Нержавеющая сталь: состав, свойства и маркировка

Нержавейку можно встретить буквально везде: кухонные раковины, медицинские инструменты, нефтепровод, элементы турбин.

Этот материал стал основой современной промышленности, быта. Его ценят за сочетание прочности, устойчивости к коррозии, аккуратного внешнего вида. Чтобы понять, почему нержавейка так надёжна, важно знать, из чего она состоит и как разные марки ведут себя в работе.

Если вы подбираете материал для производства или строительства, посмотрите наш каталог нержавеющей стали с актуальными ценами и наличием.

Какая сталь считается нержавеющей

Нержавеющая сталь (нержавейка) — это железный сплав, в который добавляют хром. При контакте с воздухом этот элемент образует тончайшую защитную плёнку. Она не видна глазу, но именно плёнка не даёт металлу окисляться, покрываться ржавчиной.

Интересно, что даже если поцарапать поверхность, плёнка восстанавливается сама. Благодаря этому нержавейка служит годами, оставаясь прочной и чистой без дополнительной обработки.

При контакте с кислородом защитная плёнка восстанавливается. Такое свойство называется пассивацией. Толщина этой плёнки несколько нанометров. Она защищает металл от кислорода, влаги, потому что хром как бы «перехватывает» реакцию, закрывает поверхность стойким оксидом.

Помимо хрома, в состав нержавеющей стали вводят другие легирующие элементы, которые усиливают её свойства:

• никель — повышает пластичность, ударную вязкость, упрощает сварку;
• молибден — усиливает стойкость в хлоридных средах: морской воды, солей, реагентов;
• титан/ниобий — связывают углерод, снижают риск межкристаллитной коррозии после сварки;
• марганец, азот, кремний — настраивают прочность, формуемость, жаростойкость.

Нержавейка — это не одна марка, а целое семейство сплавов. Есть:

— аустенитные — самые пластичные, распространённые;
— ферритные — магнитятся, обладают хорошей коррозионной стойкостью;
— мартенситные — отличаются высокой твёрдостью, прочностью;
— дуплексные — сочетают прочность аустенита, стойкость феррита;
— PH-стали (преципитационно упрочняемые) — получают дополнительную твёрдость после термообработки (старения).

От выбора семейства, марки напрямую будут зависеть:

— поведение при сварке, гибке;

— устойчивость к точечной/щелевой коррозии;

— пригодность для пищевой, химической отрасли;

— работа при высоких температурах.

Состав и легирующие элементы

Основу нержавеющей стали и сплавов составляет железо, углерод, хром.  Но только одной добавки хрома недостаточно. Чтобы получить нужные свойства в сплав, добавляют другие элементы — легирующие добавки.

Эти элементы соединяют, чтобы получить нержавеющие и жаропрочные стали и сплавы.

Свойства нержавеющей стали

Сталь имеет хорошее сочетание прочности, устойчивости, долговечности. Поэтому её в основном выбирают для тех мест, где другие металлы ржавеют.

Основные свойства нержавейки:

1. Коррозионная стойкость благодаря защитной хромовой плёнке. С ней сталь не ржавеет даже во влажных, агрессивных средах: морской воздух, кислотные растворы или промышленные реагенты.
2. Прочность, износостойкость. Некоторые марки выдерживают очень высокие нагрузки. Не трескаются, не деформируются. Сохраняют свою структуру даже при температуре 800 °C.
3. Гигиеничность, безопасность. Имеет отличный бонус:

— не выделяет вредные вещества;

— не впитывает запахи;

— её легко чистить.

Она подходит для пищевой, медицинской, химической промышленности.

4. Пластичность, свариваемость. Многие марки легко режутся, штампуются, свариваются, при этом сохраняют свою прочность после обработки. Из неё можно изготавливать сложные конструкции.
5. Красивый вид. Полированная поверхность не тускнеет, сохраняет зеркальный блеск годами. Поэтому нержавейку часто используют в архитектуре, дизайне, производстве мебели.
6. Долговечность. Срок службы изделий выше, чем у обычной стали.

Основные маркировки нержавеющей стали

Марка металла показывает его состав, свойства. По сути, это её «паспорт». 

Нержавеющая сталь получает маркировку, соответствующую:

— ГОСТ 5632-2014 для России;

— AISI — США;

— EN — Евросоюз.

Указанные ниже варианты марок чаще всего встречаются в промышленности, строительстве.

Виды и классификация нержавеющих сталей

Нержавейку разделяют по маркам, типу структуры, способу производства, назначению.

1. По структуре, назначению:

Аустенитные.

Это самая распространённая группа. Основу составляют железо, хром (17–20%) и никель (9–10%). Они легко свариваются, не магнитятся. Устойчивы к влаге, кислотам. Классические марки этой группы (AISI 304, 316, 321) применяют в основном в:

— пищевой;

— химической;

— строительной;

— медицинских сферах.

Ферритные.

Содержат 12–18% хрома, но почти не имеют никеля в составе. Они менее пластичные, зато устойчивы к коррозии в щелочной среде и недорогие. Это, например, AISI 430, 409. Их используют для бытовой техники, декоративных панелей, автоотрасли.

