элементы, у которых отсутствует цепочка дислокаций), придает этому материалу высокую пластичность,
низкий предел текучести и относительно высокий предел прочности при растяжении.

Когда сталь нагревается выше критической температуры (около 1335 F), она подвергается
фазовый переход, рекристаллизация в виде аустенита. Непрерывный нагрев до ок. 1450 — 1500F
обеспечивает полное превращение в аустенит. Высокое содержание хрома и никеля в
аустенитная нержавеющая сталь подавляет превращение при охлаждении в феррит/цементит,
сохраняя материал полностью аустенитным, а также делая его практически немагнитным
в отожженном состоянии. Это придает аустенитным нержавеющим сталям отличные криогенные свойства.
свойства, хорошая жаропрочность и стойкость к окислению. Превосходно
коррозионная стойкость, немагнитные свойства и исключительно высокая ударная вязкость при
все температуры делают эти стали подходящими для широкого круга применений.

Физические свойства пластин и фольги из нержавеющей стали 304

Удельное электрическое сопротивление

Теплопроводность

Коэффициент температурного расширения

Магнитная проницаемость

Процент холодной работы	304 СС	304 л СС
Отожженный	1,005	1,015
1/4 жесткий	1,009	1,064
1/2 жесткий	1,163	3,235
Полная жесткость	2,291	8. 480

Твердость, макс.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Прочность на растяжение и предел текучести

Модуль упругости, отожженный: 29 000 KSI

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Химический состав нержавеющей стали типа 304, % по весу

C 0,08% Макс.	Mn 20% Макс.	Р 0,045%
Cu 0,75% Макс.	Мо 0,75% Макс.	С 0,05%
Cr 18-20%	Н 0,10 % Макс.	Si   1,00 % Макс.
Fe Баланс	Ni 8–10,5 % Макс.

Содержание углерода

Низкий углерод в типе 304 L имеет более низкую скорость коррозии, чем более высокий углерод.
сплав типа 304 при воздействии муравьиной кислоты, серной кислоты и гидроксида натрия.

Данные об обработке поверхности нержавеющей стали

Вернуться на главную страницу:
Подложки из нержавеющей стали, пластины и оптика

Что такое нержавеющая сталь? Определение, значение, свойства, типы, температура плавления

Нержавеющая сталь была открыта Гарри Брирли, Элвудом Хейнсом и Робертом Форестером Мушетом. Многие ученые и металлурги могут заявить об открытии Брирли за 5-летний период между 1908 и 1913 годами.

Нержавеющая сталь была открыта в 1913 году Гарри Брирли из Шеффилда, Великобритания. Несмотря на многочисленные предыдущие попытки, нержавеющая сталь Brearley с содержанием хрома 12,8% считается первой настоящей нержавеющей сталью.

Во время этих экспериментов Брирли изготовил несколько разновидностей своих сплавов, варьируя количество хрома и углерода. Сталь с 12,8% хрома и 0,24% углерода была создана Brearley 13 августа 1913 года и считается первой нержавеющей сталью.

Что вы подразумеваете под нержавеющей сталью?

Нержавеющая сталь представляет собой сплав на основе железа с содержанием хрома не менее 11%, который обеспечивает термостойкость и предотвращает ржавление железа. Трехзначное число 304 идентифицирует определенный тип нержавеющей стали, например, нержавеющую сталь 408.

Определение нержавеющей стали, означающее типы свойств, температура плавления

Железо, хром, никель и другие металлы используются для изготовления нержавеющей стали, устойчивой к коррозии.

Экологически чистый материал, нержавеющая сталь полностью и неограниченно перерабатывается. Предполагается, что строительный сектор восстановится со скоростью, близкой к 100 процентам. Экологически чистый материал, нержавеющая сталь полностью и бесконечно пригоден для повторного использования. Предполагается, что строительный сектор восстановится со скоростью, близкой к 100 процентам.

Правильное значение температуры плавления нержавеющей стали

Температура влияет на прочность на растяжение большинства металлов. Сталь становится более жесткой и ее легче согнуть, когда она подвергается сильному нагреву. Нержавеющая сталь обычно подвергается этому процессу при температуре около 1000°C.

Прочность на растяжение стальной корзины определяет, какой вес она может выдержать, когда она используется для удержания тяжелых предметов в очень жаркой среде. Корзина, выдерживающая тот же вес при 800°C, может нести в два раза больше веса, чем корзина при 1000°C. Сварные швы на корзине также могут быть повреждены высокими температурами.

Температура плавления может вызывать физические изменения, а также определять устойчивость объекта к окислению и осернению. Железо будет разрушено как кислородом, так и серой. Хром в нержавеющей стали предотвращает ее окисление и сульфидирование. Однако при добавлении никеля защитная способность хрома снижается, а железо подвергается воздействию кислорода или серы, которые могут повредить нержавеющую сталь.

Краткое описание состава нержавеющей стали

Железо и углерод являются основными компонентами стали. Нержавеющая сталь — это разновидность стали со средним содержанием хрома 10,5% и содержанием углерода менее 1,2%. Никель, титан, ниобий, молибден, марганец и т. д. могут дополнительно улучшить коррозионную стойкость и механические свойства нержавеющей стали.

Поверхности материалов покрываются оксидом хрома при контакте с кислородом. Он защищен этим пассивным слоем и способен к самовосстановлению.

Характеристики нержавеющей стали

Семейство нержавеющих сталей из сплавов на основе железа известно своей коррозионной и термостойкостью. Стали с содержанием хрома менее 10% отличаются более высокой коррозионной стойкостью по сравнению со сталями с более высоким содержанием хрома.

• Нержавеющая сталь в основном состоит из железа и углерода, но она также легирована несколькими другими элементами, наиболее известным из которых является хром.

• Никель, магний, молибден и азот также часто встречаются в нержавеющей стали.

• Помимо высокой коррозионной стойкости, нержавеющая сталь идеально подходит для изготовления крыш, фасадов, систем рекуперации дождевой воды и труб для хозяйственно-питьевой воды, которые подвергаются воздействию неблагоприятных погодных условий.

• Как устойчивый строительный материал, нержавеющая сталь долговечна. Низкие эксплуатационные расходы, эффективная сборка и установка обеспечивают пользователю непревзойденный срок службы.

Свойства нержавеющей стали

Во многих отраслях промышленности нержавеющая сталь широко используется в деталях и компонентах из-за ее многочисленных желаемых свойств. Самое главное, он чрезвычайно устойчив к коррозии благодаря содержанию хрома. Стали с минимальным содержанием хрома 10,5% примерно в 200 раз более устойчивы к коррозии, чем стали без хрома.

Потребителям также нравится его высокая прочность и долговечность, устойчивость к высоким и низким температурам, повышенная формуемость и простота изготовления, низкие эксплуатационные расходы, долговечность, привлекательный внешний вид и экологичность. Нержавеющую сталь не нужно обрабатывать, покрывать или красить после того, как она введена в эксплуатацию.

Механические свойства

Поскольку нержавеющая сталь является сталью, она обладает высокими механическими свойствами при температуре окружающей среды. Уникальное сочетание пластичности, эластичности и твердости позволяет использовать его в сложных режимах формообразования, таких как глубокая штамповка, правка, экструзия и т. д., обеспечивая при этом устойчивость к сильному износу, такому как трение, истирание, удар, эластичность и т. д. , при низких и высоких температурах проявляет хорошие механические свойства.

Устойчивость к коррозии

Вступая в реакцию с кислородом воздуха или воды, хром образует оксидный слой на поверхности нержавеющей стали, который постоянно ее защищает. Он восстанавливается, если его поцарапать. Нержавеющая сталь устойчива к коррозии из-за этой особенности.

Внешний вид

Для нержавеющей стали доступны различные варианты отделки, включая матовую, блестящую, матовую и гравированную. Материал можно тиснить или тонировать, делая его эстетичным. Он широко используется в архитектуре, дизайне интерьера, уличной мебели и других дизайнерских приложениях.

Вторичная переработка

Количество вторичной переработки нержавеющей стали не ограничено. Это зеленый материал. В строительной отрасли он извлекается почти на 100%. Он не выделяет соединений, которые могут изменить состав элементов, таких как вода, при контакте с ним, он экологически нейтрален и инертен.

Огнестойкость

Критическая температура 800°C необходима для того, чтобы нержавеющая сталь была огнестойкой в ​​конструкционных применениях. Когда нержавеющая сталь считается лучшей по огнестойкости, эмиссия токсичного дыма отсутствует.

Легко чистится

Поверхность предметов из нержавеющей стали легко очищается обычными чистящими средствами, такими как моющие средства и мыльный порошок. Когда речь идет о кухонной и декоративной посуде, которую необходимо часто мыть, нержавеющая сталь отвечает всем требованиям.

Типы нержавеющей стали

Ферритная сталь

Низкоуглеродистая сталь обычно составляет не более 0,1%, и обычно она содержит от 10,5% до 30% хрома. Магнитные свойства ферритных нержавеющих сталей делают их идеальными для высоких температур и коррозионного растрескивания под напряжением.

Использование

Ферритные нержавеющие стали, содержащиеся в ферритных нержавеющих сталях, обычно используются в автомобильных компонентах, нефтехимических заводах, теплообменниках, печах и приборах.

