Нержавеющая сталь – марка как основа классификации

Нержавеющая сталь – марка как основа классификации

НЕРЖАВЕЮЩИЕ СТАЛИ И СПЛАВЫ КОРРОЗИОННО-СТОЙКИЕ, ЖАРОСТОЙКИЕ И ЖАРОПРОЧНЫЕ*

Stainless steels and corrosion resisting, heat-resisting and creep resisting alloys. Grades

____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 5632-2014 с ГОСТ 5632-72 см. по ссылке.
– Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

МКС 77.080.20
ОКП 08 7030
08 7150

Дата введения 2015-01-01

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-92 “Межгосударственная система стандартизации. Основные положения” и ГОСТ 1.2-2009 “Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены”

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 375 “Металлопродукция из черных металлов и сплавов” на базе Федерального государственного унитарного предприятия “Центральный Научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П.Бардина (ФГУП “ЦНИИчермет им.И.П.Бардина”)

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 28 марта 2014 г. N 65-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономии Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 октября 2014 г. N 1431-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 5632-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2015 г.

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе “Национальные стандарты”, а текст изменений и поправок – в ежемесячном информационном указателе “Национальные стандарты”. В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе “Национальные стандарты”. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 1, 2019 год

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на нержавеющие* деформируемые стали и сплавы на железоникелевой и никелевой основах, предназначенные для работы в коррозионно-активных средах и при высоких температурах.

* Изменением N 1 по всему тексту стандарта заменены слова: “легированные нержавеющие” на “нержавеющие”. – Примечание изготовителя базы данных.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 7565-81 (ИСО 377-2:1989) Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава

ГОСТ 12344-2003 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения углерода

ГОСТ 12345-2001 (ИСО 671:1982, ИСО 4935:1989) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения серы

ГОСТ 12346-78 (ИСО 439:1982, ИСО 4829-1:1986) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения кремния

ГОСТ 12347-77 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения фосфора

ГОСТ 12348-78 (ИСО 629:1982) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения марганца

ГОСТ 12349-83 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения вольфрама

ГОСТ 12350-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения хрома

ГОСТ 12351-2003 (ИСО 4942:1988, ИСО 9647:1989) Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ванадия

ГОСТ 12352-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения никеля

ГОСТ 12353-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения кобальта

ГОСТ 12354-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения молибдена

ГОСТ 12355-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения меди

ГОСТ 12356-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения титана

ГОСТ 12357-84 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения алюминия

ГОСТ 12358-2002 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения мышьяка

ГОСТ 12359-99 (ИСО 4945:1977) Стали углеродистые, легированные и высоколегированные. Методы определения азота

ГОСТ 12360-82 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения бора

ГОСТ 12361-2002 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ниобия

ГОСТ 12362-79 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения микропримесей сурьмы, свинца, олова, цинка и кадмия

ГОСТ 12363-79 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения селена

ГОСТ 12364-84 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения церия

ГОСТ 12365-84 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения циркония

ГОСТ 17051-82 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения тантала

ГОСТ 17745-90 Стали и сплавы. Методы определения газов

ГОСТ 18895-97 Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа

ГОСТ 24018.0-90 Сплавы жаропрочные на никелевой основе. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 24018.1-80 Сплавы жаропрочные на никелевой основе. Методы определения олова

ГОСТ 24018.2-80 Сплавы жаропрочные на никелевой основе. Методы определения сурьмы

ГОСТ 24018.3-80 Сплавы жаропрочные на никелевой основе. Методы определения свинца

Читайте также:
Опасны ли пищевые добавки с индексом Е?

ГОСТ 24018.4-80 Сплавы жаропрочные на никелевой основе. Методы определения висмута

ГОСТ 24018.5-80 Сплавы жаропрочные на никелевой основе. Метод определения свинца и висмута

ГОСТ 24018.6-80 Сплавы жаропрочные на никелевой основе. Методы определения мышьяка

ГОСТ 24018.7-91 Сплавы жаропрочные на никелевой основе. Методы определения углерода

ГОСТ 24018.8-91 Сплавы жаропрочные на никелевой основе. Методы определения серы

ГОСТ 27809-95 Сталь и чугун. Методы спектрографического анализа

ГОСТ 28033-89 Сталь. Метод рентгенофлюоресцентного анализа

ГОСТ 28473-90 Чугун, сталь, ферросплавы, хром, марганец металлические. Общие требования к методам анализа

ГОСТ 29095-91 Сплавы и порошки жаропрочные, коррозионно-стойкие, прецизионные на основе никеля. Методы определения железа

Примечание – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю “Национальные стандарты”, который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя “Национальные стандарты” за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по [1], а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 нержавеющие стали: Стали с минимальной массовой долей хрома 10,5% и максимальной массовой долей углерода 1,2%.

Примечание – У ограниченного количества нержавеющих сталей допускается минимальная массовая доля хрома 7,5%.

3.2 сплавы на железоникелевой основе: Сплавы, основная структура которых является твердым раствором хрома и других легирующих элементов в железоникелевой основе (сумма никеля и железа более 65% при приблизительном отношении никеля к железу 1:1,5).

3.3 сплавы на никелевой основе: Сплавы, основная структура которых является твердым раствором хрома и других легирующих элементов в никелевой основе (массовая доля никеля не менее 50%).

Марки нержавеющей стали — классификация, расшифровка

Сталь, обладающая антикоррозионными свойствами, активно используется во многих сферах деятельности; такую высокую популярность она снискала потому, что обладает качествами, которые недостижимы для многих других металлических сплавов. Первые марки нержавеющей стали появились в 1913 году, когда Гарри Бреарли изобрел сплав, обладающий исключительной устойчивостью к образованию и развитию коррозии. Именно с этого момента, который стал важнейшей вехой в развитии металлургической и многих других отраслей промышленности во всем мире, и начинается история нержавейки, активно и успешно используемой человеком уже более 100 лет.

Готовые рулоны нержавеющей стали

Готовые рулоны нержавеющей стали

Что мы знаем о нержавеющей стали?

Коррозионностойкая сталь или нержавейка — это сплав, состоящий из железа и углерода, дополнительно обогащенный специальными элементами, придающими ему высокую устойчивость к негативным факторам внешней среды. Основным из таких элементов является хром. В составе нержавеющей стали его содержится не менее 10,5%. Хром, кроме антикоррозионных свойств, придает таким сплавам еще целый ряд положительных характеристик:

  • хорошую обрабатываемость методом холодной формовки;
  • исключительную прочность;
  • способность получать надежные соединения методом сварки;
  • возможность долгой эксплуатации без потери своих характеристик;
  • привлекательный внешний вид.

Хром, содержащийся в нержавеющей стали в достаточно больших количествах, способствует формированию поверхностной оксидной пленки. Именно она и защищает металл от коррозии.

