Химический состав нержавеющей стали и соответствие стандартов DIN, AISI, ГОСТ, EN, ASTM, AFNOR

27 січня 2014

До нержавіючий сталі відносять групу корозійностійких сталей з вмістом мінімум 10.5 % хрому і низьким вмістом вуглецю. Для прикладу наведемо просту таблицю різних сплавів з залізом.

Крім Хрому як «основний нержавіючої складової» в складі нержавіючої сталі можуть бути Нікель, Молібден, Титан, Ніобій, Сірка, Фосфор та інші легуючі елементи визначають властивості сталі.

Таблиця відповідностей основних нержавіючих марок сталей і хімічний склад

Позначення нержавіючих сталей:
С1 — Мартенситна сталь
F1 — Феритної сталі
A1, A2, A3, A4, A5 — Аустенітні нержавіючі сталі

Умовні позначення:
DIN — Deutsche Industrie Norm
EN — Стандарт Євронорми EN 10027
ASTM — American Society for Testing and Materials
AISI — American Iron and Steel Institute
AFNOR — Association Francaise de Normalisation

Позначення хімічних елементів у таблицях:
Fe — залізо;
З — Вуглець
Mn — Марганець
Si — Кремній
Cr — Хром
Ni — Нікель
Mo — Молібден
Ti — Титан

• 28. 11.2017

• 04.04.2017

Нержавеющая сталь: марки, характеристика, виды, изобретение

Круг

Круг калиброванный

Квадрат калиброванный

Шестигранник калиброванный

Лист

Лента

Полоса

Проволока нержавеющая

Проволока нержавеющая пружинная

Проволока нержавеющая сварочная

Труба электросварная

Труба бесшовная

Труба капиллярная

Труба профильная

Уголок

Нержавеющая сталь, или как её называют в народе, нержавейка – это сплавы на основе железа с разными легирующими добавками: углеродом, хромом, никелем, титаном, ниобием и т.д. – производимые в соответствии с ГОСТ 5632-72. Каждый из этих элементов придаёт, усиливает или, наоборот, уменьшает определенные физико-механические свойства сплава: твердость, пластичность, прочность, магнитность, склонность к межкристаллитной коррозии и т. д. Основным же преимуществом и важнейшим качеством нержавеющей стали является её способность сопротивляться коррозии, чем нержавейка по праву обязана хрому.

​

Состав любого нержавеющего сплава отличается повышенным содержанием хрома: чем больше хрома, тем сильнее «нержавеющие» качества сплава. Поэтому количество хрома в нержавеющей стали всегда составляет не менее 10,5%. В чем же уникальность хрома? В особенности его реакции с кислородом! В присутствии кислорода на поверхности изделия из нержавейки образуется тонкий слой нерастворимого оксида хрома. В этой оксидной плёнке и кроется весь секрет «суперспособности» нержавеющей стали сопротивляться коррозии даже в сильно агрессивных средах при повышенных температурах. Оксидный слой делает нержавеющий сплав, по сути, инертным: он предотвращает возможность элементам сплава вступать в химическую реакцию со средой, в том числе, окисляться. А при повреждении поверхности изделия плёнка снова восстанавливается путём реакции хрома с кислородом, содержащимся в окружающей среде. Так что, хоть вечный двигатель пока что и не изобрели, но материал для него уже есть – и это нержавеющая сталь.

В свою очередь, добавление никеля, например, придаёт сплаву не менее ценные качества: дополнительную пластичность, сохранение вязкости при низких температурах, повышенные жаропрочные свойства, улучшает качество свариваемости, снижает скорость распространения точечной и контактной коррозии.

Что немаловажно, обретя исключительные антикоррозийные свойства, нержавеющая сталь сохранила и другие ценные качества, характерные для сталей. Она прочна, но при этом пластична и хорошо поддаётся обработке: резке, сварке, прокату, растяжению, сгибанию и т.д. Поэтому из нержавейки делают разные виды нержавеющего металлопроката.

​

По сравнению с чёрными сталями цена нержавеющей стали выше, но если учесть её качество и больший срок эксплуатации, использование этого материала полностью экономически оправдано. 

ИСТОРИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Сейчас в мире существует множество марок и форм проката из нержавеющей стали под разные сферы применения, но когда-то мир не знал этого, ставшего теперь незаменимым, материала.

​

Здесь мы приведем лишь краткую историческую сводку и опишем события, предшествовавшие мировой известности коррозионностойкой стали. Тем же, кто особо интересуется данным вопросом, предлагаем прочитать полную версию истории изобретения нержавеющей стали, включающую все даты, фамилии и фотографии ученых, внесших свой вклад в этот процесс.

​

Итак, нержавейка, так прочно вошедшая в нашу повседневную жизнь, была открыта миру в 1913 году. Произошло это благодаря талантливому английскому металлургу Гарри Бреарли. Это было время, когда Европа активно готовилась к Первой Мировой Войне, поэтому Англия, как и другие страны, значительно увеличила объемы производства военного вооружения. Но военные столкнулись с проблемой: внутренняя поверхность стволов быстро изнашивалась в результате механических воздействий при высоких температурах.

​

Чтобы решить проблему эрозии и повысить механическую устойчивость стальных оружейных стволов в условиях высоких температур, металлург начал рассматривать варианты введения в состав стали хрома, который, как уже было известно на тот момент, повышает уровень температуры плавления сплава. Далее при проведении металлографического исследования полученных экспериментальных образцов Бреарли подверг их травлению, использовав спиртовой раствор азотной кислоты, обычно применяемый для проявления микроструктуры углеродистых чёрных сталей. При этом металлург с удивлением для себя обнаружил, что полученная им сталь оказалась устойчивой к воздействию агрессивной химической среды – она не ржавела и не покрывалась пятнами. Так и были открыты антикоррозионные свойства сплава с повышенным содержанием хрома, который теперь мы называем нержавеющей сталью.

​

Таким образом нержавеющая сталь, как это нередко происходит в истории, была изобретена Гарри Бреарли случайно: ученый не ставил перед собой цель найти сплав, устойчивый к коррозии – разрушению в результате химического взаимодействия с окружающей средой.

​

В 1914 году из заготовок нового вида стали были отлиты первые столовые ножи, после чего в газетах появились сообщения о нержавеющей стали. Металлурги по заслугам оценили перспективы использования этого материала, и началось промышленное производство нержавейки.

​

В дальнейшем, благодаря своим качествам изобретённый сплав начал применяться везде, где важна устойчивость металла к окислению. Сейчас различные марки нержавеющей стали применяются в таких массовых сферах как пищевая промышленность, для изготовления столовых приборов и другой посуды, приспособлений для приготовления и хранения продуктов питания, в стоматологии и вообще медицине, в городском водоснабжении, в химическом машиностроении, авиации, судостроении, из нержавейки плетут сетки и канаты, делают пружины, гвозди и шурупы, бытовые предметы, канцелярские принадлежности, режущий инструмент, сварную аппаратуру и многое другое. Как мы видим, нержавейка прочно вошла в нашу жизнь, и теперь трудно представить, что когда-то в мире и вовсе не существовала столь распространенная сейчас сталь.

ВИДЫ НЕРЖАВЕЮЩЕГО МЕТАЛЛОПРОКАТА

Нержавеющий металлопрокат выпускается из различных марок нержавеющей стали в виде продукции следующих форм:

• лист;

• полоса;

• лента;

• круг;

• круг калиброванный;

• квадрат;

• квадрат калиброванный;

• шестигранник;

• шестигранник калиброванный;

• труба;

• труба капиллярная;

• труба профильная;

• уголок;

• проволока нержавеющая;

• электроды;

• швеллер;

• сетка;

• порошок.

Поверхность готовых изделий нержавеющего металлопроката может быть:

• матовой;

• шлифованной;

• зеркальной;

• полированной;

• калиброванной.

ВИДЫ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Прежде, чем говорить о марках нержавеющей стали, давайте разберемся в её видах.

По типу антикоррозионного свойства вся нержавейка делится на три большие группы стали:

1. Коррозионностойкая – отличается стойкостью к коррозии в нормальных условиях;

2. Жаростойкая – стойкость к коррозии при высоких температурах в агрессивной среде;

3. Жаропрочная – обладает повышенной механической прочностью при высоких температурах.

В зависимости от своего химического состава нержавеющие стали делятся на:

1. Хромистые;

2. Хромоникелевые;

3. Хромомарганцевоникелевые.

По строению кристаллической решетки выделяют стали:

1. Мартенситную и мартенсито-ферритную нержавеющую сталь;

2. Ферритную;

3. Аустенитную;

4. Аустенито-ферритную и аустенито-мартенситную.

МАРКИ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Современная сталелитейная промышленность предоставляет широкий спектр марок нержавеющей стали, способный полностью удовлетворить различные отрасли производства.

Сравнительная таблица основных марок нержавеющей стали по ГОСТу, AISI и Европейскому стандарту:

КАК КУПИТЬ НЕРЖАВЕЮЩУЮ СТАЛЬ

Компания АНСплав занимается оптовой и розничной продажей нержавеющего металлопроката из различных марок нержавеющей стали. Чтобы купить нержавейку у нас или получить консультацию специалиста, свяжитесь с нами любым из представленных способом:

• по телефону +7(812)642-73-31

• через What’sApp/Viber/Telegram +7(911) 005-11-96

• по почте [email protected]

• с помощью чата на сайте

• через форму заявки на сайте

​

Ваша заявка будет обработана в течение 2 часов в будний день.

Что такое нержавеющая сталь? | Ульбрих

Краткая история нержавеющей стали

Рождение стали восходит к 4000 годам назад, когда железо на основе оружия стало вытеснять бронзу благодаря своей повышенной прочности. На протяжении тысячелетий в качестве основы использовалась сталь, не зная, почему она лучше своих альтернатив. Большие прорывы произошли в конце 19 и начале 20 века, когда сталь стала производиться в промышленных масштабах. В 1856 году Генри Бессемер придумал новый способ снижения содержания углерода путем введения кислорода в расплавленное железо. Это привело к разнообразным разработкам в сталелитейной промышленности, и в 1919 году была создана корпорация U.S. Steel.01. В 1904 году французский ученый Леон Жилле разработал смесь сплавов, из которых состоит нержавеющая сталь. В 1913 году Гарри Брирли задокументировал этот процесс, отметив коррозионную стойкость и запатентовав первый мартенсит. Введите: Нержавеющая сталь:

Первоначально названная «нержавеющей сталью», нержавеющая сталь вскоре стала пользоваться спросом на рынке благодаря своей блестящей поверхности и огромной прочности. Это было настоящее чудо техники, которое действительно модернизировало такие отрасли, как транспорт и медицина. Его огромные преимущества делают повседневную жизнь проще, о чем мы даже не думаем.

Большинство людей слышат слово из нержавеющей стали или термин из нержавеющей стали , и их мысли сразу же приходят к новому холодильнику или кухонному прибору, который они только что просмотрели в каталоге. Нержавеющая сталь, однако, используется в тысячах различных приложений на рынках от аэрокосмической до медицинской, и используется по очень специфическим причинам. Итак, что это?

Нержавеющая сталь = железо + хром (> 10,5%) + некоторые другие материалы

Вышеупомянутое уравнение составляет основу сплава нержавеющей стали, но для формирования различных сортов нержавеющей стали используются самые разные элементы. Эти разные марки имеют разные свойства и возможности и поэтому во многих случаях используются для разных целей. Большая часть производства нержавеющей стали приходится на группу из 10 сплавов, но в настоящее время можно производить более 250 сплавов нержавеющей стали.

Почему нержавеющая сталь так популярна в производстве?

Итак, что же делает нержавеющую сталь такой замечательной по сравнению с другими металлами? Ну, все. Он более устойчив к коррозии (не ржавеет), имеет более высокую термостойкость и стойкость к окислению, чем другие металлы, и имеет более высокую прочность как при комнатной, так и при высоких температурах, чем альтернативные варианты. В дополнение к этим характеристикам, уникальные свойства нержавеющей стали, ее внешний вид и низкая потребность в обслуживании делают ее хорошим выбором для многих применений.

Давайте еще немного исследуем коррозионную стойкость. Почему он обладает коррозионной стойкостью? Почему нержавеющая сталь не ржавеет? Краткий ответ: Хром . Давайте вернемся к нашему уравнению. Железо, являющееся основным металлом в большинстве нержавеющих сталей, обычно относительно быстро ржавеет при контакте с кислородом. Что отличает нержавеющую сталь от углеродистой стали или других типов стали, так это слой оксида хрома, который добавляется к этому основному металлу. Этот слой образует пассивную пленку, которая значительно повышает коррозионную стойкость и, в свою очередь, минимизирует ржавчину. Как можно догадаться, увеличение количества хрома повышает устойчивость к коррозии.

Нержавеющая сталь имеет множество различных вариантов легирования, и различная металлургия каждого сплава приводит к различным семействам нержавеющей стали и различным сортам внутри этих семейств. Существует 5 основных семейств нержавеющей стали:

1. Аустенитная (серия 300) Нержавеющая сталь: Наиболее часто используемые аустенитные нержавеющие стали известны своей исключительной устойчивостью к нагреву и коррозии.
2. Мартенситная (серия 400) Нержавеющая сталь: В отличие от аустенитной, мартенситная нержавеющая сталь может быть закалена при нагревании. Эти обработки делают мартенситную сталь прочнее, чем другие типы.
3. Ферритная (серия 400) Нержавеющая сталь: Содержащие более 12% хрома ферритные стали практически не упрочняются при термической обработке и лишь слегка упрочняются при холодной прокатке.
4. Дисперсионное твердение (марки PH) Сплавы PH из нержавеющей стали содержат небольшие добавки меди, алюминия, фосфора или титана. После изготовления детали из этих сплавов ее подвергают дисперсионной обработке, при которой эти элементы выделяются в виде твердых интерметаллических соединений, значительно повышающих твердость и прочность.
5. Дуплекс: этот тип нержавеющей стали называется «дуплекс», потому что эти сплавы имеют двухфазную микроструктуру, состоящую из зерен ферритной и аустенитной нержавеющей стали.

В пределах этих семейств имеются различные марки нержавеющей стали. Добавление различных элементов изменяет химический состав каждого сорта и изменяет факторы этого сорта, которые могут повлиять на применение материала. Например, в случае формуемость против свариваемости .

Какой сорт нержавеющей стали лучше всего подходит для формуемости?

Если кто-то ищет сплав с лучшей формуемостью, он должен искать сплав с повышенным содержанием никеля, меди и марганца, например, 305 Проволока из нержавеющей стали . Типичные области применения нержавеющей стали 305 включают:

• Производство медицинских деталей
• Хирургические детали
• Сильфоны
• Детали глубокой вытяжки

Какая марка стали лучше всего подходит для сварки?

При поиске сплава с лучшей свариваемостью мы могли бы поискать вариант с повышенным содержанием титана или ниобия, например, Нержавеющая сталь 316L . Типичные области применения нержавеющей стали 316L включают:

• Химические экраны
• Нефтеперерабатывающие заводы
• Гибкие металлические шланги
• Морское применение
• Детали текстильной промышленности

Какая марка нержавеющей стали обеспечивает повышенную прочность?

Еще одна распространенная характеристика, на которую производители обращают внимание при изготовлении деталей, — это материал с повышенной прочностью. Это достигается с помощью нержавеющей стали путем добавления углерода, азота и/или ванадия в нержавеющий сплав. Нержавеющая сталь 440 имеет более высокое содержание углерода, чем большинство вариантов нержавеющей стали, и поэтому является одним из самых прочных сплавов, которые у нас есть. Типичный 444 Нержавеющая сталь Применение включает:

• Столовые приборы
• Ножницы
• Хирургические инструменты
• Огнестрельное оружие

Какой стальной сплав обладает высокой стойкостью к окислению?

Стойкость к окислению — еще одна популярная характеристика, на которую производители деталей обращают внимание при выборе металла. Стойкость к окислению является необычной, поскольку она достигается в нержавеющей стали за счет увеличения содержания кремния и/или алюминия. Нержавеющая сталь 321 является популярным выбором по многим причинам, но более высокое содержание кремния в нем приводит к лучшей устойчивости к окислению. Типичное применение нержавеющей стали 321 включает:

• Выхлопные трубы и коллекторы
• Детали реактивного двигателя
• Крепежные детали
• Кольца коллектора самолета
• Трубопровод

Каковы преимущества холоднокатаной стали?