Мартенситные.

Содержат углерод, хром (12–18%). Хорошо закаливаются, обладают высокой твёрдостью. Но менее стойки к коррозии. Например, AISI 410, 420. Их применяют для ножей, инструментов, валов, турбин.

Дуплексные (двойные).

Сочетают структуры аустенита, феррита. Например, AISI 2205. Прочные и стойкие к хлорсодержащим средам. Часто используется в химической, морской промышленности.

Жаропрочные, жаростойкие.

Отдельная категория сталей. Они рассчитаны на работу при повышенных температурах: от +600 до +1100 °C.

2. По способу производства:

Горячекатаная нержавейка.

Производят прокаткой при высокой температуре около 1100–1250 °C. Такой материал пластичный. Легко поддаётся гибке, штамповке, сварке. Обычно используют для создания труб, листов, профилей.

Холоднокатаная. 

Изготовление методом прокатки при комнатной температуре. Так получают гладкую, блестящую поверхность, точные размеры, которые важны в декоративных, ответственных конструкциях: фасадах, панелях, мебели, оборудовании.

Электрошлаковая, вакуумная плавка.

Этот метод используют для особо чистых сплавов, где важна однородность, отсутствие примесей – в медицине, авиации, энергетике.

Литая нержавеющая сталь.

Её получают методом литья в формы. Используют для изготовления сложных деталей:

— корпусных элементов;

— фитингов;

— турбинных лопаток. 

Обладает высокой плотностью, но требует последующей термообработки, шлифовки.

Применение нержавеющей стали

Нержавеющая сталь — один из универсальных материалов современности. Она используется буквально везде: от посуды до реакторов. Сочетание прочности, устойчивости к коррозии и привлекательного вида делает нержавейку материалом «на все случаи жизни».

Строительство.

Материал не тускнеет. Не боится осадков, выдерживает перепады температур. Поэтому востребован при изготовлении фасадных панелей, перил, лестниц, облицовки лифтов, колонн.

В пищевой, химической промышленности из этого металла делают:

— ёмкости;

— трубопроводы;

— реакторы;

— производственные столы.

Он не вступает в реакцию с кислотами, щелочами, продуктами, что особенно важно для санитарных требований, например, в оборудовании для молочных ферм, где обычно применяют марки AISI 304, 316.

В медицине из нержавейки повышенной чистоты делают:

— инструменты;

— стоматологические наконечники;

— лабораторное оборудование.

В транспорте, машиностроении. Активно применяют жаропрочные стали для деталей автомобилей, вагонов, судов, самолётов. Это могут быть, например, AISI 310S или AISI409. Они не теряют форму при высоких температурах, не поддаются коррозии даже при постоянных вибрациях, нагрузках. 

Энергетика, промышленность. Здесь изделия обеспечивают безопасность, герметичность и долговечность оборудования. Использует нержавейку везде, где детали работают под давлением или в агрессивных средах:

— оборудование;

— трубопроводы;

— теплообменники;

— насосные системы;

— резервуары. 

Декоративное, бытовое применение. Из нержавейки делают посуду, раковины, мебель, фурнитуру, дизайнерские элементы интерьера.
Отдельно о видах и характеристиках одного из самых популярных продуктов из этого материала читайте в статье «Трубы из нержавеющей стали: особенности и виды».

Преимущества и недостатки нержавеющей стали

Имеет оптимальный баланс между долговечностью, прочностью, аккуратным видом. Но у неё тоже есть свои сильные и слабые стороны.

К преимуществам можно отнести:

— стойкость к коррозии даже при повреждении поверхности. Это возможно благодаря оксидной плёнке, которая восстанавливается самостоятельно;

— долговечность изделий из нержавеющей стали, которые служат десятилетиями, не теряя форму, свойства;

— приятный вид. Блестящая, ровная поверхность придаёт изделиям аккуратность;

— устойчивость к температурам, их перепадам;

— безопасность, гигиеничность. Главный фактор для пищевой и фармацевтической промышленности;

— удобство в обработке.

Недостатков намного меньше, но они тоже есть:

— цена выше, чем у обычного углеродистого материала. Но это компенсируется долговечностью и низкими затратами на обслуживание;

— сложность обработки старых, высокопрочных марок. Они требуют специального оборудования;

— нержавейка легче многих металлических сплавов, но тяжелее алюминия или титана. А это важно при проектировании конструкций, где критичен вес.

Существует десятки марок, типов нержавеющих сталей, сплавов. Это позволяет подобрать прокат под любую задачу: от декоративных элементов до жаропрочных узлов оборудования. За консультацией или расчётами вы можете обратиться в МТК «МАЗПРОМ» по телефону +7 (495) 772-01-41. Также можно оставить заявку на сайте или написать на почту info@mazprom.ru.

Мы поставляем сертифицированный металлопрокат из нержавеющей стали в листах, кругах, трубах, профильных изделиях различных марок, размеров, которые соответствуют ГОСТ, международным стандартам.

Часто задаваемые вопросы

Поделиться: