Полезное

Обозначение легирующих элементов в нержавеющих сталях
Влияние основных легирующих элементов на свойства нержавеющих сталей
Соответствие зарубежных стандартов российскому ГОСТу
Почему одна марка нержавейки магнитится , а другая нет?
Что такое «Пищевая нержавейка»?
Наиболее распространённые виды поверхности нержавеющих листов


Обозначение легирующих элементов в нержавеющих сталях

  • В начальной части марки находятся цифры (две или одна), показывающие содержание углерода.
  • Две цифры указывают на его среднее содержание в сплаве в сотых долях процента, а одна – в десятых.Есть и стали, не имеющие в начале названия марки цифр. Это означает, что углерод в этих сплавах содержится в пределах 1%.
  • Буквы, которые можно увидеть за первыми цифрами названия марки, указывают на то, из чего состоит данный сплав.
  • За буквами, дающими информацию о том или ином элементе в его составе, могут стоять или не стоять цифры.Если цифра есть, то по ней определяется (в целых процентах) среднее содержание указанного буквой элемента в составе сплава, а если цифры нет, значит, данный элемент содержится в пределах от 1 до 1,5%.

Х- хром
Н — никель
К — кобальт
М — молибден
В — вольфрам
Т — титан
Д — медь
Г — марганец
С — кремний
Ф — ванадий
Р — бор
А — азот
Б — ниобий
Е — селен
Ц — цирконий
Ю — алюминий
 

Влияние основных легирующих элементов на свойства нержавеющих сталей 

Хром (Cr):

  • является основным элементом стали, определяющей её стойкость к окислению (коррозии). Хром резко повышает коррозионную стойкость стали при увеличении его в сплаве выше 12,5%, начиная с этой концентрации на поверхности образуется плотная оксидная плёнка Cr2O3 (хром собственно и делает сталь нержавеющей, например, стали 20Х13, 30Х13, 40Х13 и т.п.);
  • при содержании хрома в стали 12—14% теплопроводность стали в 2 раза меньше чистого железа, а электросопротивление возрастает в 3 раза;
  • обеспечивает повышенную прочность при повышенных температурах, добавка хрома повышает твёрдость и прочность стали, не снижая её пластичности;
  • снижает ударную вязкость стали.

Никель (Ni):

  • основная функция никеля – стабилизация аустенитной структуры стали, такая структура является особо прочной и эластичной. Минимальное количество никеля способное стабилизировать аустенитную структуру – 8% (именно столько никеля находится в наиболее распространённой импортной стали AISI 304);
  • наличие в стали от 8-10% никеля обеспечивает ей хорошую пластичность и хорошие формовочные свойства;
  • улучшает свариваемость стали и дополнительно увеличивает сопротивление стали  к окислению (коррозии) в районе сварного шва;
  • никель увеличивает жаропрочность стали (в особенности по отношению к устойчивости к деформации);
  • благодаря никелю нержавеющая сталь лучше полируется и более устойчива к царапинам, чем обычные стали (шлифованные и зеркальные поверхности).

Молибден (Mo):

  • повышает сопротивление стали к окислению (коррозии) при высоких температурах, снижает стойкость сталей к точечной (питтинговой) коррозии;
  • увеличивает красностойкость, упругость, предел прочности на растяжение;
  • обеспечивает дополнительное термическое упрочнение.

Титан (Ti):

  • повышает прочность стали;
  • титан добавляют в нержавеющие стали  для предотвращения межкристаллитной коррозии.

Углерод (C):

  • при увеличении углерода до 0,8% растёт твёрдость и прочность стали, однако приводит к увеличению порога хладноломкости (например, стали 40Х13 и 95Х18 используются для производства ножей);
  • чем больше в стали углерода, тем она труднее обрабатывается резанием, хуже деформируется и хуже сваривается (так наиболее распространённые в продаже импортные стали 300-ой серии AISI304/321/316 имеют в своём составе 0,8% углерода, что даёт им большую область применения по сравнению с отечественной сталью 12х18н10т).

Соответствие зарубежных стандартов российскому ГОСТу.