Холодная прокатка нержавеющей стали позволяет нам достигать толщин и допусков, о которых никто не мог подумать во время ее изобретения. Способность достигать толщины всего 0,00039дюймы (да, 3 нуля — это правильно) стали катализатором развития транспортной и медицинской промышленности в будущем. Холодная прокатка с учетом прецизионных характеристик также позволяет повысить физические свойства и прочность прокатываемого сплава. Нержавеющая сталь действительно обладает некоторыми удивительными возможностями и, мы надеемся, будет партнером в технологических достижениях на долгие годы.

Есть еще вопросы по нержавеющей стали? Свяжитесь со специалистом по нержавеющей стали в Ульбрихе, и мы будем рады ответить на них.

Все статьи

Какая химическая формула стали?

••• arhendrix/iStock/GettyImages

Обновлено 11 апреля 2018 г. и двигатель классического автомобиля на автосалоне. Действительно, сталь присутствует во многих вещах, которыми люди пользуются каждый день. Понимание химического состава стали полезно при определении того, какую сталь следует использовать, а также для каких целей ее использовать. Поскольку сталь представляет собой смесь, а не химическое соединение, у нее нет установленной формулы химического соединения. Когда вы ищете правильный тип стали для использования, присадки определяют, какая сталь является лучшим выбором для ваших целей.

TL;DR (слишком длинный; не читал)

Сталь представляет собой смесь железа и углерода, сплавленных вместе с одним или несколькими другими металлами или неметаллами. Поскольку сталь представляет собой смесь, а не химическое соединение, у стали нет установленной формулы химического соединения. Соглашение об именах для стали зависит от состава стали — от того, что смешано с железом, например, от углеродистой стали или вольфрамовой стали.

Железо и углерод играют большую роль

Железо является умеренно химически активным металлом, склонным к химическому соединению с неметаллами, такими как кислород и углерод. Когда железо добывается или иным образом встречается в природе, оно обычно встречается в виде природного минерала. Когда железную руду нагревают в присутствии восстановителя, такого как монооксид углерода, образуется металлическое железо. Оттуда железо подвергается дальнейшей переработке для создания сплава железа с углеродом, который можно использовать для изготовления материала, известного нам как сталь.

Сплав железа с углеродом является основным материалом для стали. Доля углерода в сплаве обычно составляет от 0,15 до 0,30 процента, и она определяет начальную прочность и пластичность — способность сплава вытягиваться в проволоку или подвергаться обработке. Когда в сплаве больше углерода, сталь прочнее. Однако он менее пластичен, чем сплав с низким содержанием углерода.

После очистки железоуглеродистого сплава до желаемого соотношения углерода и железа могут быть добавлены дополнительные материалы для улучшения характеристик конечного стального сплава. Например, если конечным сплавом является нержавеющая сталь, в смесь добавляют хром и марганец.

Улучшенная сталь

Хотя некоторые виды стали, такие как мягкая сталь, могут состоять только из железа и углерода, несколько важных химических элементов используются для создания конструкционной стали. Например, марганец и ниобий используются для придания стали дополнительной прочности, а хром, никель или медь добавляются для снижения восприимчивости стали к ржавчине и коррозии. Точно так же молибден, ванадий, вольфрам или титан могут быть добавлены для улучшения других характеристик стали для улучшения характеристик. Стали могут быть дополнительно обработаны защитой от ржавчины с использованием гальванизации (покрытие цинком, часто путем погружения в расплавленный цинк) или гальваники (нанесение покрытия на поверхность с помощью электрического тока).

Статьи по теме

Ссылки

• Калифорнийский государственный университет в Домингес-Хиллз: состав и физические свойства сплавов
• Массачусетский технический институт, кафедра гражданского и экологического проектирования: химический состав конструкционных сталей
• Университет Айовы: изготовление стали и ее химический состав

Об авторе

Дэвид Сандовал имеет степень в области микроэлектроники и многолетний опыт работы в области технологий.