Мартенситная

Как и ферритная нержавеющая сталь, мартенситная нержавеющая сталь имеет высокое содержание углерода до 1,2%, что позволяет ей сильно упрочняться. С их помощью можно создавать хирургические инструменты и медицинские инструменты.

Применение

Существует множество применений мартенситных нержавеющих сталей, включая лопатки компрессоров и детали турбин, кухонную утварь, гайки, болты и винты, насосы и клапаны, стоматологические и хирургические инструменты, электродвигатели, насосы, клапаны, детали машин, острые хирургические инструменты, столовые приборы, лезвия ножей и другие режущие ручные инструменты.

Аустенитная сталь

В аустенитную группу входит несколько типов нержавеющей стали. В аустенитных нержавеющих сталях концентрация хрома, молибдена и никеля выше, чем в других типах. Благодаря своей превосходной прочности и пластичности они являются очень универсальными материалами.

Применение

Этот сплав содержит 18 % хрома и 8 % никеля и часто используется для изготовления кухонного оборудования, столовых приборов, оборудования для пищевой промышленности и конструкционных компонентов для самолетов и автомобилей. Еще одним распространенным материалом является нержавеющая сталь марки 316.

Из него изготавливают множество продуктов, в том числе оборудование для приготовления пищи, лабораторные столы, медицинское и хирургическое оборудование, оборудование для лодок, фармацевтические препараты, текстиль и оборудование для химической обработки.

Дуплекс

Благодаря своей более высокой прочности дуплексная нержавеющая сталь позволяет значительно снизить вес, поскольку она сочетает в себе аустенит и феррит. Превосходная коррозионная стойкость этого материала делает его идеальным для морских применений, даже в сложных условиях.

Применение

Дуплексная нержавеющая сталь серии 2000 подходит для применения в химической, нефте- и газоперерабатывающей, морской, с высоким содержанием хлора, а также в целлюлозно-бумажной промышленности. Помимо грузовых цистерн для кораблей и грузовиков, заводов по производству биотоплива, резервуаров для хранения хлоридов и сосудов под давлением, транспорта, теплообменных труб, строительных и опреснительных установок, существуют также локомотивы и грузовики.

Точка плавления нержавеющей стали

Диапазон температур плавления нержавеющей стали от 2550°F до 2790°F или от 1400°C до 1530°C.

Точный химический состав нержавеющей стали определяет ее температуру плавления. У каждого элемента есть точка плавления. Никель, хром и железо являются основными элементами нержавеющей стали.

Температура плавления чистого железа 1535°С, хрома 1890°С, никеля 1453°С. Диапазон температур для нержавеющей стали составляет от 1400 до 1530°C. Существует небольшая разница в элементах, из которых состоит каждая марка нержавеющей стали. Поэтому разные марки имеют разные температуры плавления.

Определение точки плавления нержавеющей стали

В этом процессе используется принцип определения точки плавления. Температуры плавления определяются изменением светопроводимости материала. Когда твердое кристаллическое вещество движется через пять точек светопроводимости, оно, наконец, достигает прозрачной точки, когда становится жидкостью.

Капиллярный метод используется исследователями для определения температуры плавления элементов и сплавов. Используя тонкостенную капиллярную трубку для определения точки плавления, источник тепла и точный термометр, они упаковывают образец материала. Каждую минуту исследователи добавляют к температуре градус Цельсия.

Чтобы определить температуру плавления материала, исследователи записывают температуру, при которой материал внутри трубки становится полностью жидким.

Изменение температуры в зависимости от температуры плавления нержавеющей стали различных марок

Нержавеющая сталь бывает различных форм и составов. Нержавеющие стали с высоким содержанием углерода включают 304, 316 и 317. Ферритные стали, такие как 430 и 434, а также отпущенные и закаленные стали, такие как 410 и 420. Температура плавления каждого типа группы будет различаться в зависимости от состава их соединений.

Среди различных марок стали

• Марка 304 имеет температуру плавления 1400-1450°С,
• Марка 316 имеет температуру плавления 1375-1400°С,
• Марка 410 имеет температуру плавления 1480 -1530°C,
• Марка 420 имеет температуру плавления 1450 -1510°C,
• Марка 430 имеет температуру плавления 1425 -1510°C, а
• Марка 434 имеет температуру плавления 1426 -1510°C .

Марки стали выражаются диапазонами, а не конкретными числами, как вы могли заметить. Из-за возможности крошечных вариаций в формировании сплава температура плавления конкретного типа сплава может и будет варьироваться.

Проблема температуры плавления нержавеющей стали

Нержавеющая сталь не должна использоваться исключительно в конструкционных или вспомогательных целях в условиях нагревания. Все сплавы при высоких температурах теряют определенную прочность на разрыв, и нержавеющая сталь не является исключением.

Эксперименты показывают, что нержавеющая сталь становится более слабой и хрупкой еще до достижения критической температуры плавления.

Прочность на растяжение стали, которая сохраняет 100 % своей структурной целостности при 850°C, вероятно, потеряет примерно 50 % к 1000°C. Следовательно, при воздействии более высокой температуры конструкция, рассчитанная на 1000 кг, может безопасно выдержать только 500 кг веса. Если конструкция нагружена большим весом, она может сильно прогнуться.

Как вы думаете, нержавеющая сталь не подвержена коррозии?

Сплав нержавеющей стали содержит минимальное количество хрома 10,5%. Он устойчив к коррозии и ржавчине благодаря реакции между хромом и кислородом воздуха.

Развитие ржавчины на нержавеющей стали может быть вызвано различными факторами. Коррозия одного сплава нержавеющей стали может не повлиять на другой, потому что существуют сотни различных сплавов нержавеющей стали.

Гальваническая коррозия

Производители могут совершить основную ошибку, случайно или преднамеренно сварив разнородные металлы вместе при создании нестандартных форм из стальной проволоки или листового металла.

• При соединении двух металлов с разными свойствами через электролитический материал, такой как вода или присадочный материал, может протекать электрический ток. Менее благородный металл, то есть металл, который легче подвергается коррозии из-за его способности принимать электроны, станет анодом.

• На скорость коррозии влияют несколько факторов, таких как типы используемой нержавеющей стали, используемый сварочный наполнитель, температура окружающей среды, влажность и общая площадь контактирующих металлов.

• Гальваническую коррозию можно предотвратить, избегая постоянного соединения двух разнородных металлов. Добавьте покрытие, чтобы изолировать металлы, чтобы предотвратить протекание электронов между катодом и анодом.

• Кроме того, в месте сварки может возникнуть гальваническая коррозия, если присадочный материал слишком отличается от соединяемых металлов.

Применение при экстремальных температурах

Температура плавления сплавов нержавеющей стали обычно значительно превышает 1200 градусов по Фаренгейту. Несмотря на то, что металл не плавится при высоких температурах, он может претерпевать другие изменения, влияющие на его коррозионную стойкость.

• Во многих процессах термообработки и отжига сплавы нержавеющей стали подвергаются экстремальным температурам, вызывающим образование накипи. Из-за разного состава окалины и основного металла при образовании окалины на горячем металле может возникнуть биметаллическая коррозия.

• Потеря защиты, обеспечиваемой сплавами нержавеющей стали при экстремальных температурах, также может увеличить риск коррозии на некоторое время, пока оксидный слой не будет заменен.

• Если ваши производственные процессы превышают рекомендуемые рабочие температуры для любой нержавеющей стали, в результате образования накипи или других проблем, вызванных экстремальными температурами, может возникнуть коррозия. Чтобы разработать любую нестандартную проволочную корзину или форму из листового металла для наших клиентов, инженеры Marlin всегда спрашивают о температуре их процессов.

Трансплантация необработанного железа в нержавеющую сталь

Корзина или деталь из нержавеющей стали могут быть загрязнены остатками твердых частиц от заготовки из простой стали или железа. В результате защитный оксидный слой на заготовке из нержавеющей стали может разрушиться, что приведет к коррозии и ржавчине.

• В отличие от биметаллической коррозии, эта коррозия возникает случайно и, как правило, без ведома производителя.
• Остатки стали или железа часто переносятся на детали или заготовки из нержавеющей стали, когда оборудование, используемое для одного типа материала, используется для другого без очистки между партиями.
• Робот для гибки проволоки может сгибать обычную железную проволоку в течение нескольких часов, а затем переключается на гибку проволоки из нержавеющей стали.
• Существует вероятность того, что на манипуляторах робота могут остаться частицы железа, которые затем могут попасть на провода из нержавеющей стали, которые могут гнуться.
• Оборудование должно быть тщательно очищено и подготовлено при переходе на новый материал, чтобы предотвратить трансплантацию простой стали или железа. Никогда не рекомендуется использовать совместное оборудование для разных типов металла, например, стальные щетки.

Факторы окружающей среды

Нередки случаи, когда производитель изготавливает проволочную корзину или лоток из нержавеющей стали в точном соответствии со спецификацией, но они подвергаются коррозии из-за какого-то ранее неучтенного фактора окружающей среды. Экологическим фактором, который может быть упущен из виду в проектной документации, является наличие соли и влаги в воздухе из-за прибрежного расположения завода.

При выборе нержавеющей стали для нестандартных форм проволоки и листового металла важно учитывать как можно больше факторов окружающей среды. Корзина, лоток или деталь из нержавеющей стали не сразу ржавеют, а остаются устойчивыми к коррозии как можно дольше.

Точечная коррозия

Коррозия сплавов нержавеющей стали, вызванная средами, богатыми хлоридами, такими как соль, может привести к сильной точечной коррозии. В результате контакта с богатой солью морской водой или морским бризом, обогащенным солью, нержавеющая сталь марки 304 при использовании в военно-морских целях может страдать от точечной коррозии.

Вы можете использовать нержавеющую сталь высочайшего качества, например, 316, чтобы избежать точечной коррозии, поскольку она особенно устойчива к хлоридам. Для предотвращения прямого контакта с хлоридами в окружающей среде сталь может быть покрыта специальным покрытием.

Использование нержавеющей стали

Этот материал имеет множество применений и во многих случаях может быть отличной альтернативой стали.

Из-за своей устойчивости к точечной коррозии, вызванной солью, нержавеющая сталь марки 316 часто предпочтительнее для применений, связанных с солью или другими хлоридами. Из-за невероятно высокой прочности на растяжение некоторые предпочитают нержавеющую сталь марки 430, которая была закалена и снята напряжение. Напротив, нержавеющая сталь марки 304 широко используется во многих отраслях промышленности для различных целей.

В большинстве случаев используется нержавеющая сталь, поскольку она обладает уникальными свойствами и устойчива к коррозии. Помимо рулонов, листов, пластин, стержней, проволоки и труб, этот сплав можно найти фрезерованным в рулонах, листах и ​​пластинах.

• Кухонные раковины, столовые приборы и посуда используются на кухне.
• Инструменты, используемые в хирургии и медицине: кровоостанавливающие средства, хирургические имплантаты, временные коронки или зубные коронки.
• Строительные работы архитектора, такие как Крайслер-билдинг, показанный выше: мосты, скульптуры и крыши аэропортов.
• Области применения включают кузова автомобилей, железнодорожные вагоны и самолеты.

Нестандартная проволочная форма

Прочность, коррозионная стойкость и термостойкость делают нержавеющую сталь идеальной для широкого спектра производственных применений. Он включает обработку материалов, ультразвуковую очистку деталей, стерилизацию медицинского оборудования и финишную обработку деталей.

Проволочные корзины из нержавеющей стали можно использовать для различных целей. Тип используемой нержавеющей стали, конечно, будет зависеть от конкретного характера процесса. Некоторые типы нержавеющей стали лучше подходят для определенных применений, чем другие.

Различие между обычной сталью и нержавеющей сталью

На рынке можно найти нержавеющую сталь в различных составах. Помимо наличия различных составных металлов в разных соотношениях, сплавы нержавеющей стали отличаются от сплавов простой стали защитным оксидным слоем пленки. Сталь сохранит свой блестящий вид поверхности, пока этот оксидный слой остается неповрежденным.

Определить оксидный слой

Чтобы понять, почему нержавеющая сталь образует этот оксидный слой, мы должны сначала понять его основу. Многие формы нержавеющей стали состоят из определенных элементов: железа, марганца, кремния, углерода и хрома.

Оксидный слой нержавеющей стали можно улучшить, добавив никель или молибден. Неудивительно, что хром является наиболее важным элементом с точки зрения коррозионной стойкости нержавеющей стали, поэтому большинство аустенитных нержавеющих сталей содержат хром в своем составе.

Стойкость сплава нержавеющей стали к коррозионно-активным химическим веществам может быть усилена специальными добавками, такими как молибден. Например, нержавеющая сталь марки 316 содержит молибден, а нержавеющая сталь марки 304 — нет. Следовательно, нержавеющая сталь марки 316 более устойчива к коррозии, чем сталь марки 304.

Температура плавления углеродистой стали

Сталь плавится при температуре 2500-2800°F или 1371-1540°C.

Сталь — это сплав, а не чистый металл, как железо. Именно температура плавления чистых металлов определяет их чистоту. Напротив, сплавы состоят из нескольких элементов с разными точками плавления. Следовательно, сплавы не плавятся при фиксированных температурах и не замерзают.

Токсичность

Шестивалентный хром, токсичный канцероген, не присутствует в нержавеющей стали. Все формы жизни требуют марганца в качестве микроэлемента. Всякий раз, когда уровень марганца превышает 500 микрограммов, он считается токсичным.

Несмотря на отсутствие исследований острой токсичности нержавеющей стали, долгосрочное использование и исследования подострого воздействия убедительно свидетельствуют об отсутствии острого риска для здоровья при вдыхании, воздействии на кожу или пероральном приеме. Острая токсичность также неизвестна ни для одного из составляющих металлов.

Поцарапанные сковороды из нержавеющей стали могут подвергнуть вас воздействию хрома и никеля, которые в больших количествах могут вызвать проблемы со здоровьем, такие как дерматит, особенно у людей с высокой чувствительностью к никелю. Старая или сильно обожженная посуда из нержавеющей стали также может выделять химические вещества в пищу.

Нержавеющая сталь высочайшего качества

Наиболее распространенной формой нержавеющей стали, используемой во всем мире, является нержавеющая сталь марки 304, которая обладает отличной коррозионной стойкостью и вполне доступна по цене. Большинство окисляющих кислот не вызывают коррозии стали 304. Благодаря долговечности стали 304 ее можно легко дезинфицировать, что делает ее идеальным материалом для пищевых продуктов и кухни.

Самая дешевая нержавеющая сталь

Стали, изготовленные из ферритных сплавов, включают недорогую марку 409нержавеющая сталь и запатентованная нержавеющая сталь марки 430. Сочетание низкой цены, коррозионной стойкости и отличной формуемости делает нержавеющую сталь 409 идеальным материалом для выхлопных газов автомобилей.

Разница между алюминием и нержавеющей сталью

Треть веса нержавеющей стали делает алюминий идеальным для таких отраслей, как самолеты и велосипеды. Автомобильная промышленность также широко использует алюминиевые листы.

Коррозия

Железо, хром, никель, марганец и медь являются основными элементами, содержащимися в нержавеющей стали. Хромит используется в качестве антикоррозионного агента. Кроме того, он непористый, что повышает его коррозионную стойкость. Благодаря пассивирующему слою алюминий обладает высокой устойчивостью к окислению и коррозии. Поверхность алюминия становится белой при окислении, а иногда и ямками. Острая кислая или щелочная среда может вызвать быструю и катастрофическую коррозию алюминия.

Стоимость

Нержавеющая сталь обычно дороже алюминия.

Температура

Нержавеющую сталь можно использовать при гораздо более высоких температурах, чем алюминий, который может стать очень мягким при температуре выше 400 градусов по Фаренгейту.

Теплопроводность

Теплопроводность алюминия намного лучше, чем у нержавеющей стали. По этой причине автомобильные радиаторы и кондиционеры используют его.

Электропроводность

Большинство металлов являются гораздо лучшими проводниками, чем нержавеющая сталь. Алюминий очень хорошо проводит электричество. Алюминий обычно используется для высоковольтных воздушных линий электропередач из-за его высокой проводимости, легкости и коррозионной стойкости.

Прочность

Прочность стали обычно выше, чем у алюминия, но алюминий весит почти на треть меньше, чем сталь. Алюминий используется в самолетах прежде всего по этой причине. Другими словами, алюминий имеет более высокое отношение прочности к весу, чем нержавеющая сталь, несмотря на то, что он прочнее.

Рабочий процесс

Алюминий довольно легко резать и формовать, так как он достаточно мягкий. С нержавеющей сталью трудно работать из-за ее устойчивости к износу и истиранию. По сравнению с алюминием нержавеющие стали более твердые и их особенно трудно деформировать. Алюминий труднее сваривать по сравнению с нержавеющей сталью.

Проверка нержавеющей стали

Сталь можно определить, отшлифовав часть предмета на шлифовальном круге и увидев свечение искр. Предмет из нержавеющей стали серии 300, скорее всего, немагнитен и испускает искры, если он не магнитен.

На кухне, на плите, в раковинах, на светильниках и в других частях дома и на рабочем месте это отличный выбор. Нержавеющая сталь на приборах, таких как микроволновые печи, посудомоечные машины и холодильники, может быть поцарапана. Потертая сталь не должна оставаться такой навсегда.

Определение депрессии точки плавления

Легированная сталь состоит из железа и углерода. Хром и никель также входят в состав сплава нержавеющей стали. Более низкая температура плавления достигается добавлением каждого нового элемента. Депрессия точки плавления относится к этому явлению

Упаковка

Помимо того, что нержавеющая сталь нейтральна для окружающей среды, она также инертна, что делает ее пригодной для экологичных зданий, поскольку она долговечна, инертна и безвредна для окружающей среды. Кроме того, соединения не выщелачиваются при воздействии воды или любого другого элемента, такого как воздух или солнечный свет.

Помимо экологических преимуществ, нержавеющая сталь обладает рядом других преимуществ, в том числе гигиеническими свойствами, простотой обслуживания, долговечностью и красотой. В результате нержавеющая сталь используется в самых разных предметах повседневного обихода.

Кроме того, эти типы металлов используются во многих отраслях, таких как энергетика, строительство, исследования, медицина, продукты питания, транспорт и логистика.

Часто задаваемые вопросы о температуре плавления нержавеющей стали

Является ли нержавеющая сталь водонепроницаемой?