Сталь листовая нержавеющая

Сталь листовая нержавеющая

Различные марки (виды) нержавеющей стали, а их на сегодняшний день создано более 250-ти, содержат в своем химическом составе как хром, так и ряд других легирующих добавок, наиболее распространенными из которых являются никель, титан, молибден, ниобий и кобальт. Естественно, что стали с разными пропорциями легирующих элементов в своем составе, отличаются различными характеристиками и областями применения.

Как и в сплавах любого другого типа, обязательным элементом в составе нержавеющей стали является углерод. Именно этот элемент и придает полученному металлическому сплаву твердость и прочность.

Сегодня без использования нержавеющей стали невозможно представить себе практически ни одну отрасль промышленности. Марки этого сплава, все из которых отличает способность успешно эксплуатироваться даже в самых агрессивных средах, используются для производства столовых приборов и медицинских инструментов, емкостей для пищевых жидкостей и продуктов, труб для транспортировки агрессивных сред, бытовой техники, а также многого другого.

Прутки из нержавеющей стали

Прутки из нержавеющей стали

Виды и классификация нержавейки

Марки (виды) нержавеющей стали подразделяются на несколько категорий, Каждая из них характеризуется определенным химическим составом и внутренней структурой материала. Каждая из этих категорий сталей отличается определенными техническими и эксплуатационными характеристиками, которые и определяют области их использования. В современной промышленности используются коррозионностойкие стали следующих категорий.

Читайте также:
Панорамный вид из окна: интерьер роскошной квартиры от Hola Design

Хромистые стали с ферритной внутренней структурой

Такие сплавы, в составе которых содержится достаточно большое количество хрома (около 20%), преимущественно используются на предприятиях тяжелой промышленности и для производства элементов отопительных систем. Отличает их не только исключительная коррозионноустойчивость, но и хорошая способность к намагничиванию. По уровню востребованности эти стали сопоставимы со сплавами с аустенитной структурой, но при этом они стоят значительно дешевле.

Такие сплавы, в составе которых хрома и никеля содержится до 33%, являются наиболее используемыми во всем мире (70%) типами нержавеющих сталей. Отличаются они как исключительной коррозионной устойчивостью, так и высокими прочностными показателями.

Нержавеющие стали с мартенситной и ферритно-мартенситной структурой

Они характеризуются игольчатой углеродной структурой, что и делает их самыми прочными из всех типов нержавеющих сплавов. Кроме того, нержавеющие стали данной категории очень устойчивы к износу и могут эксплуатироваться при высоких температурах. В их составе, что также важно, содержится минимальное количество вредных примесей.

Марки нержавейки с комбинированной структурой

Такие стали, которые могут иметь аустенитно-ферритную или аустенитно-мартенситную структуру, являются продуктом применения инновационных технологий и оптимально сочетают все преимущества сплавов других типов.

Знать структуру определенной марки нержавейки, которая и формирует ее основные характеристики, важно для того, чтобы оптимально подбирать ее для решения требуемых задач.

Посуда из нержавеющей стали

Посуда из нержавеющей стали

Расшифровка марок нержавеющей стали

Для того чтобы правильно подобрать марку коррозионностойкой стали для реализации тех или иных целей, удобнее всего воспользоваться специальными справочниками. В них приведена информация обо всех возможных вариантах обозначения таких сплавов в различных странах мира. Среди огромного разнообразия марок, можно выделить те, которые получили наибольшее распространение среди специалистов во многих странах мира. К ним можно отнести следующие марки нержавеющих сталей с аустенитной структурой.

  • 10Х13Н17М3Т, 10Х13Н17М2Т: отличает эти марки, кроме исключительной коррозионной и термической устойчивости, хорошая способность образовывать сварные соединения. Благодаря таким качествам, изделия из сплавов данных марок могут успешно эксплуатироваться в условиях повышенных температур и контактировать даже с очень агрессивными средами. Составными элементами таких сплавов, которые и определяют их уникальные характеристики, являются: хром (16-18%), молибден (2-3%), никель (12-14%), углерод (0,1%), кремний (0,8%), медь (0,3%), титан (0,7%), марганец (2%), сера (0,02%), фосфор (0,035%). В других странах эти марки обозначаются иначе, в частности: в Китае — OCr18Ni12Mo2Ti, в Японии — SUS316Ti, в США — 316Ti, во Франции — Z6CNDT17-12.
  • 08Х18Н10, 08Х18Н9: данные марки стали используются для производства труб различных сечений, элементов печного оборудования, на предприятиях химической промышленности. В состав таких сталей входят: хром (17-19%), титан (0,5%), никель (8-10%), углерод (0,8%).

Воздуховоды из нержавеющей стали

Воздуховоды из нержавеющей стали

  • 10Х23Н18: нержавеющие стали данной марки относятся к категории жаропрочных. При их использовании следует иметь в виду, что при выполнении их отпуска они могут становиться хрупкими. В состав сталей данной марки входят: хром (22-25%), никель (17-20%), марганец (2%), кремний (1%).
  • 08Х18Н10Т: изделия из нержавейки данной марки хорошо свариваются даже без предварительного подогрева и не утрачивают своей коррозионностойкости даже при высоких температурах. Недостаточно высокая прочность, которой отличаются стали данной марки, легко улучшается путем их термической обработки, которую рекомендует выполнять и ГОСТ 5632-72.
  • 06ХН28МДТ: уникальная марка стали, сварные конструкции из которой способны успешно эксплуатироваться даже в очень агрессивных средах. Состав данной марки коррозионностойкой стали включает в себя: хром (22-25%), никель (26-29%), медь (2,5-3,5%).
  • 12Х18Н10Т: изделия из данной марки стали, отличающейся высокой термической устойчивостью и исключительной ударной вязкостью, преимущественно используются на предприятиях по переработке нефти, в химической, целлюлозно-бумажной промышленности, а также в строительстве.

Таблица соответствий основных марок нержавеющих сталей и химический состав

Таблица соответствий основных марок нержавеющих сталей и химический состав

К маркам нержавеющей стали с мартенситной структурой относятся: 40Х13, 20Х13, 12Х13, 30Х13. Изделия из данных марок нержавейки нельзя соединять методом сваривания, из них, в основном, изготавливают режущий и измерительный инструмент, рессорные элементы. Большими преимуществами таких изделий является практически полное отсутствие в них внутренних дефектов (флокенов), к тому же, они не становятся более хрупкими после выполнения отпуска.

К коррозионностойким сталям с ферритной структурой относятся: 08Х17, 08Х18Т1, 08Х13. Из стали данных марок не рекомендуется изготавливать детали, которые будут испытывать значительные ударные нагрузки и эксплуатироваться при пониженных температурах.

Читайте также:
Основные разновидности и правила монтажа железного сайдинга

Для того чтобы разобраться в качественном и количественном составе нержавеющей стали, достаточно расшифровать ее марку. Алгоритм такой расшифровки достаточно прост:

  • по первому числу, стоящему в марке стали, определяют количественное содержание в ней основного после железа элемента — углерода (исчисляется в сотых долях процента);
  • содержание в составе стали других элементов (исчисляются в целых процентах), определяют по цифрам, стоящим за литерами, которыми такие элементы и обозначают (Х — хром, Н — никель, М — молибден и т.д.).