В настоящее время почти весь нержавеющий металлопрокат, поставляемый к нам в страну маркируется по стандартам AISI, DIN, либо EN. Рассмотрим соответствие этих стандартов российскому ГОСТу.

AISI (American Iron and Steel Institute), Американский Институт Чугуна и Стали

Обозначения стандартных нержавеющих сталей по AISI включает в себя три цифры и следующие за ними в ряде случаев одну, две или более буквы. Первая цифра обозначения определяет класс стали.
Так обозначения аустенитных нержавеющих сталей начинаются с цифр 2ХХ и 3ХХ. В то время как ферритные и мартенсистные стали определяются в классе 4ХХ. При этом последние две цифры, в отличие от углеродистых и легированных сталей, никак не связаны с химическим составом, а просто определяют порядковый номер стали в группе.

Дополнительные буквы и цифры, следующие за цифрами, используемые для обозначения нержавеющих сталей по AISI означают:

xxxL – Низкое содержание углерода < 0.03%
xxxS – Нормальное содержание углерода < 0.08%
xxxN – Добавлен азот
xxxLN – Низкое содержание углерода < 0.03% + добавлен азот
xxxF – Повышенное содержание серы и фосфора
xxxSe – Добавлен селен
xxxB – Добавлен кремний
xxxH – Расширенный интервал содержания углерода
xxxCu – Добавлена медь

Например:

Сталь 304 относится к аустенитному классу, содержание углерода в ней <0.08%. В то же время в стали 304L углерода всего < 0.03%, а в стали 304H углерод определяется интервалом 0.04 – 0.10%. Указанная сталь, кроме того, может быть легирована азотом (тогда ее наименование будет 304 N) или медью (304 Cu).

В стали 410, относящейся к мартенсито – ферритному классу, содержание углерода <0.15%, а в стали 410S – углерода < 0.08%. В стали 430F в отличие от стали 430 повышенное содержание серы и фосфора, а в сталь 430F Se добавлен еще и селен.

DIN (Deutsches Institut für Normung) – Немецкий институт по стандартизации.

В системе маркировки DIN, в отличии от российской, сначала перечисляются все химические элементы, входящие в состав, а после указываются их массовые содержания.
В начале обозначения буквой Х, далее следует число, соответствующее содержанию углерода, умноженному на 100, далее – химические символы важнейших легирующих элементов, далее – число, отражающее среднее содержание важнейших легирующих элементов.

Например:

Х12Cr-Ni17 7 – высоколегированная хромоникелевая сталь, содержащая <0,15 % С, 16-18 % Cr; 7-8 % Ni; <2 % Mn; <1 % Si.
Х5Cr-Ni-Мо18 10 – высоколегированная хромоникельмолибденовая сталь, содержащая 0,07 % С; 16,5-18,5 % Cr; 10,5-12,5 % Ni; 2-2,5 % Mo.

EN (European Norm) — Европейские стандарты — >стандарты принятые European Committee for Standartization (CEN) Европейским Комитетом по Стандартизации
В них марка стали представляется в виде 1.XXXX, где:

  • 1. определяет, что данный материал относится к сталям;
  • Следующие две цифры после 1. определяют номер группы сталей, а две последние – порядковый номер стали в группе.

По номеру группы можно однозначно определить к какому типу относится та или иная сталь.

1.40ХХ – 1.45ХХ – нержавеющие стали
1.46ХХ – 1.49ХХ – жаропрочные и кислотостойкие стали

Например:

1.4016 —  AISI 430 (12Х17)
1.4301 —  AISI 304  (03Х18Н10)
1.4541 – AISI 321 (08х18Н10Т)
1.4842 – AISI 410S (10Х23Н18)

Таблица соответствия марок стали гост со стандартами других стран.