Помимо воды из душа, он также устойчив к дождю и многим другим жидкостям. В случае, если он намок, все, что вам нужно сделать, это тщательно высушить его. Напротив, не надевайте свои украшения в бассейн этим летом, если вы планируете плавать.
Прочность и водонепроницаемость нержавеющей стали делают ее отличным выбором для ювелирных изделий. Дождь не должен беспокоить вас, если вы попали в него. Вам не придется беспокоиться о том, что он заржавеет или потускнеет. Чтобы вытереть остатки воды мягкой безворсовой тканью, требуется всего несколько секунд.

Можете ли вы описать основную проблему нержавеющей стали?

Теплопроводность нержавеющей стали значительно ниже, чем у стали и других материалов на основе железа. Задачи по удалению материала, такие как удаление сварных швов, затруднены из-за этого, так как при работе локально нагревается.

Нержавеющая сталь металлическая или нет?

Сталь — это тип металла, в состав которого входит нержавеющая сталь. Поэтому в их химическом составе содержится железо. Разновидности магнитной нержавеющей стали обычно содержат железо в своем составе. Аустенитные кристаллические структуры не являются магнитными, поэтому они не являются магнитными сплавами.

Наши видео

Обратитесь к YouTube

Наши приложения

Ознакомьтесь с нашим приложением MechStudies — The Learning App в iOS  &  Android

Check out our most viewed articles,

What is thermodynamics

Intensitve & Extensive Properties

What is Pressure

Bernoulli’s theorem

Venturi meter

Pump basics

Globe valve

Сифон

Справочные статьи

Различные типы нержавеющей стали

Когда люди используют термин «нержавеющая сталь», они часто используют его как общий термин, но на самом деле существует несколько различных типов нержавеющей стали для различных целей.

Нержавеющая сталь — это сплав, полученный путем объединения различных основных металлов для создания нового материала. Как и в случае с другими сплавами, конечный продукт значительно прочнее, чем каждый из исходных материалов сам по себе.

История нержавеющей стали

Люди экспериментировали с металлическими сплавами на протяжении тысячелетий. В то время как примеры выплавки железа можно найти еще в 1800 г. до н.э., введение тигельной стали восходит к 300 г. до н.э.

Нержавеющая сталь — универсальный материал. На протяжении многих лет инженеры экспериментировали с производством сплавов.

Добавляя и удаляя определенные металлы, они смогли производить различные типы нержавеющей стали с различными характеристиками и применениями. Например, он используется во всем: от производства кухонной утвари до комплектующих для строительных объектов.

Производство различных видов нержавеющей стали

При производстве нержавеющей стали можно использовать несколько разных материалов для достижения разных результатов. К ним относятся:

1. Углерод
   Нержавеющая сталь с высоким содержанием углерода намного прочнее и долговечнее, чем другие сплавы. Этот вид нержавеющей стали популярен для производства пищевой посуды и кухонных принадлежностей.
2. Хром
   Нержавеющая сталь, изготовленная из хрома, гораздо более устойчива к коррозии, пятнам и потускнению. Одним из хорошо известных примеров использования этого типа нержавеющей стали является Арка Ворот в Сент-Луисе.
3. Никель
   Изготовление нержавеющей стали с никелем улучшает формуемость, свариваемость и пластичность материала. Это также улучшает его антикоррозионные свойства. Никель — это то, что позволяет нержавеющей стали быть таким универсальным сплавом.

Три основных типа нержавеющей стали

Хотя можно производить тысячи различных типов сплавов нержавеющей стали, большинство сплавов относятся к одной из следующих трех категорий.

1. Аустенитная нержавеющая сталь
   Этот тип нержавеющей стали имеет две основные характеристики. Во-первых, при производстве аустенитной нержавеющей стали включается много хрома. Изделия, изготовленные из этого материала, более устойчивы к коррозии. Во-вторых, эти предметы, как правило, немагнитны, хотя они могут стать магнитными в процессе холодной штамповки. Это наиболее распространенные типы сплавов нержавеющей стали.
2. Ферритная нержавеющая сталь
   Этот тип нержавеющей стали является вторым наиболее распространенным типом сплава и также является магнитным. Изделия, изготовленные из этого сплава, могут быть закалены путем холодной штамповки, а также, как правило, дешевле, чем другие типы, из-за более низкого содержания никеля.
3. Мартенситная нержавеющая сталь
   Этот материал является наименее распространенным типом сплава нержавеющей стали. Мартенситная нержавеющая сталь используется в тех случаях, когда требуется высокая прочность на растяжение или высокая ударопрочность. Во многих случаях этот материал также сочетается с защитным полимерным покрытием для повышения коррозионной стойкости

Различные марки сплавов нержавеющей стали

В рамках трех основных категорий, упомянутых выше, также существуют различные марки нержавеющей стали.

В аустенитных типах стали есть две основные марки – марка 304 и марка 316. Марка 304 известна своей высокой прочностью на растяжение примерно 621 МПа (90 фунтов на квадратный дюйм). Нержавеющая сталь марки 316 также имеет предел прочности при растяжении 579 МПа (84 фунта на квадратный дюйм), что делает эти две марки достаточно схожими в этом отношении.

Оба они имеют высокую максимальную рабочую температуру. Марка 304 имеет максимальную температуру 870°C (1598°F), а марка 316 имеет максимальную температуру 800°C (1472°F).

При сравнении нержавеющей стали 304 и 316 одним из основных различий является устойчивость к хлоридам, таким как соль. Марка 316 более устойчива к элементам, что делает ее более предпочтительной нержавеющей сталью для таких вещей, как морские приложения.

Ферритная нержавеющая сталь также имеет две основные марки – 430 и 434. Нержавеющая сталь марки 430 не такая прочная, как любая из аустенитных сталей, но обеспечивает лучшую стойкость к азотной кислоте. Он также по-прежнему достаточно силен для большинства тяжелых условий эксплуатации.

Сталь марки 434 обладает высокой прочностью на растяжение и максимальной рабочей температурой, она прочнее, чем сталь марки 430, включая лучшую стойкость к точечной коррозии.

Мартенситная нержавеющая сталь имеет только одну марку, марку 420. Эта марка обеспечивает немного меньшую устойчивость к химическим веществам, чем аустенитные и ферритные стали, но все же имеет хорошую устойчивость к таким вещам, как некоторые щелочи, слабые кислоты, вода и пищевые соединения. Он также имеет большую прочность на растяжение и ударопрочность. Это делает его идеальным для производства таких предметов, как столовые приборы.

Дуплексная нержавеющая сталь

Дуплексная нержавеющая сталь представляет собой семейство нержавеющих сталей, состоящих из аустенитной стали и ферритной стали почти в равных пропорциях. Этот тип нержавеющей стали прочнее и устойчивее к коррозии, чем обычные виды нержавеющей стали. Дуплексная нержавеющая сталь также более пластична, чем ферритные марки, однако она не настолько пластична, как аустенитные марки.

Одно из основных отличий в составе состоит в том, что дуплексная нержавеющая сталь изготавливается с более высоким содержанием хрома и меньшим содержанием никеля. Это не только делает материал прочнее, но и обеспечивает экономическую выгоду. По этим причинам дуплексная нержавеющая сталь часто используется для изготовления труб и стояков морских нефтяных вышек.

Марки дуплексной нержавеющей стали

Как и другие типы нержавеющей стали, дуплексная нержавеющая сталь также подразделяется на различные марки или группы. Три основные группы основаны на точечной коррозии и коррозионной стойкости материала.

• Стандартная дуплексная сталь
  Стандартная дуплексная сталь имеет диапазон PREN от 28 до 38. Это наиболее типичный тип дуплексной стали, используемый сегодня. Его также иногда называют классом EN 1.4462 или 2205.

• Супердуплексная сталь
  Супердуплексная сталь с диапазоном PREN 38-45 была создана для использования в нефтегазовой и химической промышленности. Эта марка стали прочнее и гораздо более устойчива к коррозии, но ее сложнее и дороже обрабатывать, чем стандартную дуплексную сталь. Обычно это класс EN 1.4410.

• Дуплексная нержавеющая сталь 2507
  Дуплексная нержавеющая сталь 2507 — еще одна разновидность супердуплексной стали. Этот материал состоит из 25% хрома, 4% молибдена и 7% никеля. Этот тип нержавеющей стали известен своей устойчивостью к коррозионному растрескиванию под воздействием хлоридов, высокой теплопроводностью и низким коэффициентом теплового расширения.

• Нержавеющая сталь Zeron 100
  Нержавеющая сталь Zeron — это супердуплексная нержавеющая сталь, разработанная компанией Rolled Alloys. Он содержит 25% хрома, 7% никеля, 3,6% молибдена, а также добавки меди и вольфрама.
• Марки Lean Duplex
  Тощая дуплексная сталь имеет диапазон PREN от 22 до 27 и была создана для использования в менее требовательных областях, таких как общее строительство и строительство. Хотя коррозионная стойкость будет аналогична стандартной аустенитной стали, она обладает лучшей прочностью и механическими свойствами.

Области применения дуплексной нержавеющей стали

Дуплексные нержавеющие стали очень часто используются в более сложных областях применения благодаря их коррозионной стойкости, высоким механическим свойствам и прочности материала. Это делает материал очень популярным в самых разных отраслях промышленности.

Вы можете найти дуплексную нержавеющую сталь, используемую в нефтегазовой промышленности, химическом машиностроении, водоснабжении и энергетике, архитектурной промышленности, а также при строительстве таких объектов, как мосты, дамбы, туннели и пирсы.