Широкий ассортимент марок нержавеющей стали позволяет найти оптимальный для себя вариант. Следует учитывать, что отдельные виды нержавейки могу взаимозаменяться в определенных пределах. Если при выборе стали возникли трудности, нужно обращаться к техническим консультантам специализированных фирм.

Нержавеющие марки стали: химические свойства, классификация, аналоги

Получая заказы на изготовление резервуаров и емкостей из нержавеющей стали, нам часто задают вопросы, чем одна марка отличается от другой в плане эксплуатационных характеристик и долговечности работы. Чтобы расставить все точки над “i”, в этой статье мы разберемся в марках нержавеющей стали и их зарубежных аналогах, проанализируем их физико-химические свойства.

  • Понятие нержавеющей стали
  • Свойства нержавеющей стали
  • Классификация марок нержавеющей стали
  • Аналоги нержавеющих марок стали

Понятие нержавеющей стали

Приведем определение: нержавеющая сталь – сложнолегированная сталь, стойкая против ржавления в атмосферных условиях и коррозии в агрессивных средах. 1

Своей стойкостью к коррозии она отличается от обычных углеродистых сталей и поэтому широко применяется в пищевой промышленности, в нефтегазовой и химической отрасли для эксплуатации с высокоагрессивными средами и пищевыми продуктами, так как в процессе хранения при контакте жидкости и поверхности емкости не образуются окислы и другие вещества, которые могут влиять на свойства хранимого продукта.

Что же такое нержавеющая сталь с точки зрения химии? – Это сплав с минимальной массовой долей хрома 10,5% и максимальной массовой долей углерода 1,2%. 2

Простыми словами, нержавеющую сталь получают путем добавления к железу легирующих веществ в разных пропорциях для получения необходимых характеристик.

Так, основным легирующим элементом является хром Cr. Также сплавы дополнительно содержат углерод C, никель Ni, кремний Si, марганец Mn, титан Ti, ниобий Nb, кобальт Co, молибден Mo, ванадий V, сера S, фосфор Р, вольфрам W, алюминий Al, медь Cu, кобальт Co.

Свойства нержавеющей стали

За счет чего достигаются коррозионностойкие свойства? – Благодаря добавлению дополнительных химических элементов на этапе производства металла на поверхности образуется оксидная пленка, которая не растворяется, а, наоборот, защищает сам сплав от влияния коррозии.

К основным свойствам нержавейки также относятся:

  • высокая прочность
  • высокое качество сварных соединений
  • пластичность
  • большой срок службы с сохранением своих свойств

В качестве базового металла могут использоваться никель (сплавы на никелевой основе) и железоникель (сплавы на железоникелевой основе).

Введение различных легирующих элементов добавляет те или иные свойства к исходному металлу:

  • хром повышает коррозионную стойкость, твердость и прочность сплава; уменьшение коэффициента линейного расширения упрощает процесс сварки
  • никель дополнительно повышает вязкость, пластичность, прокаливаемость и снижает коэффициент теплового расширения, что позволяет использовать изделие из такого сплава с серной, соляной и фосфорной кислотами
  • марганец в процентном соотношении более 1% способствует увеличению стойкости, прокаливаемости, твердости и износоустойчивости (частично может быть заменен на никель)
  • титан увеличивает прочность стали и ее плотность, что обеспечивает высокие коррозионностойкие свойства
  • молибден повышает упругость, антикоррозионные свойства, увеличивает предел прочности на растяжение и сопротивление высоким температурам
  • ниобий обеспечивает низкую коррозию в сварных изделиях
  • ванадий увеличивает прочность, плотность и твердость сплава
  • вольфрам увеличивает твердость и уменьшает хрупкость при термообработке (отпуске) за счет образования с другими элементами твердых соединений карбидов
  • кремний в процентном соотношении более 1% увеличивает жаростойкость, упругость, окалиностойкость и кислотность, а также повышает электросопротивление и прочность с теми же параметрами вязкости
  • кобальт способствует повышению ударного сопротивления, улучшению жаропрочных свойств
  • медь придает сплаву высокую стойкость к атмосферной коррозии
  • алюминий способствует уменьшению старения металла, а также увеличивает ударную вязкость и текучесть

Классификация марок нержавеющей стали

В зависимости от состава сплава выделяют следующие группы сталей:

  • ферритные стали (их еще называют хромистые) содержат более 20% хрома и углерода до 0,15%, за счет чего обладают пластичностью, высокой стойкостью к высокоагрессивным средам и имеют хорошие магнитные характеристики
  • аустенитные (аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситные) стали состоят до 33% из хрома и никеля
  • мартенситные и ферритно-мартенситные содержат до 17% хрома и до 0,5% углерода, имеют максимальную прочность к воздействию различных агрессивных сред
Читайте также:
Походная коптильня: чертежи и схемы конструкций

В зависимости от содержания легирующего вещества те или иные сплавы применяются в различных целях и для работы с различными средами. Ниже приведем список марок стали, которые наиболее часто применяются в нефтегазовой и химической промышленности.

Маркировка сталиТип сталиСфера примененияХимический состав
12Х18Н10Тхромоникелевые стали аустенитного классадля изготовления свариваемой аппаратуры в разных отраслях промышленностиCr 17-19
C до 0,12
Si до 0,8
Mn до 2
Ni 9-11
S до 0,02
Р до 0,0,5
Ti 5C-0,8
08Х18Н10Тхромоникелевые стали аустенитного классадля изготовления сварных изделий, работающих в средах более высокой агрессивности, чем сталь марок 12Х18Н10Т и 12Х18Н9ТCr 17-19
C до 0,08
Si до 1
Mn до 2
Ni 9-12
S до 0,02
Р до 0,0,4
08Х18Г8Н2Тхромомарганценикелевые стали аустенито-ферритного классадля изготовления свариваемой аппаратуры, работающей в агрессивных средах, в химической, пищевой и других отраслях промышленностиCr 17-19
C до 0,08
Si до 0,8
Mn 7-9
Ni 1,8-2,8
S до 0,025
Р до 0,0,35
Ti 0,2-0,5
08Х22Н6Тхромоникельмолибденовые стали аустенитно-ферритного классадля изготовления свариваемой аппаратуры в химической, пищевой и других отраслях промышленности, работающей при температуре не более 300ºСCr 21-23
C до 0,08
Si до 0,8
Mn до 0,8
Ni 5,3-6,3
S до 0,025
Р до 0,0,35
Ti 5C-0,65
08Х18Н10хромоникелевые стали аустенитного классадля изделий, подвергаемых термической обработке (закалке)Cr 17-19
C до 0,08
Si до 0,8
Mn до 2
Ni 9-11
S до 0,02
Р до 0,0,04
Ti 5C-0,7
08Х17Н13М2, 08Х17Н13М2Тхромоникелевые молибденовые стали аустенитного классадля технологического оборудования химической промышленностиCr 16-18
C до 0,08
Si до 0,8
Mn до 2
Ni 12-14
S до 0,02
Р до 0,035
Ti 5C-0,70
Mo 2-3

