Виды нержавейки
Сколько видов нержавеющей стали существует? Как понять какой именно вид подходит для изготовления изделий из нержавейки? В этой статье мы
Нержавеющие стали устойчивы к коррозии благодаря полностью покрывающей поверхность оксидной пленке, богатой хромом и никелем. Легированные стали, содержащие менее 8% добавок, имеют показатели коррозионной стойкости, близкие к обычной углеродистой стали.
Низколегированные стали, содержащие около 8% легирующих добавок, являются ферритными или аустенитными и обладают хорошими физико-механическими свойствами. Они магнитны и относительно легко подвергаются механической обработке. Эти типы стали стоит скорее причислить к слабокоррозийным, чем к нержавеющим, поскольку они склонны подвергаться точечной коррозии и покрываться пятнами.
Ферритная нержавеющая сталь
Марки коррозионностойкой ферритной нержавеющей стали известны как серия 400. Марки с номерами от 403 до 420 обычно содержат от 11 до 14% хрома. Более устойчивые к коррозии марки с номерами между 430 (аналог по ГОСТ 08х17) и 440 содержат от 15 до 18% хрома. Эти марки нержавеющей стали не содержат никель в качестве легирующего элемента. Марка стали 630 содержит от 3 до 5% никеля и от 3 до 5% хрома; присутствие этих добавок делает материал хорошо поддающимся обработке и снижает выделение вторичных фаз. Этот материал хорошо противостоит коррозии в различных средах. По антикоррозийным свойствам он близок к марке 304 (аналог 08Х18Н10 по Российскому ГОСТ).
Аустенитная нержавеющая сталь
С повышением содержания легирующих добавок (в основном никеля) стали становятся более аустенитными и теряют магнитные свойства. Повышенное содержание легирующих добавок приводит к улучшению коррозионной стойкости, в особенности это касается точечной и щелевой коррозии. Поверхностная пленка крепка и содержит мало железа (или не содержит вообще). Для того чтобы удалить с поверхности остаточное железо и сделать поверхностную пленку значительно более равномерной и устойчивой к местной коррозии, может использоваться пассивирование. При дальнейшем повышении содержания легирующих добавок появляются так называемые дуплексные нержавеющие стали, которые обладают еще большей химической устойчивостью.
Увеличение содержания легирующих элементов всегда влечет за собой увеличение стоимости материала. Тем не менее, прочность стали возрастает, а некоторые потери можно частично восполнить, уменьшая толщину и площадь сечения.
Распространенные марки аустенитной нержавеющей стали – это 301, 303, 304, 316, 317, 321, 314 (по возрастанию содержания добавок). Там, где требуется низкий уровень коррозионной устойчивости (в определенной степени приемлема точечная коррозия и пятна ржавчины), в качестве недорогого (не аустенитного) варианта можно рассмотреть марку 3CR12.
Марка стали 301 содержит чуть меньше хрома (16-18%) и меньше никеля (6-8%), чем 304, хотя эти две марки могут совпадать по свойствам: сталь 301 хорошего качества эквивалентна стали 304 плохого качества. В зависимости от степени холодной обработки, марку 301 можно отличить от 304 по слабым магнетическим свойствам. Разновидностями марки 301 являются 301L и 301LN. Марка 301L имеет низкое содержание углерода, за счет чего более пластична, в то время как 301LN – это разновидность с меньшим содержанием азота, которая проще нагартовывается. Она также имеет более высокий числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии (PREN), чем обычная сталь 301.
Марка 304 – это «классическая» нержавеющая сталь 18/8. Она обычно содержит 17,5-20% хрома и от 8 до 11% никеля. Как правило, она не магнитна. Преимущество этой марки состоит в том, что ее легко подвергать глубокой вытяжке при изготовлении раковин из нержавейки, кастрюль и других промышленных товаров изготавливаемых методом штампования. Она прекрасно противостоит коррозии в различных атмосферных средах, однако она довольно чувствительна к точечной и щелевой коррозии в теплых хлоридсодержащих средах и в силу этого не должна использоваться в морских условиях или в пищевой промышленности, где применяются хлоридсодержащие чистящие реагенты. Также следует избегать контактов с биологическими жидкостями.
Стали 321(12х18н10т) и 347 – это модификации марки 304, в которые был добавлен титан или ниобий для снижения чувствительности материала к выделению карбидов, возникающему в результате нагревания при сварке и приводящему к межкристаллитной коррозии.
Сталь 316 (аналог 08Х17Н13М2) – наиболее устойчивая к коррозии из распространенных марок нержавеющей стали. Она содержит от 16 до 18,5% хрома, от 10 до 14% никеля и от 2 до 3% молибдена. Это предпочтительный материал для тех случаев, когда требуется высокий уровень устойчивости к точечной и щелевой коррозии в хлоридсодержащих средах. Она часто используется в транспорте и строительстве благодаря внешнему виду поверхности, хотя воздействие теплых хлоридсодержащих сред, тем не менее, может привести к появлению неприглядных ржавых пятен и эстетически нежелательных питтингов.
Сталь марки 314 – это аустенитная нержавеющая сталь с содержанием 23-26% хрома и от 19 до 22% никеля. Она прекрасно сопротивляется коррозии и не имеет таких проблем со сваркой, как дуплексные стали.
Дуплексные нержавеющие стали
В качестве исключительно устойчивого к коррозии материала необходимо выбирать дуплексные нержавеющие стали. Дуплексные нержавеющие стали имеют смешанную микроструктуру феррита и аустенита. По этой причине их свойства сходны и с ферритными и с аустенитными сталями. Они чрезвычайно устойчивы к коррозии. Высока степень устойчивости как к точечной, так и к щелевой коррозии. Их недостаток заключается в сложности сварки. Существует два типа дуплексных сталей, известные как первое поколение и второе поколение. Улучшенные стали второго поколения содержат больше азота и значительно более устойчивы к точечной коррозии. Их отличие от супердуплексных нержавеющих сталей состоит в том, что их числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии (PREN) меньше 40, в то время как супердуплексные стали имеют показатель PREN больше 40. Эти типы стали известны под такими наименованиями, как SAF 2507, Ferralium SD40 и Zeron 100.
Супердуплексные сплавы используются как в высшей степени устойчивый к коррозии металл.
Дуплексные нержавеющие стали содержат от 19 до 24% хрома и от 3 до 5% никеля. Супердуплексные нержавеющие стали содержат от 24 до 27% хрома и от 6 до 8% никеля, также они, как правило, имеют повышенное содержание азота – от 0,2 до 0,35%.