Нержавеющая сталь 18/10 и другие типы нержавеющей стали

При обсуждении сплавов нержавеющей стали вы обычно слышите такие числа, как 18/10, 18/8 и 18/0. Эти числа определяют процентное содержание хрома и никеля в конкретном сплаве.

Например, нержавеющая сталь 18/8 состоит из 18% хрома и 8% никеля; Нержавеющая сталь 18/0 содержит 18% хрома и примерно 0,75% никеля и так далее. Смесь хрома и никеля важно знать при выборе сплава, подходящего для ваших нужд.

Например, если вы профессиональный повар, у вас могут быть особые требования к прочности, долговечности или термостойкости различных инструментов и приборов на вашей кухне. Понимание состава сплавов, используемых в производстве оборудования, поможет выбрать более прочные и долговечные продукты для каждого применения.

Температуры плавления различных марок нержавеющей стали

Одно из наиболее важных соображений при выборе правильного типа нержавеющей стали для вашего компонента или применения — это точка плавления конкретного сорта.

Одной из причин, по которой нержавеющая сталь предпочтительнее других материалов, например пластиковых полимеров, является ее способность выдерживать высокие температуры и при этом сохранять свою прочность и долговечность.

При сравнении температур плавления стальных сплавов число обычно дается в диапазоне из-за различий в металлах, используемых в производстве. Это число также относится к стойкости металлов к нагрузкам, коррозии, растрескиванию и другим свойствам.

Как правило, термически обработанные металлы имеют следующие температуры плавления:

• Марка 304: 1400-1450°C (2552-2642°F)
• Марка 316: 1375-1400°C (2507-2552°F)
• Марка 430: 1425-1510°C (2597-2750°F)
• Марка 434: 1426-1510°C (2600-2750°F)
• Марка 410: 1480-1530°C (2696-2786°F)
• Марка 420: 1450-1510°C (2642-2750°F)

Также важно помнить, что рекомендуемые максимальные температуры использования обычно ниже максимальных значений, указанных в таблице выше.

Выбор подходящего партнера по производству изделий из нержавеющей стали

Если вы ищете опытного и надежного партнера по производству изделий из нержавеющей стали, обратите внимание на The Federal Group USA. За более чем 40 лет работы в сфере производства металлоконструкций мы изготовили для наших клиентов тысячи деталей и компонентов из нержавеющей стали.

Неважно, каковы ваши потребности или требования, у нас есть материалы и возможности для удовлетворения ваших производственных потребностей. Позвоните нам или отправьте электронное письмо, чтобы поговорить с одним из наших опытных специалистов по продажам о вашем предстоящем проекте по производству нержавеющей стали.

Мартенситная нержавеющая сталь: свойства, сорта и приложения.

Мартенситные нержавеющие стали являются одним из четырех основных типов нержавеющих сталей (аустенитные, ферритные, дуплексные, мартенситные). Они были разработаны в основном для удовлетворения требований к свойствам твердости, высокой прочности, износостойкости и коррозионной стойкости. Они также являются ферромагнитными, что означает, что они могут сохранять свои магнитные свойства после снятия магнитного поля. В отличие от ферритных и аустенитных нержавеющих сталей их можно упрочнить термической обработкой. Однако из-за относительно более низкого содержания хрома мартенситные нержавеющие стали не обладают такой коррозионной стойкостью, как ферритные или аустенитные нержавеющие стали [1].

Мартенситные нержавеющие стали составляют серию 400 нержавеющих сталей. Марка 410 является базовой, а также наиболее часто используемой. Обычно он содержит 11,5–13 % хрома, 0,15 % углерода, 0,1 % марганца и используется в таких областях, как лопасти газовых турбин и столовые приборы. 416 — еще один популярный сорт. Он содержит больше хрома и марганца с добавлением молибдена и серы/селена и используется для изготовления винтов и шестерен.

В этой статье вы узнаете о:

• Свойства мартенситной нержавеющей стали
• Термическая обработка мартенситной нержавеющей стали
• Применение мартенситной нержавеющей стали
• Марки и стандарты

Свойства мартенситной нержавеющей стали

Мартенситные нержавеющие стали обычно содержат от 11,5 до 18 % хрома, до 1 % углерода, а другие элементы, такие как никель, селен, фосфор, ванадий и сера, добавляются в различных количествах для достижения конкретные свойства. Эти стали имеют гранецентрированную кубическую (ГЦК) структуру при высоких температурах, но при закалке в процессе термообработки аустенит превращается в мартенсит с объемноцентрированной кубической (ОЦК) структурой.

Мартенситные нержавеющие стали хорошо поддаются термической обработке, поскольку их можно закаливать и отпускать для достижения улучшенных механических свойств, таких как более высокая твердость и прочность на растяжение. Они также относятся к группе нержавеющих сталей, способных к дисперсионному твердению для удовлетворения определенных требований к механическим свойствам. Хотя мартенситные нержавеющие стали можно подвергать горячей обработке, они не обладают хорошей формуемостью или свариваемостью, но добавление серы может улучшить их обрабатываемость. Если содержание углерода низкое, эти стали сравнительно легко подвергаются холодной обработке давлением.

Таблица 1. Свойства некоторых закаленных мартенситных нержавеющих сталей.

Термическая обработка мартенситной нержавеющей стали

Термическая обработка мартенситной нержавеющей стали включает три процесса, а именно аустенизацию, закалку и отпуск.

Аустенитизация

Аустенизация включает нагрев стали до температуры от 980 °C до 1050 °C, при которой сталь переходит в аустенитную фазу с кристаллической структурой ГЦК.

Закалка

Закалка происходит при быстром охлаждении стали на воздухе или в других средах, таких как масло, которое превращает большую часть аустенита в мартенсит с новой кристаллической структурой ОЦК. Этот недавно созданный мартенсит очень тверд по сравнению с аустенитом.

Закалка

Отпуск — это когда механические свойства стали настраиваются. Это более сложный процесс, чем аустенизация и закалка. Закаленный мартенсит не подходит для большинства применений, поэтому требуется дополнительная термообработка. Отпуск включает нагрев стали примерно до 500 °C и поддержание ее при этой температуре перед охлаждением на воздухе. Отпуск необходимо проводить в определенных диапазонах температур, поскольку они влияют на механические свойства готовой стали, такие как предел прочности при растяжении, удлинение и ударопрочность.

Рис. 1. Фазовая диаграмма стали , показывающая взаимосвязь между содержанием углерода и температурой. Мартенситная сталь занимает место в нижней части графика. (Fractory) 

Применение мартенситной нержавеющей стали

Мартенситные нержавеющие стали обладают высокой теплопроводностью, что делает их пригодными для применений, требующих хорошего распределения тепла, таких как теплообменники. Кроме того, их низкий коэффициент теплового расширения (КТР) позволяет им с большей вероятностью сохранять свою форму при высоких температурах. Они также используются в аэрокосмической промышленности, где требуется высокая степень жесткости благодаря высокому модулю Юнга. Ниже приведены некоторые области применения некоторых распространенных марок мартенситных сталей.

Таблица 2. Типичные области применения мартенситных нержавеющих сталей [1].

Марки и стандарты мартенситной нержавеющей стали

В приведенной ниже таблице показаны различные марки мартенситных нержавеющих сталей. Марка 410 является основной мартенситной маркой и содержит наименее легирующие элементы мартенситного семейства. У него есть вариант 410S, в котором содержание углерода было снижено для улучшения его свариваемости. Большинство мартенситных марок не содержат никеля, за исключением марки 414, в которую добавлено некоторое количество никеля для повышения коррозионной стойкости. Марка 440 имеет три основных варианта 440A, 440B и 440C с повышенным содержанием углерода соответственно для более высокой твердости, но пониженной ударной вязкости.

Рис. 2. Мартенситные марки нержавеющей стали [2].

[1] Гаррисон-младший, В. М., и Амуда, М. О. Х. (2017). Нержавеющие стали: мартенситные.

[2] SERIES, A.D.H. РУКОВОДСТВО ПО ВЫБОРУ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ.

Ферритная нержавеющая сталь: свойства, марки и применение

Ферритные нержавеющие стали являются следующим наиболее широко используемым типом нержавеющей стали после аустенитной нержавеющей стали. Они содержат очень низкий уровень углерода, большое количество хрома, но мало или совсем не содержат никеля, и известны своей пластичностью, коррозионной стойкостью и магнитными свойствами. Они имеют объемно-центрированную кубическую зернистую структуру, и их нельзя упрочнить путем термической обработки, но их можно подвергнуть холодной обработке и размягчить путем отжига.

Ферритные нержавеющие стали относятся к серии 400, которые далее подразделяются на пять групп в зависимости от их состава и применения. Ферритные нержавеющие стали были разработаны относительно рано, но их широкое применение произошло только в 1980-х годах, когда они стали жизнеспособной альтернативой аустенитным нержавеющим сталям, поскольку они были более дорогими из-за содержания в них никеля [1].

В этой статье вы узнаете:

• Свойства ферритной нержавеющей стали
• Применение ферритной нержавеющей стали
• Марки и стандарты ферритной нержавеющей стали
• Будущие тенденции ферритной нержавеющей стали

Свойства ферритной нержавеющей стали

Ферритные нержавеющие стали характеризуются объемно-центрированной кубической (ОЦК) кристаллической структурой и содержат от 11% до 27% хрома и небольшое количество ферритных стабилизаторов, таких как ниобий и титан . Ферритные сплавы проявляют ферромагнитные свойства вплоть до температуры, известной как точка Кюри (650–750 °C), выше которой материалы теряют свои постоянные магнитные свойства.