Справочно
Расшифровка нержавеющих марок стали: наименование стали состоит из буквенных и цифровых обозначений, в которых принято: А (в начале марки) — сера, А (в середине марки) — азот, Б — ниобий, В — вольфрам, Г — марганец, Д — медь, Е — селен, К — кобальт, М — молибден, Н — никель, П — фосфор, Р — бор, С — кремний, Т — титан, Ф — ванадий, X — хром, Ц — цирконий, Ю — алюминий, Ч — РЗМ (редкоземельные металлы: лантан , празеодим, церий и пр.).
Цифра после буквы обозначает среднюю массовую долю легирующего химического элемента. Цифра перед буквы указывает на массовую долю углерода в сотых долях. Если легирующего элемента содержится менее 1%, то процентное соотношение не указывается.
Например: 12Х18Н10T – это нержавеющая сталь с содержанием углерода 0,12%, 18% хрома, 10% – никеля и менее 1% титана.

Аналоги нержавеющих марок стали

В современной металлургической промышленности существует несколько систем маркировок сталей, что связано с отсутствием единой системы.

Так, в России принята маркировка нержавеющих сталей по ГОСТ 5632-2014 2 . За рубежом систем стандартизации несколько в разных странах. Например, в Европе стали маркируются в соответствии с Европейским комитетом по стандартизации EN, в США – со стандартом AISI, в Германии – Европейским институтом по стандартизации DIN. При заказе изделий из нержавеющей стали Заказчик может указывать как российскую маркировку, так и европейскую или американскую. Ниже приведем таблицу соответствий основных нержавеющих сталей:

Маркировка нержавеющей стали по ГОСТМаркировка нержавеющей стали по AISIМаркировка нержавеющей стали по ENМаркировка нержавеющей стали по DIN
12Х18Н10ТAISI 3211.4878X12CrNiTi18-9
08Х18Н10AISI 3041.4301X5CrNi18-10
08Х17Н13М2AISI 3161.4436X5CrNiMo17-13-3
08Х17Н13М2ТAISI 316Ti1.4571Х6CrNiMoTi17-12-2
03Х17Н13М2AISI 316L1.4404X2CrNiMo17-12-2
  • 1 Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.
  • 2 ГОСТ 5632-2014 “Нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки (с Изменением №1)”
  • ГОСТ 4543-2016 “Металлопродукция из конструкционной легированной стали. Технические условия”

Для справки: Нержавеющая сталь была запатентована впервые в 1913 году английским металлургом Гарри Брирли. Первоначально его целью было изобрести сплав для использования в стволах оружия, который (сплав) мог дольше не подвергаться эрозии из-за высокой температуры. Уже тогда было известно, что хром имеет высокую температуру плавления, поэтому в процессе исследований к основному металлу было добавлено 0,2% от общей массы углерода и 6-15% хрома. В результате получилась хромистая сталь, которая имела высокую устойчивость к химическому воздействию.

Классификация и применение нержавеющих сталей

Стали высоколегированные и сплавы коррозионностройкие, жаростойкие и жаропрочные:

Читайте также:
Сердце из бумаги своими руками. Как сделать? Идеи с пошаговыми фото

В зависимости от основных свойств стали и сплавы подразделяют на группы:

  • Коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллической коррозии, коррозии под напряжением и др.;
  • Жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температуре выше 550° С, работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии;
  • Жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной стойкостью.

В зависимости от структуры стали подразделяют на классы:

  • Мартенситный – стали с основной структурой мартенсита;
  • Мартенситно – ферритные – стали, содержащие в структуре кроме мартенсита, не менее 10% феррита;
  • Ферритный – стали, имеющие структуру феррита;
  • Аустенитно-мартенситные – стали, имеющие структуру аустенита и мартенсита, количество которых можно изменять в широких пределах;
  • Аустенитно-ферритный – стали, имеющие структуру аустенита и феррита (феррит более 10%);
  • Аустенитные – стали, имеющие структуру аустенита.

Подразделение сталей на классы по структурным признакам является условным и произведено в зависимости от основной структуры, полученной при охлаждении сталей на воздухе после высокотемпературного нагрева. Поэтому структурные отклонения причиной забракования стали служить не могут.

В зависимости от химического состава сплавы подразделяются на классы по основному составляющему элементу:

  • Сплавы на железоникелевой основе;
  • Сплавы на никелевой основе.

Классификация и маркировка сталей

Обозначение марки легированной стали состоит из букв, указывающих, какие компоненты входят в ее состав, и компоненты входят в ее состав, и цифр, характеризующих их среднее содержание.

  • М – молибден
  • А – азот
  • Д – медь
  • Н – никель
  • Ю – алюминий
  • Б – ниобий
  • Т – титан
  • Р – бор
  • Е- селен
  • X – хром
  • Ф – ванадий
  • У – углерод
  • В – вольфрам
  • П – фосфор
  • Г – марганец
  • К – кобальт
  • Ц – цирконий
  • С – кремний

Первые цифры марки обозначают среднее содержание углерода в стали (в десятых долях процента для инструментальных и нержавеющих сталей). Затем буквой указан легирующий элемент. Цифрами, следующими за буквой, – его среднее содержание в целых единицах. При содержании легтрующего элемента менее 1,5% цифры за соответствующей буквой не ставятся. Буква А в конце обозначения марки указывает на то, что сталь является высококачественной. Буквой Ш – особо высоко качественной.

Назначение наиболее потребляемых нержавеющих сталей

Марка стали

Примечание

Для деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузкам; деталей, работающих в слабоагрессивных средах

Для деталей с повышенной твердостью; режущий, измерительный, хирургический инструмент, клапанные пластины компрессоров и др.

Для различных деталей химической и авиационной промышленности Обладает высокими технологическими свойствами

Для деталей высокой твердости, работающих в условиях износа

Рекомендуется в качестве заменителя стали 12Х18Н10Т для конструкций, не подвергающихся ударным воздействиям при температуре эксплуатации не ниже -20° С

Аналогично стали 08Х17Т, но для деталей, работающих в более агрессивных средах при температуре от -20 до 400 ° С (15Х28 для спаев со стеклом)

Заменитель сталей 12Х18Н9, 17Х18Н9 для сварных конструкций

Для высокопрочных изделий, упругих элементов; сталь 09Х15Н8Ю – для уксусных и солевых сред

Для деталей, работающих в сернокислых средах

Для высокопрочных деталей, работающих на истирание и удар в слабоагрессивных средах

Заменитель стали 12Х18Н10Т для деталей, работающих в слабоагрессивных средах, а также при температурах до 196° С

Для деталей, работающих в атмосферных условиях (заменитель сталей 12Х18Н9, 12Х18Н10Т) для сварных конструкций, работающих в кипящей фосфорной, серной, 10 %-ной уксусной кислоте

Для сварных изделий, работающих в воздушной и агрессивной средах, в концентрированной азотной кислоте

Немагнитная сталь для деталей, работающих в морской воде

Для деталей, работающих в азотной кислоте при повышенных температурах

Для сварных конструкций в разных отраслях промышленности. Для сварных конструкций, работающих при температуре до 80°С в серной кислоте различных концентраций (не рекомендуются 55%-я уксусная и фосфорная кислоты)

Нержавеющая сталь — марки, виды и характеристики

image

Нержавеющие (коррозионностойкие) стали – сплавы на основе железа и углерода, содержащие, помимо основных компонентов и стандартных примесей, легирующие элементы. Основной добавкой является хром (Cr), которого в коррозионностойком сплаве должно быть не менее 10,5%. В таком количестве Cr оказывает существенное влияние на диаграмму состояния «железо-углерод». Хром и никель, также в большинстве случаев присутствующие в нержавеющих сталях, повышают не только устойчивость металла к коррозии, но и другие технические характеристики.

