Нержавеющая сталь: состав, свойства, маркировка

Поиск материала, устойчивого к атмосферной коррозии и действию агрессивных химических веществ, привел в 1913 году к появлению целого класса сплавов, по ряду потребительских характеристик превосходящих быстро ржавеющую высокоуглеродистую сталь. Новинку назвали нержавеющей сталью, а в народе прозвали нержавейкой.

Нержавеющая сталь представляет собой сплав железа и углерода, лигирующих веществ, которые придают ему дополнительные свойства. В качестве основной добавки используется хром.

Состав и свойства

Нержавеющая сталь – это сталь, подвергшаяся легированию хромом для улучшения коррозионной стойкости. Содержание хрома значительно изменяет технологические свойства сплава.

Сплавы железа с хромом и никелем, в котором последних больше 50%, называются суперсплавами. Их используют в высокоагрессивных средах, где требуется прочность на долгое время и категорически недопустимы аварии – например, реактивные двигатели, газовые турбины.

Основа нержавеющего сплава – железо (Fe), углерод (C), хром (Cr), однако есть другие добавки, которые влияют на характеристики конечного продукта:

• никель (Ni), кроме улучшения антикоррозионных свойств, повышает жаростойкость;
• медь (Cu, 0.2-0.4 %) повышает сопротивление атмосферной коррозии;
• ниобий (Nb) вместе с молибденом (Mo) поднимают рабочую температуру сплава;
• кобальт (Co) продлевает время эксплуатации за счет снижения износа.

Содержание примесей зашифровано в названиях марок стали.

Классификация

Нержавеющие сплавы классифицируют, беря за основу микроструктуру элементов в α-железе.

Выделяют следующие классы:

1. Мартенситная сталь (углерод <0.5%, хром <17%) не окисляется в атмосферных условиях и слабых растворах солей, щелочи, кислот. Используют для изготовления режущих инструментов, посуды, конструкционных элементов для химической и пищевой промышленности.

2. Ферритная (углерод <0.15%, хром <30%) высокопластична, прочная, переносит низкие температуры. Используют в приборостроении, для изготовления изделий, которым необходимо находиться в кислых средах.

3. Аустенитная обладает отличными техническими характеристиками – повышенной стойкостью, пластичностью, упругостью. Используют в машиностроении.

Дополнительно выделяют комбинированные сплавы: мартенсито-ферритные, аустенито-ферритные, аустенито-мартенситные. Они сочетают и преумножают свойства родительских классов.

Ферритные и аустенитные стали – самые употребимые, их доля на рынке и в производстве приближается к 95%.

Принципы маркировки

В силу глобализации экономик для стандартизации разных видов нержавеющих сплавов на территории Российской Федерации используются как ГОСТы, так и AISI – общепринятый американский стандарт.

В основу ГОСТа положена буквенно-цифровая система. Заглавными буквами кириллического алфавита обозначают легирующие металлы и присадки:

Числа в описании марки означают количество элемента в процентах. Пишутся после буквенного индекса.

Первое число, с которого начинаются марки по ГОСТу – процент углерода в составе, умноженный на десять. Десятичные дроби округляют до целого. Если после буквы нет числа, это означает, что содержание этого элемента меньше 1.5%.

Например, малоуглеродистая (0.08% углерода) сталь 08Х17Н13М2 содержит 17% хрома, 13% никеля, 2% молибдена.

Стандарты AISI общеупотребимы в ЕС, США, опционально (для поставок на зарубежные рынки) в Малайзии, Китае, Японии. Маркировка включает три цифры, буквы используются часто, но не обязательны. Первая цифра – это класс стали (2 и 3 – аустенитные, 4 – совместно ферритные и мартенситные). Остальные цифры – порядковый номер сплава в сводной таблице AISI, а не, как с ГОСТом, отсылка к составу.

Иногда в конце записи добавляют буквы. Они указывают на дополнительные факторы (например, повышенное содержание определенных элементов):

• L – углерод <0.03%
• S – углерод <0.08%
• N – + азот;

• F – + сера и фосфор;
• Se – + селен;
• B – + кремний;
• Cu – + медь.

По форме записи марки в системе AISI нельзя понять состав и свойства, однако можно свериться с подробными таблицами.

Все марки нержавеющей стали можно купить в магазине компании Специальные Стали и Сплавы. При необходимости менеджеры помогут выбрать подходящую под определенные задачи марку.