Зернистая структура ОЦК ферритных сплавов, такая же, как у чистого железа при комнатной температуре, является причиной его магнитной природы. Ферритные нержавеющие стали, как и аустенитные нержавеющие стали, не могут быть упрочнены термической обработкой [1].

Ферритные нержавеющие стали не так устойчивы к коррозии, как аустенитные стали, но все же обладают очень хорошей коррозионной стойкостью и стойкостью к окислению. Они обладают хорошей стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением и, как правило, обладают лучшими техническими свойствами, включая пластичность и формуемость, чем аустенитные сплавы. Хотя ферритные сплавы поддаются сварке, существуют некоторые проблемы, такие как растрескивание вдоль околошовных зон [3].

Таблица 1. Свойства некоторых ферритных нержавеющих сталей.

Области применения ферритной нержавеющей стали

Магнитные свойства ферритных марок являются основным преимуществом и стимулом для многих областей их применения. Крепежные детали и индукционный нагрев, например, используют это свойство при производстве индукционных плит и магнитных застежек.

Ферритные сплавы также имеют более низкий коэффициент теплового расширения и более высокую теплопроводность, чем аустенитные марки, что делает их особенно подходящими для применения в теплопередающих устройствах, таких как кухонная утварь.

Коррозионная стойкость некоторых ферритных нержавеющих сталей достаточна для замены аустенитной стали 304, и их можно использовать в производстве посудомоечных машин, кухонных моек и пищевого оборудования.

Некоторые ферритные нержавеющие стали специального сорта имеют дополнительное содержание молибдена и более высокое содержание хрома, что делает их пригодными для коррозионно-активной морской воды.

Уникальный набор свойств ферритных нержавеющих сталей позволяет использовать их в автомобильной промышленности и ядерных реакторах.

Марки и стандарты ферритной нержавеющей стали

Ферритные нержавеющие стали классифицируются по AISI классам от 1 до 5, при этом сорта с 1 по 3 называются стандартными сортами, а сорта 4 и 5 называются специальными сортами. Стандартные сорта используются чаще всего, тогда как специальные сорта используются только в особых случаях.

Таблица 2. Классификация и состав обычных ферритных нержавеющих сталей [4].

Будущие тенденции ферритной нержавеющей стали

Суперферритные сплавы представляют собой марки с низким содержанием углерода/азота, которые содержат более высокое содержание хрома (до 30%), молибдена (до 4%) и никеля (до 2%). ). Хотя изначально суперферритные сплавы были разработаны в 1970-х годах как возможная альтернатива титану в морской воде и в приложениях с высоким содержанием хлоридов из-за дефицита титана и высокой цены, они не стали популярным вариантом.

В настоящее время суперферритные сплавы изучаются как альтернатива супераустенитным сплавам, поскольку цены на никель и молибден стремительно растут из-за высокого спроса на них при производстве аустенитных марок. E-Brite ^® , Monit ^® и SEA-CURE ^® являются некоторыми примерами коммерчески доступных суперферритных сплавов [5].

Группа 1: Эта группа содержит наименьшее количество хрома и поэтому является самой недорогой. Стали из этой группы обладают ограниченной коррозионной стойкостью, поэтому они используются в тех случаях, когда допустима некоторая локальная ржавчина.

Группа 2: Эта группа составляет подавляющее большинство применений ферритной нержавеющей стали. Эти стали имеют более высокое содержание хрома и поэтому обладают лучшей коррозионной стойкостью, чем ферритные стали группы 1.

Группа 3: Эта группа ферритных нержавеющих сталей обладает лучшей свариваемостью и формуемостью, чем группа 2, и в некоторых случаях может служить заменой аустенитным нержавеющим сталям марки 304.

Группа 4: Эта группа специальных ферритных нержавеющих сталей имеет более высокое содержание молибдена, что способствует повышению коррозионной стойкости.

Группа 5: Эта группа является второй в специальной группе и имеет высокое содержание хрома с добавлением молибдена, что придает ему очень хорошую устойчивость к коррозии и образованию накипи.

[1] Дж. Чарльз и др., «Семейство ферритных нержавеющих сталей: соответствующий ответ на летучесть никеля?», Revue de Métallurgie , vol. 106, 3, стр. 124–139, январь 1959 г.

[2] «Введение в нержавеющие стали», в Alloy Digest Sourcebook: Stainless Steels , ASM International, 2000, с. 584. [Онлайн]. Доступно: https://www.asminternational.org/documents/10192/1849770/06940G_Chapter_1.pdf/53f29213-5dd6-4499-9959-841477b385b9.

[3] Т. Белл, «Ферритная нержавеющая сталь». ThoughtCo, 5 февраля 2020 г. [онлайн]. Доступно: thinkco.com/metal-profile-ferritic-stainless-steel-2340133.

[4] П. Ламберт, «Устойчивость металлов и сплавов в строительстве», в Устойчивость строительных материалов, JM Khatib, Ed. Издательство Вудхед, 2016, с. 584. [Онлайн]. Доступно: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780081003701000068. [По состоянию на 27 мая 2005 г.].

[5] Д. С. Яниковски и В. Хенрикс, «Сверхферритные нержавеющие стали — экономически эффективное решение для теплопередающих труб», Всемирный конгресс Международной ассоциации опреснения воды, , ссылка: MP07-016. [Онлайн]. Доступно: https://www.plymouth.com/wp-content/uploads/2017/03/Super-Ferrtic-Stainless-Steels.pdf.

Нержавеющая сталь | Metal Casting Resources

Скульптура «Чикагские облачные ворота» сохраняет свой блестящий блеск благодаря пассивирующему слою, защищающему внутреннюю сталь от окисления.

В этом руководстве:

• Как производится нержавеющая сталь?
• Из чего сделана нержавеющая сталь?
• Типы нержавеющей стали
• Нержавеющая сталь марки
• Магнитна ли нержавеющая сталь?
• Механические свойства нержавеющей стали
• Технический вид – молекулярная микроструктура нержавеющей стали
• Уход и обслуживание

Нержавеющая сталь — это общее название большой группы ферросплавов, устойчивых к ржавчине. В отличие от других сплавов железа нержавеющая сталь имеет стабильный пассивирующий слой, защищающий ее от воздуха и влаги. Эта устойчивость к ржавчине делает его хорошим выбором для многих применений, включая наружное, водное, общественное питание и использование при высоких температурах.

Как производится нержавеющая сталь?

Нержавеющая сталь может быть литой или кованой. Основное отличие заключается в том, как он превращается в конечный продукт. Литая нержавеющая сталь изготавливается путем заливки жидкого металла в формовочную емкость определенной формы. Производство кованой нержавеющей стали начинается на сталелитейном заводе, где установки непрерывного литья заготовок превращают нержавеющую сталь в слитки, блюмы, заготовки или слябы. Затем эти сырьевые материалы должны быть обработаны в ходе дальнейшей работы. Они повторно нагреваются и перерабатываются с использованием методов прокатки или ковки.

Изделия из кованой нержавеющей стали более распространены, чем изделия из литой нержавеющей стали.

Литые изделия из нержавеющей стали обычно изготавливаются и отделываются либо в литейном цехе, либо под надзором литейного цеха. Если они являются небольшим компонентом более крупного продукта, отливки могут быть отправлены на другие заводы для сборки. Кованая нержавеющая сталь начинается на сталелитейном заводе, но превращается в конечный продукт на другом заводе. Нержавеющая сталь

характеризуется превосходной коррозионной стойкостью, которая защищает сталь от воздуха и влаги, что делает ее идеальным материалом для различных промышленных применений, включая трубы и резервуары.

Из чего делают нержавеющую сталь?

Как и всякая сталь, нержавеющая сталь начинается со смеси железа и углерода. Что отличает это семейство сплавов, так это то, что нержавеющая сталь также содержит не менее 10,5% хрома. Этот элемент придает нержавеющей стали характерную устойчивость к окислению. Когда нержавеющая сталь подвергается воздействию атмосферы, хром соединяется с кислородом, образуя тонкий стабильный пассивирующий слой оксида хрома (III) (Cr ₂ O ₃ ). Пассивирующий слой защищает внутреннюю сталь от окисления и быстро восстанавливается, если поверхность поцарапана.

Этот пассивирующий слой отличается от покрытия. Некоторые металлы покрыты цинком, хромом или никелем для защиты поверхности. В этих случаях преимущества покрытия теряются, как только царапина проникает в покрытие. Хром внутри нержавеющей стали обеспечивает не только защиту поверхности. Он создает пассивную пленку всякий раз, когда подвергается воздействию воздуха. Таким образом, даже если нержавеющая сталь глубоко поцарапана, пассивирующий слой самовосстановится.

ЖЕЛЕЗО + УГЛЕРОД = СТАЛЬ

+ CHROMIUM = STAINLESS STEEL
(AT LEAST 10.5% CHROMIUM)

Ferritic Alloys

Chromium
(10.5–18%)
Carbon
(0.08–0.15%)

Ferritic Alloys

Chromium (10.5–18%)
Carbon (0.08–0.15%)

Martensitic Alloys

Carbon
(0,10–1,2%)
+ Хром
(12-18%)

Производство может включать закалку или закалку на воздухе.

Мартенситные сплавы

Углерод (0,10–1,2 %)
+ Хром (12–18 %)

7

Аустенитные сплавы

+ Хром
(16%)
+ Никель
(8+%)

Может содержать молибден, титан или медь.

Аустенитные сплавы

+ Хром (16%)
+ Никель (8+%)

Может содержать медь, молибден, титан.

Дуплексные сплавы

+ Хром (19+%)
+ Молибден
+ небольшое количество никеля

Обычно содержит молибден, медь или другие легирующие элементы.

Дуплексные сплавы

+ Хром (19+%)
+ Молибден
+ небольшое количество никеля

Обычно содержит медь, другие легирующие элементы, молибден.

Сплавы дисперсионного твердения

+ Хром
+ Никель
+ Медь и/или другие элементы

Производство должно включать методы термообработки.

Сплавы дисперсионного твердения

+ Хром
+ Никель
+ Медь и/или другие элементы

Производство должно включать методы термообработки.

Типы нержавеющей стали

Существует несколько «семейств» нержавеющей стали. Каждое из этих семейств имеет разные пропорции железа, хрома и углерода. Некоторые из них содержат другие элементы, такие как никель, молибден, марганец или медь. Свойства этих сталей различаются в зависимости от содержания, что делает эту группу сплавов универсальной.

Марки нержавеющей стали

Марки дают представление о семействе конкретной нержавеющей стали. Наиболее распространенные марки:

• Ферритная нержавеющая сталь: 430, 444, 409
• Аустенитная нержавеющая сталь: 304, 302, 303, 310, 316, 317, 321, 347
• Мартенситная нержавеющая сталь: 420, 431, 440, 416
• Дуплексная нержавеющая сталь: 2304, 2205

Иногда инженеры выбирают сплавы одного семейства, например, два популярных товарных сорта аустенитной нержавеющей стали, 304 и 316. Однако это не всегда так. Автомобильные выхлопные системы часто выбирают между 304 и 409.. Решетки для барбекю могут быть изготовлены из стали 304 или 430.

Магнитна ли нержавеющая сталь?

Использование магнита для определения того, является ли металл перед вами нержавеющим, не даст однозначного ответа. Некоторые марки и типы нержавеющей стали являются магнитными, а некоторые нет — все зависит от различных элементов в сплаве.

Аустенитные нержавеющие стали (серия 3xx) не обладают магнитными свойствами. Ваш холодильник из нержавеющей стали чист от магнитов и предметов искусства? Аустенитная нержавеющая сталь из-за микроструктуры кристаллов. (Подробнее читайте ниже в нашем техническом разделе.)

Мартенситные и более распространенные ферритные марки нержавеющей стали, такие как 430, обладают магнитными свойствами. Дуплексные стали, представляющие собой смесь аустенитных и ферритных сталей, обычно слабомагнитны. Магнит на ферритной стали держит крепко. На дуплексе все еще может быть легче сорвать и соскользнуть.

Механические свойства нержавеющей стали

Нержавеющая сталь обычно выбирается потому, что она устойчива к коррозии, но ее также выбирают потому, что это сталь. Такие свойства, как прочность, текучесть, ударная вязкость, твердость, реакция на деформационное упрочнение, свариваемость и теплостойкость, делают сталь невероятно полезным металлом в машиностроении, строительстве и производстве, особенно с учетом ее стоимости. Инженер учитывает рабочую нагрузку и атмосферные условия нержавеющей стали, прежде чем принять решение о марке.

Свойства при растяжении

Свойства при растяжении металлов измеряют растяжением. Репрезентативный растянутый стержень подвергается тяговому усилию, также известному как растягивающая нагрузка. При разрушении измеряют предел прочности при растяжении, предел текучести, относительное удлинение и уменьшение площади.

Твердость

Твердость — это способность стали сопротивляться вдавливанию и истиранию. Двумя наиболее распространенными тестами на твердость являются Бринелль и Роквелл. В тесте Бринелля небольшой шарик из закаленной стали вдавливается в сталь под действием стандартной нагрузки и измеряется диаметр полученного отпечатка. Тест Роквелла измеряет глубину отпечатка. Твердость некоторых металлов можно увеличить путем холодной обработки, также известной как нагартовка. В некоторых металлах твердость можно повысить за счет термической обработки.

Вязкость

Прочность – это способность стали пластически поддаваться деформации при очень локализованном напряжении. Прочная сталь устойчива к растрескиванию, что делает ударную вязкость очень желательным качеством, используемым в инженерных приложениях. Уровень прочности определяется с помощью динамического теста. На стержне образца делают надрез, чтобы локализовать напряжение, а затем ударяют качающимся маятником. Энергия, поглощаемая при разрушении стержня образца, измеряется тем, сколько энергии теряет маятник. Твердые металлы поглощают больше энергии, а хрупкие металлы поглощают меньше.

Ферритная сталь

Ферритная нержавеющая сталь содержит железо, углерод и 10,5–18% хрома. Они могут содержать другие легирующие элементы, такие как молибден или алюминий, но обычно в очень небольших количествах. Они имеют объемно-центрированную кубическую (ОЦК) кристаллическую структуру — такую ​​же, как у чистого железа при температуре окружающей среды.

Благодаря своей кристаллической структуре ферритные нержавеющие стали обладают магнитными свойствами. Их относительно низкое содержание углерода обеспечивает соответственно низкую прочность. К другим недостаткам ферритного типа относятся плохая свариваемость и пониженная коррозионная стойкость. Однако они желательны для инженерных применений из-за их превосходной прочности. Ферритные нержавеющие стали часто используются для изготовления выхлопных труб автомобилей, топливопроводов и архитектурной отделки.

Аустенитная сталь

Аустенитная нержавеющая сталь имеет гранецентрированную кубическую (ГЦК) кристаллическую структуру и состоит из железа, углерода, хрома и не менее 8% никеля. Благодаря высокому содержанию хрома и никеля они обладают высокой коррозионной стойкостью и немагнитны. Подобно ферритным нержавеющим сталям, аустенитные нержавеющие стали нельзя упрочнять термической обработкой. Однако их можно упрочнить холодной обработкой. Высокое содержание никеля в аустенитных нержавеющих сталях позволяет им хорошо работать при низких температурах.

Две наиболее распространенные нержавеющие стали — 304 и 316 — относятся к аустенитным сортам. Основным фактором популярности аустенитных нержавеющих сталей является простота их формовки и сварки, что делает их идеальными для высокоэффективного производства. Существует множество подгрупп аустенитных нержавеющих сталей с широким диапазоном содержания углерода. Свойства дополнительно регулируются добавлением легирующих элементов, таких как молибден, титан и медь. Аустенитные нержавеющие стали часто используются для производства кухонных моек, оконных рам, оборудования для пищевой промышленности и резервуаров для химикатов. Они также широко используются для наружной мебели, такой как скамейки, тумбы из нержавеющей стали и стойки для велосипедов.

Мартенситная

Мартенситная нержавеющая сталь имеет объемно-центрированную тетрагональную (ОЦТ) структуру. Они содержат 12–18% хрома и имеют более высокое содержание углерода (0,1–1,2%), чем аустенитные или ферритные нержавеющие стали. Как и ферритная структура ОЦК, ОЦТ является магнитной. Мартенситные нержавеющие стали очень полезны в ситуациях, когда прочность стали важнее ее свариваемости или коррозионной стойкости. Основное отличие заключается в том, что мартенситная нержавеющая сталь может быть закалена термической обработкой из-за высокого содержания углерода. Это делает их полезными для ряда применений, включая аэрокосмические детали, столовые приборы и лезвия.

Дуплекс

Дуплексные нержавеющие стали — новейший тип нержавеющей стали. Они содержат больше хрома (19–32 %) и молибдена (до 5 %), чем аустенитные нержавеющие стали, но значительно меньше никеля. Дуплексные нержавеющие стали иногда называют аустенитно-ферритными, поскольку они имеют гибридную ферритную и аустенитную кристаллическую структуру. Примерно половинное соотношение аустенитной и ферритной фаз в дуплексных нержавеющих сталях дает ей уникальные преимущества. Они более устойчивы к коррозионному растрескиванию под напряжением, чем аустенитные марки, прочнее, чем ферритные марки, и примерно в два раза прочнее, чем их чистая форма. Ключевым преимуществом дуплексных нержавеющих сталей является коррозионная стойкость, равная или превосходящая аустенитные марки в случае воздействия хлоридов.

Дуплексные нержавеющие стали также очень экономичны. Прочность и коррозионная стойкость дуплексной нержавеющей стали достигаются при более низком содержании легирующих элементов, чем у эквивалентных аустенитных марок. Дуплексные нержавеющие стали регулярно используются для изготовления деталей, подверженных воздействию хлоридов, в опреснительной и нефтехимической промышленности. Они также используются в строительной отрасли для изготовления мостов, сосудов под давлением и соединительных стержней.

Дисперсионно-твердеющая сталь

Дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь может иметь различную кристаллическую структуру, однако все они содержат как хром, так и никель. Их общими характеристиками являются коррозионная стойкость, простота изготовления и чрезвычайно высокая прочность на растяжение при низкотемпературной термообработке.