Читайте также:
Рекуперация это что: описание и разновидности, типы и преимущества

Правила маркировки коррозионностойких сталей

image

Обозначение состоит из цифр и букв. Двузначное число в начале маркировки – количество углерода в сотых долях процента. Далее следуют буквы, характеризующие определенные легирующие элементы. После них ставятся цифры, равные процентному содержанию легирующих элементов, округленному до целого числа. Если процент добавки находится в пределах 1-1,5, то после буквы цифра не ставится. Для условного обозначения легирующих компонентов в российской нормативной документации используется русский алфавит:

  • Х – хром;
  • Н – никель;
  • Т – титан;
  • В – вольфрам;
  • Г – марганец;
  • Д – медь;
  • М – молибден.

Группы коррозионностойких сталей по структуре

Структура коррозионностойких сталей, их свойства и области применения определяются процентным содержанием углерода, перечнем и количеством легирующих добавок. По структуре нержавейка делится на несколько типов. Основные: ферритная, мартенситная, аустенитная. Существуют промежуточные варианты.

Ферритная

Эта группа относится к малоуглеродистым сплавам – C до 0,15%. Содержание хрома – до 30%. Объемнокристаллическая структура обеспечивает сочетание достаточно высокой прочности и пластичности. Нержавеющие стали ферритных марок относятся к ферромагнитным.

  • способность к холодной деформации;
  • основной тип термообработки – отжиг, снимающий наклеп;
  • хорошая коррозионная стойкость;
  • относительно невысокая стоимость.

Основная причина потери рабочих характеристик сталями ферритного класса – межкристаллитная коррозия (МКК), в результате которой разрушение происходит по границам зерен. Для устранения этого негативного явления избегают резкого охлаждения металла от +800°C, проводят стабилизирующий отжиг, находят оптимальный баланс между содержанием углерода и хрома. Полностью устранить склонность к МКК позволяет введение карбидообразующих элементов – титана и ниобия.

По стандарту AISI ферритные стали относятся к серии 400:

  • 403-420 – содержание хрома 11-14%, никель отсутствует;
  • 430 и 440 – 15-18% C, никель отсутствует;
  • 630 – содержит 3-5% никеля. Хорошо обрабатывается, устойчива к коррозии в различных средах, схожа по свойствам с 08Х18Н10.

Эти материалы используются при производстве широкого сортамента труб, листов, профилей.

Таблица марок нержавеющих сталей ферритного класса по ГОСТу и AISI, основные сферы использования

Марка по ГОСТу 5632Марка по AISIОбласти применения
08Х13409Столовые приборы
12Х13410Емкости для жидких алкогольсодержащих продуктов
12Х17430Емкости для высокотемпературной обработки пищевой продукции

Мартенситная

К этой группе относятся металлы с содержанием хрома до 17%, углерода – до 0,5% (в отдельных случаях – выше). Мартенсит – структура, получаемая путем закалки заготовки с последующим отпуском. Для нее характерно сочетание высокой твердости, прочности, упругости и устойчивости к коррозии. Сплавы используются при производстве ответственной металлопродукции, предназначенной для работы в агрессивных средах. Это пружины, валы, ножи, фланцы. При повышении содержания C в структуре появляется карбидная фаза, обеспечивающая высокую твердость и износостойкость. Проведение низкого отпуска после закалки (+200…+300°C) обеспечивает высокую твердость – 50-52 HRC, высокого (+500…+600°С) – меньшую твердость (28-30HRC) и большую вязкость. Закалка производится при температурах +950…+1050°C.

Таблица марок мартенситных сталей по ГОСТу и AISI, их основные области применения

Марка по ГОСТу 5632Марка по AISIОбласти применения
20Х13420Кухонное оборудование
30Х13
40Х13
14Х17Н2 (мартенситно-ферритная)431Детали компрессорных установок, оборудование, эксплуатируемое в агрессивных средах и при пониженных температурах

Аустенитный класс

Этот обширный класс коррозионностойких сталей (по AISI – класс 300 и представитель класса 200 – AISI 201) обладает высокой устойчивостью к коррозии, пластичностью в холодном и горячем состоянии, прочностью, хорошей свариваемостью, способностью контактировать без разрушения с азотной кислотой. Немагнитность существенно расширяет области применения материала. Экономически выгодным является сочетание 18% Cr и 8% Ni. При необходимости получения стабильного состояния аустенита количество никеля повышают до 9%. Такие стали бывают нестабилизированными и стабилизированными. Стабилизированная группа легируется титаном и ниобием, снижающими склонность аустенитных марок к межкристаллитной коррозии.

Закалка осуществляется при температурах +1050…+1100°C с быстрым охлаждением, которое закрепляет состояние пресыщенного твердого раствора. Особенность этой группы – отсутствие упрочнения при закалке. В данном случае этот вид ТО является смягчающей операцией, направленной на снятие последствий наклепа. С этой же целью может применяться отжиг. Закалке подвергают мелкие детали, отжигу – массивные.

Читайте также:
Песчано-цементная стяжка: устройство и плотность кг на м3, технология приготовления раствора для пола своими руками

Таблица марок аустенитных сталей по ГОСТу и AISI, их основные области применения

4 группы коррозионностойкой стали

Коррозионностойкая сталь (нержавеющая) – это сталь, стойкая по отношению к коррозии. Такое свойство приобретает железосодержащий металл, когда к основному химическому элементу – Fe добавляют хром в значительном количестве. Получают сплав, характеризующийся новыми качествами, главным из которых является повышенная коррозионностойкость, то есть невосприимчивость к окислительным процессам, происходящем на воздухе или в других средах.

коррозионностойкие нержавеющие стали

Поиском способов защиты стального материала от коррозии занимались давно, покрывая его различными составами и красками. Действительно эффективный способ был найден в 1913 году англичанином Г. Бреарли, который получил патент на изобретение стали с высоким содержанием хрома, что позволяло материалу сопротивляться процессам коррозии.

Химическая основа коррозионностойких сплавов

Нержавеющие сплавы железа основаны на правиле, в соответствии с которым при добавлении к неустойчивому к коррозии металлу другой металл, который образует с ним твердый раствор, то стойкость к процессам ржавления возрастает скачкообразно, а не пропорционально.