ГОСТ Евронормы (EN) AISI
12Х15Г9НД ______ AISI 201
12Х17Г9АН4 1.4373 AISI 202
15Х17Н7 1.4310 AISI 301
12Х18Н9 ———- AISI 302
08Х18Н10 1.4301 AISI 304
03Х18Н11 1.4306 AISI 304L
03Х18АН11 1.4311 AISI 304LN
12Х18Н12 1.3955 AISI 305
06Х18Н11 1.4303 AISI 305L
08Х20Н11 1.4331 AISI 308
20Х23Н13 1.4833 AISI 309
03Х24Н13Г2С 1.4332 AISI 309L
20Х23Н18 1.4843 AISI 310
10Х23Н18 1.4842 AISI 310S
20Х25Н20С2 1.4841 AISI 314
08Х17Н13М2 1.4436 AISI 316
03Х17Н13М2 1.4404 AISI 316L
03Х17Н14М3 1.4435 AISI 316S
03Х17Н13АМ3 1.4429 AISI 316LN
1Х16Н13М2Б 1.4580 AISI 316Сd
08Х17Н13М2Т 1.4571 AISI 316Ti
08Х19Н13М3 1.4449 AISI 317
03Х19Н13М3 1.4438 AISI 317L
08Х18Н14М2Б 1.4583 AISI 318
08Х18Н10Т 1.4541 AISI 321
12Х18Н10Т 1.4878 _________
08Х25Н4М2 1.4462 AISI 329
15Х12 _____ AISI 403
08Х12Т1 1.4512 AISI 409
10Х13 1.40006 AISI 410
08Х13 1.4000 AISI 410S
15Х13Н2 _______ AISI 414
20Х13 1.4021 AISI 420
12Х15 1.4001 AISI 429
12Х17 1.4016 AISI 430
08Х17Т 1.4510 AISI 430Ti
20Х17Н2 1.4057 AISI 431
12Х17М 1.4113 AISI 434
12Х17Б 1.4522 AISI 436
15Х5М 1.7362 AISI 501
15Х9М 1.7386 AISI 504
09Х17Н17Ю 1.4503 AISI 631
06ХН28МДТ 1.4503 AISI 904L

Почему одна марка нержавейки магнитится , а другая нет?

Немного теории: Магнитное поле с определенным уровнем своей напряженности действует на помещенные в него тела таким образом, что намагничивает их.

Ферромагнетики — это такие вещества, к которым, в частности, относятся железо, кобальт и никель способны активно намагничиваться, даже будучи помещенными в слабые магнитные поля. Мы привыкли определять нержавеющую сталь при помощи магнита. Считается, что «настоящая нержавейка» не должна магнитится, но на практике такой способ диагностики не всегда позволяет получить достоверный результат. Почему так происходит?

Под термином «нержавейка» понимают различные материалы, состав которых может содержать в своей структуре феррит, мартенсит или аустенит, а также их различные комбинации. Характеристики нержавеющей стали зависят от фазовых составляющих и их соотношения. Итак, какая нержавейка магнитится, а какая нет?

Нержавеющие стали, которые магнитятся.

Мартенситы и ферриты – сильные ферромагнетики. Таким материалам не страшна коррозия, но при этом магнит на них воздействует, как и на обычную углеродистую сталь. К представленной группе нержавейки относятся хромистые или хромоникелевые стали следующих групп:

  • Мартенситные – является ферромагнетиком в чистом виде. Это в основном без никелевые стали 20Х13, 30Х13, 40Х13, а также некоторые стали легированные никелем, например сталь 14Х17Н2;
  • Ферритные – Распространенной магнитной сталью ферритного типа, которая из-за невысокого содержания углерода в своем химическом составе отличается более высокой мягкостью, чем мартенситные сплавы, является 08Х13 и её импортный аналог AISI 410;
  • Мартенситно-ферритные – Популярной маркой магнитной нержавейки, внутренняя структура которой состоит из мартенсита и свободного феррита, является 12Х13 и её относительный импортный аналог AISI430.

Нержавеющие стали, которые не магнитятся.

Чаще всего для производства нержавеющей стали используется хромоникелевый или хромомаргенцевоникелевый сплав. Эти материалы являются немагнитными.

  • Аустенитные – Наиболее популярной маркой таких нержавеющих сталей, которые занимают ведущее место среди немагнитных стальных сплавов, является 08Х18Н10Т, а так же стали данного типа 08Х18Н10, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т и их зврубежные аналоги 300-ой серии AISI 304/321/316 и другие;
  • Аустенитно-ферритные – В основе таких материалов используются хром и никель, ав качестве дополнительных легирующих элементов может применяться марганец.

При добавлении в сплав марганца свыше 9% он становится немагнитным.