Аустенитные дисперсионно-твердеющие сплавы в основном были заменены более прочными суперсплавами. Тем не менее, полуаустенитные нержавеющие стали с дисперсионным твердением продолжают использоваться в аэрокосмической промышленности и даже применяются в новых формах. Мартенситные нержавеющие стали с дисперсионным твердением прочнее обычных мартенситных марок и часто используются для производства стержней, стержней и проволоки.

Технический вид: молекулярная микроструктура нержавеющей стали

Когда металлы замерзают из расплавленного состояния, они кристаллизуются и образуют зерна. Эта кристаллическая структура определяет многие механические свойства металла. На эту микроструктуру влияет множество факторов.

Типы атомов в сплаве изменяют структуру из-за молекул, образованных этими типами атомов. Процентное содержание каждого материала также определяет расположение атомов.

Температура оказывает сильное влияние на форму кристаллической решетки металла. Различные структуры начинают формироваться при определенных температурах. Сплавы имеют фазовые таблицы, которые показывают, какие типы зерен распространены при разных температурах и с разным процентным содержанием важных элементов.

На нашей фазовой диаграмме железо-углерод показано, как температура и углерод влияют на формирование зерен в стали. Он показывает три фазы образования железа:

• Феррит, или альфа-железо, (α) — стандартное зерно, образующееся при температуре ниже 912°C.
• Аустенит, или гамма-железо (γ), имеет более плотно упакованные кристаллы зерен и появляется в диапазоне температур 912–1394°C.
• Дельта-железо (δ) образуется при нагревании выше 1395°C, прежде чем железо превращается в жидкость при 1538°C. Фаза дельта-железа больше напоминает α-железо или феррит.

Фазовая диаграмма железо-углерод. Литейный завод Reliance, CC BY ND.

Добавление углерода влияет на то, как основные зерна стали кристаллизуются, стабилизируются и взаимодействуют друг с другом. Температура влияет на то, как поглощается углерод. Высокотемпературная аустенитная фаза насыщена углеродом с плотно упакованными молекулами металла. При других температурах весь углерод не поглощается. Он создает другие молекулярные структуры. Например, сплав железа с углеродом обычно содержит Fe ₃ C Молекулы цементита. В чистом виде цементит классифицируется как керамика: он твердый и хрупкий и придает эти свойства конечному металлу. Графит также может образовываться на молекулярном уровне. Форма этого графита может повлиять на поведение металла при ударе. Круглые графитовые узелки могут скользить друг мимо друга при ударе, деформируясь, но не ломаясь. Для сравнения, металл с большим количеством чешуйчатого графита может срезаться по границам чешуек при ударе. Скорость охлаждения металла, термическая обработка или обработка также влияют на размер и форму зерен.

Аустенитные стали – это стали, которые имеют аустенитную решетку с γ-железом. На фазовой диаграмме железо-углерод эта решетка обычно находится при высоких температурах. Однако добавление никеля и/или марганца позволяет аустениту оставаться при охлаждении стали. Микроструктура аустенита известна как «гранецентрированная кубическая». Гранецентрированные кубические молекулы придают металлу особые свойства.

Объемно-центрированные и гранецентрированные кубические микроструктуры

Металл представляет собой кристалл, состоящий из молекулярной решетки. Каждая ячейка решетки состоит из атомов. Количество атомов в каждой ячейке решетки и то, как они соединяются друг с другом, меняют то, как эта решетка ведет себя под нагрузкой. Базовые решетки бывают примитивными, объемно-центрированными и гранецентрированными.

ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ КЛЕТОК

Примитивная
Кубическая

• Каждый атом в этом примитивном кубе находится в углу ячейки. Каждый атом является точкой соединения в решетке.
• Каждый угловой атом используется поровну с ячейками вокруг него. Следовательно, каждый атом является частью восьми соседних кубов.
• Элементарная ячейка всего содержит 1 атом. Поскольку каждый из угловых атомов используется совместно с восемью соседними кубами, только 1/8 каждого атома находится внутри примитивной ячейки.
  8 x 1/8 части каждого углового атома = всего 1 атом.

Корпус-
Центрированный
Кубический (BCC)

• Подобно примитивной кубической форме, в каждом углу клетки есть атомы.
• Кроме того, в середине клетки находится атом. Этот атом не разделяется никакими другими ячейками: к решетке присоединено 8 ячеек и только одна к атому.
• Элементарная ячейка содержит всего 2 атома: 
  8 атомов x 1/8 доли на атом, как в примитивной кубической структуре, плюс атом в центре.
• Альфа-железо (феррит) и дельта-железо являются металлами ОЦК.

Гранецентрированная
Кубическая (FCC)

• Гранецентрированная кубическая структура имеет атомы в каждом углу ячейки и дополнительно атом в центре каждой грани куба.
• Атомы, центрированные на «лице», являются общими только для двух ячеек, поэтому каждая из них вносит 1/2 стоимости атома.
• Элементарная ячейка содержит всего 4 атома:
  8 атомов x 1/8 доли для угловых атомов и 6 атомов x 1/2 доли для гранецентрированных атомов.
• Гамма-железо (аустенит) является металлом FCC.

Сталь

без никеля или марганца обеспечивает стабильную гранецентрированную кубическую (FCC) структуру в диапазоне температур от 1674 до 2541°F. При этих температурах углерод в стали проникает в каждую ячейку.

Однако эта сталь при обычном (незакаленном) охлаждении станет ферритной и объемно-центрированной кубической (ОЦК). Он не будет поддерживать структуру FCC.

ОЦК-решетки более уязвимы к некоторым типам механических деформаций, чем более плотно упакованные ГЦК-структуры. У них не одинаковое количество атомов в каждой ячейке, удерживающей решетку вместе. Сохранение структуры FCC даже при комнатной температуре помогает сохранить ее дополнительную прочность. Обычно это делается с добавлением в сплав дополнительных элементов.

Микроструктуры ферритных, аустенитных, мартенситных и дуплексных сталей

Ферритная сталь является обычной сталью ОЦК. Он становится хрупким при криогенных температурах, быстро теряет прочность при повышенных температурах, обладает магнитными свойствами. Эти свойства обусловлены объемно-центрированной кубической (ОЦК) формой.

Внутри каждой «рыхло» упакованной ОЦК-ячейки не все электроны способны найти и спариться с электронами противоположного спина. Именно эти неприсоединенные электроны создают магнетизм ферритной стали. Всего два атома придают прочность каждой ячейке, поэтому ферритную сталь легче сломать, особенно в горячих или холодных условиях.

Аустенитная сталь подвергается FCC при комнатной температуре из-за добавления никеля в сплав. Аустенитная сталь более пластична, чем FCC, даже при криогенных температурах. Обладает большей термостойкостью. Он также не магнитится. Эти свойства обусловлены его гранецентрированной (FCC) формой.

Все решетки имеют «системы скольжения» или линии сдвига, по которым решетка может скользить при ударе без разрыва ячеек. Кубические решетки имеют большую симметрию и, следовательно, больше плоскостей скольжения. Возможно, как это ни парадоксально, более плотно упакованный ГЦК-кристалл имеет больше линий сдвига, чем рыхло упакованный ОЦК-кристалл. Плотно упакованные кристаллы легче скользят друг относительно друга. Каждая клетка имеет больший атомный вес и силу и легче скрепляется.

Пластическая деформация на микроуровне поддерживает пластичность материала на макроуровне. Вот почему существует более широкий диапазон упругости гранецентрированных кубических структур. Ферритные структуры с большей вероятностью разрушатся при ударе или растрескаются при растяжении, особенно в сложных условиях.

Аустенитные нержавеющие стали являются единственными типами нержавеющих сталей, которые не становятся хрупкими и легко ломаются в криогенных применениях. Аустенитная сталь сохраняет большую часть своей прочности и удлинения даже ниже -29.2°F. Низкотемпературное охрупчивание характерно для ферритных и дуплексных сталей. После переходной температуры они могут разрушиться под нагрузкой.

Мартенситные стали — это еще один тип стали с совсем другим типом зерна на поверхности. Эти стали не имеют простой кубической микроструктуры. Мартенсит образуется в результате закалки: быстрого охлаждения поверхности. Экологический шок заставляет решетку вздыматься при замерзании. Мартенситные микроструктуры находятся под напряжением, имеют объемно-центрированную четырехугольную форму и не выстраиваются равномерно. Это позволяет мартенситным поверхностям быть более твердыми, но они также более хрупкие даже при комнатной температуре.

Дуплексные стали являются относительно новым дополнением к разновидностям нержавеющих сталей. Эти стали имеют смешанную микроструктуру. Чередующиеся слои феррита и аустенита придают окончательные свойства материала обоим. Меньший процент никеля и/или марганца, необходимый для дуплексной нержавеющей стали, снижает стоимость по сравнению с аустенитной нержавеющей сталью.

Обычная очистка изделий из нержавеющей стали может выполняться водой с мылом. Для коммерческого применения может потребоваться более сильная обработка универсальной смазкой.

Уход и обслуживание нержавеющей стали

Хотя нержавеющая сталь устойчива к ржавчине, она не является водонепроницаемой. Его коррозионная стойкость основана на пассивирующем слое, который можно разрушить химическим путем. Соли, кислоты, царапины, удерживающие влагу, и отложения железа могут сделать нержавеющую сталь уязвимой для ржавчины.

При установке нержавеющей стали необходимо соблюдать осторожность: инструменты из стали могут изменить химический состав поверхности стали, оставив после себя отложения железа, которые сделают поверхность уязвимой.