  • При наличии 13% хрома и выше сплавы не ржавеют в обычных условиях и в средах, которые принято относить к слабоагрессивными.
  • Если в составе хрома 17% и больше, коррозионностойкие качества проявляются в агрессивных окислительных, щелочных и др. растворах.

Химическая основа сопротивляемости коррозии заключается в образовании на поверхности предмета из нержавеющей стали пассивирующей пленки окислов благодаря хрому. Эта пленка не пропускает кислород и останавливает окислительные процессы от проникновения внутрь. Эффективность защиты зависит от состояния поверхности металла, отсутствия дефектов и внутренних напряжений в материале.

Элементы., которые сопутствуют железу в стальных сплавах: С – углерод, Si – кремний, Mn – марганец, S – сера, P – фосфор и другие

Легирование стали, то есть улучшение её физико-механических характеристик, проводится и другими химическими элементами, помимо Cr. К таким элементам относятся металлы различных групп.
В нормативной документации условные обозначения элементов даются на русском языке: Ni – никель (Н), Mn – марганец (Г), Ti – титан (Т), Co – кобальт (К), Mo – молибден (М), Cu – медь (Д).

Для стабилизации аустенитной структуры стали, то есть укрепления кристаллической решетки железа, добавляется никель. Прочность закрепляется добавками углерода. Устойчивость к перепадам температуры обеспечивается присадками титана. В особенно агрессивных средах, к примеру – кислотных, действуют сложнолегированные сплавы с присадками никеля, молибдена, меди и других компонентов.

коррозионностойкие стали

Маркировка нержавеющих видов стали

В маркировке металлов используются буквы и цифры.

Существует российская классификация марок стали, которая используется в технических и нормативных документах. Параллельно бытует распространенная в мире группа стандартов, разработанных институтом Американским институтом стали и сплавов – AISI (American Iron and Steel Institute) для легированных и нержавеющих сталей.

Российские стандарты используют следующую схему. Для примера приведена аустенитная сталь 12Х15Г9

Элемент маркировкиДвузначное числоБуквыЦифрыБуквыЦифры
Что означаетКоличество углерода – С в сотых долях процентаЛегирующие элементыПроцентное содержание легирующих металлов (округленно до целого числа)Легирующие элементыПроцентное содержание легирующих металлов (округленно до целого числа)
Пример12Х (Хром)15 (15%)Г (Марганец)9 (9%)

В системе AISI материалы обозначаются тремя-четырьмя цифрами: две первые – группа сталей, две другие — среднее содержание углерода. Буквы могут находиться после второй цифры, впереди или за цифрами.

Примеры: 410, 410S, 1045.

Коррозионностойкая сталь — основные виды

Коррозионостойкие сплавы определяют по их способности противостоять под действием большого набора естественных и искусственных коррозионных сред: атмосферных, подводной, грунтовой (подземной), щелочной, кислотной, солевой, среды блуждающих токов.
Стойкость проявляется к воздействиям химической, электрохимической, межкристаллитной коррозии.

Классификация нержавеющих сплавов регулируется нормативными документами ГОСТ, в которых описывается сталь в соответствии с производственными процессами и применением.

Сплавы делятся на несколько групп по критерию структуры. Они различаются по процентному содержанию углерода и составу легирующих компонентов. Эти соотношения определяют, где и каким образом может применяться тот или иной тип стали.

  1. Ферритные
  2. Мартенситные.
  3. Аустенитные.
  4. Комбинированные.

сварка коррозионностойких сталей

Ферритная группа

К группе ферритов относятся хромистые стали. Они маркируются литерой F. Стали с большим содержанием хрома — до 30%, и небольшим углерода – до 0,15%. Обладают ферромагнитными свойствами, то есть характеризуются намагниченностью за пределами магнитного поля при низкой критической температуре.

Читайте также:
Накидной ключ: как выбрать универсальное устройство из комбинированных механизмов с трещоткой и головками

Для достижения оптимальных свойств регулируется и находится баланс между содержанием углерода и хрома.

Плюсы – высокая прочность и столь же высокая пластичность.

  • Хорошая деформируемость в условиях холодной деформации.
  • Высокая коррозийная стойкость.
  • Может подвергаться термообработке методом отжига.

Идет на производстве трубопроката, листовых и профилированных промежуточных и конечных изделий.

  • Химическая и нефтехимическая промышленность. Оборудование и конструкции для работы в кислотной и щелочной среде.
  • Тяжелое машиностроение.
  • Энергетика.
  • Приборостроение для промышленности.
  • Производство бытовой аппаратуры и приборов.
  • Пищевая промышленность.
  • Медицинская промышленность.

Примеры марок сталей по ГОСТ и их применения:

Сталь 08Х13 – ферритный хромистый сплав. Применяется для производства столовых приборов.

Сталь 12Х13 – ферритный хромистый сплав. Используется для хранения алкогольсодержащих продуктов.

Сталь 12Х17– ферритный хромистый жаропрочный сплав. В емкостях из него проводится высокотемпературная обработка пищевых продуктов.

обработка коррозионностойких сталей

Мартенситная группа

Под мартенситом понимается структура, которая получается в результате закалки заготовки или слитка металла с последующим отпуском. Закалка заключается в нагреве до температуры, которая превышает критическую, отпуск – последующее быстрое охлаждение металла.
В результате этого процесса перестраивается кристаллическая решетка, делая материал более твердым. Но может повыситься и хрупкость.

Такая процедура дает сплавы, в которых сочетаются

  • Высокая твердость.
  • Высокая прочность.
  • Хорошая упругость.
  • Устойчивость к коррозии.
  • Жаропрочность.

Если повысить содержание углерода в сплаве, увеличиваются качества твердости и устойчивости к изнашиванию.

Сталь предназначена для изготовления металлоизделий для функционирования в агрессивных средах средней и слабой интенсивности. Свойство упругости позволяет изготавливать такие компоненты оборудования, как пружины, фланцы, валы. Из мартенситной и мартенситно-ферритной комбинированной стали изготавливают режущие элементы — ножи для конструкций в химической промышленности, а также в пищевой.

Примеры марок сталей по ГОСТ и их применения:

Сталь 20Х13, 30Х13, 40Х13 – мартенситный сплав. Применяется в производстве кухонного оборудования.

Сталь 14Х17Н2 — мартенситно-ферритный комбинированный сплав, содержит никель. Используется для производства компрессоров, оборудования для эксплуатации в агрессивных средах и при пониженной температуре.

Аустенитная группа

Аустенитный класс нержавеющих сталей отличается химическим строением, внедрением атомов углерода в молекулярную решетку железа. Содержит большой процент хрома и никеля – до 33%. Это высоколегированные металлы. Немагнитность позволяет применять сплавы в широком спектре производственных процессов.

  • Пластичность в холодном и горячем состоянии.
  • Прочность.
  • Свариваемость на высоте.
  • Стойкость к агрессивным средам, пример которых — азотная кислота.
  • Экологическая чистота.
  • Устойчивость к электромагнитным излучениям.

Для получения стабильного аустенита, гранецентрированной кристаллической решетки железа, сталь легируют никелем, повышая его содержание до 9%. Легирование проводится титаном и ниобием для повышения устойчивости к межкристаллитной коррозии. Такие сплавы получили наименование стабилизированных.

Коррозионностойкие стали группы относятся к труднообрабатываемым металлам. Для облегчения работы с ними применяют методы термообработки: отжиг и двойную закалку.
Отжиг проводится нагреванием до 1200 гр. С около 3-х часов. Остывание проходит в воде или масляной жидкости, или на открытом воздухе. Таким способом повышается гибкость сплава за счет снижения твердости.
Двойная закалка предполагает процесс нормализации твердого раствора металла при температуре 1200 гр. С. Вторично закалка проходит при 1000 гр. С. Происходит увеличение пластичности и жаропрочности – устойчивости к высоким температурам.

сталь коррозионностойкая гост 5632

Применение
  • Разнообразные емкости.
  • Строительные конструкции.
  • Трубы из коррозионностойкой стали.
  • Агрегаты для нефтехимии и химического производства.
  • Конструкции для нефтяных вышек, очистительных станций.
  • Механизмы, работающие под водой, такие как, турбины.
  • Силовые приборы в энергетической сфере.
  • Компоненты и агрегаты для автомобилей, самолетов.
  • Оборудование для продуктов питания.
  • Медицинская, фармакологическая аппаратура.
  • Элементы крепежа.
  • Сварные конструкции.
  • И другие виды продукции.

Примеры марок сталей по ГОСТ и их применения:

Сталь 12Х18Н10Т — высоколегированный хромистый сплав, с присадками никеля и титана. Из нее делают оборудование для нефтепереработки и химической промышленности.

Сталь 12Х18Н10Т — аустенитная хромистая сталь с присадкой никеля. Из нее изготавливаются трубопроводы для химической и пищевой индустрии с ограничениями по температуре.

Сталь 12Х15Г9НД — высоколегированный сплав, содержащий хром, марганец, никель, медь. Применяется в производстве трубопроводных систем и ёмкостей, работающих с органическими кислотами умеренной агрессивности

Комбинированные сплавы

Сочетают структуру и свойства аустенитно-мартенситной или аустенитно-ферритной категорий.

Аустенитно-ферритные стали содержат небольшое количество никеля, в них высокое содержание хрома (более 20%), легирование проводится ниобием, титаном, медью. После прохождения термической обработки отношение феррита и аустенита становится равновесным. Такие сплавы более прочные, чем аустенитные, отличаются пластичностью, устойчивостью к межкристаллической коррозии. Они хорошо выдерживают ударные нагрузки.

Читайте также:
Раздвижные перегородки для зонирования пространства в комнате: варианты использования

Аустенитно-мартенситная группа металлов с содержанием хрома в границах 12-18%, никеля в границах 3,7 -7,5%. Могут использоваться присадки алюминия. Упрочнение проводится закалкой при температуре более 975 гр. С, и последующим отпуском при температуре 450-500 гр. С. Они обладают повышенным показателем предела текучести: характеристики, которая указывает на напряжение, при котором рост деформации продолжается без роста нагрузки. Сплавы демонстрируют хорошую свариваемость и хорошие механические качества.

листовая сталь

Типология сталей по хромовым и никелевым присадкам

Среди сталей коррозионностойкого ряда популярны хромистые и хромоникелевые.

Антикоррозионные железосодержащие материалы, в которых находится хром, иначе называют хромистыми сталями.

  • Теплоустойчивые мартенситные хромистые (Cr менее 10%).
  • Хромистые антикоррозийные. (Cr в составе не превышает 17%).
  • Антикоррозионные и сложнолегированные (Наличие Cr в границах 12-17%).
  • Хромо-азотистые и кислотоупорные ферритного типа (Состав Cr в границах между 16% и 17%).
  • Жаростойкие легированные: с добавками алюминия, молибдена, кремния и иных металлов.

Для хромистых сплавов в целях усиления пластичности и стабилизации кристаллической решетки применяются стабилизирующие элементы, которые снижают содержание углеродной составляющей.

  • Аустенитные с низким процентным показателем углерода и стабилизирующими элементами.
  • Кислотостойкие, содержащие присадочные металлы.
  • Жаропрочные, в составе которых процент никеля и хрома – свыше 20%.
  • Аустенитно-мартенситные и аустенитно-ферритные с показателями никеля и хрома на среднем уровне.

Особенности производства коррозионностойких сталей

Все производственные процессы в металлургии регулируются нормативными документами ГОСТ и ТУ.

Это касается и металлов с антикоррозийными свойствами.

  1. Максимальная твердость по шкале Бринелля (НБ). Этот метод подразумевает испытание с помощью вдавливания с использованием способа восстановленного отпечатка или невосстановленного отпечатка и определяется по таблице.
  2. Относительное удлинение, измеряемое в %. Параметр определяет пластические свойства металла. Относительное удлинение – увеличение длины испытываемого образца после прохождения предела текучести до разрушения.
  3. Предел текучести в Н/м2. Характеристика механических особенностей материала, связанных с напряжением, при котором деформация увеличивается, когда нагрузка закончилась. Единица измерения – паскаль или ньютон на м квадратный.
  4. Сопротивление на разрыв или предел прочности в Н/м2. Максимальное значение напряжений материала перед тем, как он разрушится.
  5. Допуска по отклонениям процентного отношения химических элементов в готовой продукции
  • Пределы процентного содержания химических элементов.
  • Нижний предел массовой доли отдельных легирующих компонентов, таких как марганец.
  • Процентное отношение вредных примесей цветных металлов: олова, свинца, висмута, сурьмы, кадмия, мышьяка и других.

трубы из коррозионностойкой стали

Магнитные характеристики антикоррозионных сплавов

Параметр магнитности характерен для некоторых металлов. Он зависит от таких характеристик, как основная структура металла, состав и особенности сплавов.

Комбинации этих переменных предопределяют уровень магнитных характеристик.

Ферриты и мартенситы задают ферромагнитные характеристики сплавов. Они настолько же магнитные, как и углеродистая сталь. Магнитные виды материалов легко подвергаются сварке и штамповке, годятся для изготовления р инструментов с режущими поверхностями и столовых приборов.

Немагнитные сплавы – аустенитные и аустенитно-ферритные хромистых и марганцевых марок.

Отличаясь большой прочностью и коррозийной устойчивостью, широко применяются в строительной сфере и в разнообразных производственных процессах.

Марки и виды нержавеющей стали

Коррозионностойкие (нержавеющие) стали – группа легированных сталей, основным легирующим элементом которых является хром с содержанием 12-30%. Помимо хрома, в этих сплавах могут присутствовать: никель, марганец, титан, ниобий и другие добавки. Благодаря такому составу, коррозионностойкие стали, выпускаемые в соответствии с ГОСТом 5632-2014, применяются при производстве деталей машин, элементов конструкций и оборудования, эксплуатируемых в контакте с агрессивными средами (соленой водой, кислотах, щелочах).

