Нержавеющая сталь: свойства, достоинства, виды

Нержавеющая сталь – это сплав железа и углерода, который имеет высокую прочность и твердость. При этом обычная сталь подвержена окислению при контакте с воздухом и влагой, что приводит к образованию ржавчины. Нержавеющая сталь дополнительно содержит хром или другие специальные элементы, создающие пассивную пленку на поверхности стали, которая предотвращает окисление и образование ржавчины.

Основной регламентирующий документ – ГОСТ 5632-2014 «Легированные нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки», устанавливающий требования к химическому составу, физико-механическим свойствам, маркировке и т.д.

Этапы производства нержавеющей стали

• Плавление: смешанные металлические компоненты (железо, хром, никель и другие элементы) плавятся в электропечах или конвертерах.

• Легирование (основополагающий процесс): добавление точно измеренных количеств хрома, никеля и других элементов для достижения нужных характеристик.

• Очистка: удаление примесей и избыточного углерода для предотвращения коррозии и обеспечения структурной однородности.

• Литье или прокатка: расплавленная сталь льется в формы или прокатывается в нужные формы (листы, трубы, прутки и т. д.).

• Холодная или горячая обработка: после первичной формы сталь подвергается холодной или горячей обработке для улучшения механических свойств и формы.

• Отжиг: нагрев стали до определенной температуры и последующее охлаждение для снятия внутренних напряжений и улучшения ее свойств.

Виды нержавеющей стали

Различные классы нержавеющей стали могут иметь разные составы и пропорции легирующих элементов, в зависимости от конкретного применения и требований. Существует более 150 марок нержавеющей стали, а также несколько основных видов металлопроката: листы, круги и диски, трубы, проволока, профили, шестигранники и т.п.

Нержавеющая сталь может иметь различные виды покрытий, которые могут улучшить ее свойства или придать ей дополнительные характеристики: порошковая краска, анодирование, цинкование, хромирование, оксидирование и плазменное напыление.

По строению и составу существует четыре основных типа нержавеющей стали:Аустенитная (естественная структура без каких-либо механических или термических обработок):

1. Аустенитная (естественная структура без каких-либо механических или термических обработок):

• Состав – 15-25% хрома и 5-20% никеля, не магнитная при комнатной температуре;

• Высокая коррозионная стойкость;

• Аустенитная структура обладает высокой пластичностью и деформируемостью;

• Устойчивость к высоким и низким температурам и их перепадам.

2. Ферритная (самая стабильная фаза при комнатной температуре и ниже):

• Состав – 10-25% хрома и низкий или отсутствующий процент никеля, магнитная;

• Высокая прочность при низких температурах;

• Низкая цена;

• Хорошая холодная обрабатываемость;

• Уступает аустенитной структуре по пластичности;

• Обычно более мягкие и менее прочные по сравнению с мартенситом;

• Могут быть подвержены коррозии, особенно при высоких температурах.

3. Мартенситная (специфическая упрочненная структура, полученная при быстром охлаждении стали с достаточным содержанием углерода):

• Состав – 10-18% хрома, низкое содержание никеля, магнитная;

• Очень высокая твердость и прочность, но хрупкость при ударных нагрузках;

• Хорошая износостойкость;

• Возможность закаливания и упрочнения (высокий предел текучести), однако малоподатливы к деформации и требуют контролируемого отпуска.

4. Комбинированная: обладает набором уникальных свойств под определенные специфические требования применения, будь то максимально повышенная коррозионная стойкость или прочность.

Состав нержавеющей стали

Достоинства нержавеющей стали обусловлены и совпадают с ее основополагающими свойствами:

• Сопротивление коррозии: не ржавеет и не окисляется, что делает ее долговечной и устойчивой во многих условиях, включая высокую влажность и экстремальные температуры.

• Гигиеничность: имеет гладкую и не пористую поверхность, что делает ее легкой в уходе и не предоставляет место для размножения бактерий и микроорганизмов.

• Прочность: обладает высокой прочностью и устойчивостью к механическим повреждениям.

• Высокая температурная стойкость: она может выдерживать высокие температуры без потери своих механических свойств и стойкости к коррозии.

• Легкость обработки: нержавеющую сталь можно легко сварить, обрабатывать и формировать в различные изделия и конструкции.

• Долговечность: благодаря своей стойкости к коррозии и прочности, нержавеющая сталь обладает высокой степенью долговечности и длительным сроком службы.

• Виды: доступна в различных видах с разными свойствами, такими как устойчивость к кислотам или щелочам, высокая температурная устойчивость и т. д. 

Область применения нержавеющей стали

Металлопрокат из нержавеющей стали широко используется во многих отраслях. Из нержавеющей стали производят различные изделия и компоненты:

• Бытовая техника (раковины, посудомоечные машины, холодильники, плиты и вытяжки).

• Пищевое оборудование (сковороды, противни, решетки для жарки и др.);

• Медицинское оборудование (хирургические инструменты, дежурные наборы, столовые наборы, корзины для стерилизации и др.);

• Химическое оборудование (химические баки, реакторы, насосы, фильтры);

• Архитектурные конструкции (ограждения, перила, двери, оконные рамы, каркасы зданий, фасады и другие элементы архитектурной отделки);

• Элементы автомобильной промышленности (выхлопные системы, радиаторы, топливные баки, антикоррозионные компоненты и др.);

• Трубопроводы и трубы (в трубопроводных системах для воды, нефти, газа, пищевых продуктов, а также в системах кондиционирования воздуха и отопления);

• Декоративные изделия (мебель, лестницы, подвесные потолки, скульптуры, ограждения, подписные щиты и прочее).