Примером являются импортные стали AISI 201 (12Х15Г9НД) и AISI 202 (12Х17Г9АН4).

Что такое «Пищевая нержавейка»?

Нередко нам приходится слышать термин «пищевая нержавейка». Разберёмся, что за этим кроется. Ни где в Российском ГОСТе такого термина мы не найдём, так как это название было придумано в быту.
«Пищевая нержавейка» это то, с чем мы ежедневно сталкиваемся у себя на кухне (окантовка поверхности многих кухонных плит, вытяжка, камера микроволновой печи и т.п.), в ванной комнате (барабан стиральной машины), в торговых центрах (лестничные перила) и т.д. и т.п.

В целом «пищевая нержавейка» — универсальный продукт для многих сфер деятельности, где требуется определённая коррозионная стойкость, кислотостойкость, жаростойкость и жаропрочность. Вот некоторые наиболее распространённые и востребованные на сегодняшний день марки пищевой «нержавейки» и сферы их применения:

  • 08Х18Н10/08Х18Н10Т (AISI304/AISI321) – пожалуй самая распространенная марка «пищевой нержавейки», используемая в пищевой промышленности, и имеет состав, который превосходно противостоит межкристаллитной коррозии, отличается высоким уровнем свариваемости и универсальности для многих типов производств.
    — 08Х13 (AISI 409) — используют для изготовления кухонной посуды и столовых принадлежностей. Из неё делают камеры микроволновых печей, кухонные вытяжки, окантовку кухонных плит;
  • 12Х13 (AISI 410) – используется для производства элементов оборудования, применяемого в сфере виноделия и переработки пищевых отходов, для изготовления спирта и напитков из него. Эта сталь имеет высокую жаропрочность в слабоагрессивных средах, отличную стойкость против коррозии;
  • 20Х13–40Х13 (AISI 420) – часто используют для изготовления любых видов моек (и бытовых, и производственных), посуды для тепловой, а также для гигиенической обработки пищевых продуктов. Данные сплавы прекрасно противостоят высокотемпературному ржавлению, они имеют хорошие показатели пластичности и износостойкости;
  • 08Х17 (AISI 430). Они незаменимы в тех случаях, когда требуется изготовить посуду, в которой пища будет подвергаться термической обработке. В средах, содержащих серу, демонстрирует высокий уровень противокоррозионной устойчивости, характеризуется хорошей деформируемостью и прочностью, имеет повышенный коэффициент теплопроводности;
  • 08Х17Т (AISI 439), из которой производят раковины и иные санитарно-технические устройства, машины для стирки белья, а также холодильные агрегаты. Но в целом данный сплав считается вполне универсальным и годным для использования в разных эксплуатационных условиях.

Наиболее распространённые виды поверхности нержавеющих листов

  • 1D или М2Б-М4Б (матовая) —  обычное исполнение для дальнейшей обработки, поверхность листов менее гладкая, чем 2В и 2D, г/к, с отжигом и травлением;
  • 2В или М2А-М4А (матовая, гладкая) – очень гладкая поверхность, х/к, с отжигом и травлением;
  • 1G/2G или 4N/5N (шлифованная) — однонаправленная текстура, слабо отражающая. Поверхность металла очень гладкая (шероховатость Ra= 1,20 — 1,50 µm), которая не отражает, но переливается цветами радуги,  х/к, дополнительная обработка методом влажной либо сухой шлифовки мелкозернистыми ленточными шлифовальными шкурками или матовая полировка (влажная шлифовка с применением охлаждающего масла). Стандартные типы чистоты поверхности  (grit) 180, 240, 320;
  • 2R или ВА (зеркало) –поверхность металла очень гладкая (шероховатость Ra=0,05 μm), отражает, но отражение не четкое, более гладкая и более яркая нежели 2В, х/к, обжиг в вертикальной печи с применением едкого аммиака (возможна отделочная прокатка на дрессировочном стане);
  • 1М илиTear Piate (рифлёная) – горячая прокатка с накаткой рисунка («чечевица», «квинтет» и др.);
  • 2М или DECO (декорированная) -текстурированная нержавеющая сталь, имеет четко выраженный рисунок