Какую функцию выполняют легирующие элементы в коррозионностойких марках?

Основные элементы, присутствующие в составе нержавейки:

  • Хром. Повышает устойчивость к различным типам коррозии, твердость, прочность. Незначительно снижает пластичность.
  • Никель. Повышает стойкость к коррозии, прочностные характеристики, пластичность, прокаливаемость.
  • Марганец. При содержании более 1% увеличивает твердость, износостойкость, стойкость к резким механическим нагрузкам.
  • Титан. Повышает прочность, обрабатываемость, коррозионную стойкость, измельчает зерно.
  • Ниобий. Улучшает устойчивость к коррозии сварных швов, повышает способность контактировать с кислыми средами.

Типы нержавеющей стали и классификация по структуре

В зависимости от типа внутренней структуры нержавеющие марки разделяют на ферритные, мартенситные, аустенитные и переходные группы.

Хромистые ферритные и мартенситные

Железо и хром образуют ряд твердых растворов. При содержании в стали более 12% хром инициирует появление на стальной поверхности оксидной пленки Cr2O3, обеспечивающей высокую коррозионную стойкость. Хром способствует образованию карбидов. Чем выше содержание углерода, тем активнее он образует карбиды хрома, обедняя твердый раствор этим легирующим элементом. Это приводит к снижению коррозионной стойкости стали. Поэтому нержавейка обычно имеет невысокое содержание углерода – до 0,4%. Примеры хромистых марок – 12Х13, 20Х13, 30Х13 (AISI), 40Х13.

Читайте также:
Оборудование подвала в частном каркасном доме

Стали с содержанием хрома до 17% подвергают закалке при +1000…+1050°C. Отпуск для сталей ферритного класса осуществляется при +700…+750°C, мартенситного – +700…+750°C. После закалки и отпуска хромистые стали имеют наиболее высокую коррозионную стойкость.

Ферритные, мартенситные, феррито-мартенситные хромистые марки имеют хорошую коррозионную стойкость в атмосферных условиях и сохраняют хорошие эксплуатационные характеристики в слабоагрессивных средах. Такие сплавы широко используются для производства труб и емкостей, предназначенных для производств, работающих с азотной кислотой, в пищевой индустрии и легкой промышленности. Марки 08Х13 и 12Х13 востребованы при производстве деталей, которые в процессе эксплуатации подвергаются ударным нагрузкам. Нержавеющие стали, например марка 12Х17 (AISI 430), с содержанием хрома 17% и более относятся к ферритному классу. Марки с добавками ниобия, измельчающего зерно и уменьшающего склонность к межкристаллитной коррозии, применяют при производстве медицинского и измерительного инструмента, оборудования для пищевой и химической индустрии.

Хромистые стали, благодаря невысокой стоимости хрома, являются самыми бюджетными коррозионностойкими марками. Они обладают хорошими техническими характеристиками. Их основные недостатки – повышенная хрупкость сварных швов из-за образования при сварке крупнокристаллической структуры и склонность к интеркристаллитной коррозии. Для ликвидации этих проблем в сплав вводят титан, способствующий измельчению зерен. Введение в состав даже небольших количеств молибдена повышает стойкость сплавов к агрессивным кислотам, таким как уксусная и муравьиная.

Хромоникелевые аустенитные стали

Большинство хромоникелевых сталей относится к аустенитному классу. Это 08Х18Н10, 12Х18Н9, 12Х18Н9Т. Никель является аустенитообразующим элементом и играет важную роль в повышении коррозионной стойкости стали. Наиболее востребованные марки нержавеющей стали этого класса – 12Х18Н10Т (AISI 321) и 12Х18Н9 (AISI 304).

Хромоникелевые стали сохраняют высокие рабочие характеристики при повышенных температурах: предел прочности, предел текучести, устойчивость к кислым средам. При нормальных температурах аустенитные стали уступают ферритным маркам по прочности, но более пластичны, имеют более высокую вязкость и хорошо свариваются. Аустенитные стали востребованы для изготовления технологического оборудования производственных предприятий, труб, используемых для передачи агрессивных сред и/или эксплуатируемых при высоких температурах и давлении. Они подходят для получения металлоизделий холодной штамповкой и сваркой.

Стали с более низким содержанием никеля (12Х21Н5Т, 08Х22Н6Т, 15Х28АН) относятся к аустенитно-ферритному классу. Они отличаются сочетанием высокой коррозионной стойкости и прочности. При необходимости повышения кислотостойкости сплав дополнительно легируют медью или комплексом медь+молибден. Пример – 08Х23Н28М3Д3Т. Марка Х21Г7Н5 используется в условиях низких температур.

Аустенитно-мартенситные марки имеют меньшую коррозионную устойчивость, по сравнению с аустенитными, но отличаются повышенной прочностью. Стали переходного класса – 09Х15Н8Ю, 09Х17Н7Ю, 20Х13Н4Г9.

Для экономии легирующих элементов практикуется изготовление двухслойных сталей, получаемых сваркой под давлением. Один слой изготавливают из углеродистых сталей обыкновенного качества типа Ст3 или качественных конструкционных типа марки 10, а второй – из нержавеющей стали, такой как 03Х17Н14М3 (AISI 316).

Маркировка коррозионностойких сталей

Для маркировки нержавеющих сталей в России и странах СНГ используются цифровые и буквенные символы. Буквы указывают, какие элементы, помимо железа и углерода, входят в состав конкретной марки, цифры характеризуют количество углерода и легирующих элементов.

Химические элементы, входящие в состав нержавеющей стали:

  • Х – хром. Основной легирующий элемент, обеспечивающий коррозионную стойкость сплава.
  • Н – никель. Способствует повышению устойчивости к коррозии, улучшает прочность и пластичность.
  • Ю – алюминий. Стабилизирует состав и предотвращает образование посторонних включений.
  • М – молибден. Повышает устойчивость к агрессивным кислым средам.
  • Б – ниобий. Измельчает зерно, снижает склонность сплава к интеркристаллитной коррозии.
  • Г – марганец. Благоприятно влияет на свариваемость.
  • Т – титан. Измельчает структуру, препятствует появлению коррозии на границах зерен.
  • Ф – ванадий. Повышает пластичность.

Первая цифра, присутствующая в маркировке, указывает на содержание углерода в сотых долях процента. Сам элемент буквой не обозначается. Если легирующий элемент содержится в количестве до 1%, то после его буквенного обозначения цифра не ставится. Если процентное содержание добавки более 1%, то ее содержание указывается целым процентом.

Например, в марке 12Х21Н5Т содержится: 0,12% углерода, 21% хрома, 5% никеля и до 1% титана. При содержании в стали марганца и кремния в количестве до 2% в маркировке их обычно не указывают.

Таблица химических составов нержавеющих сталей популярных марок

Ссылка на основную публикацию