Нержавеющая стальэто сокращение от «нержавеющая и кислотостойкая сталь». Сталь, устойчивая к коррозии в слабых агрессивных средах, таких как воздух, пар и вода, называется нержавеющей сталью. Напротив, сталь, которая устойчива к коррозии от химических агрессивных сред (таких как кислоты, щелочи и соли), называется кислотостойкой сталью. В практическом применении сталь, устойчивую к слабым агрессивным средам, обычно называют нержавеющей сталью, а сталь, устойчивую к химическим агрессивным средам, называют кислотостойкой сталью. Из-за различий в химическом составе первый может не противостоять химической коррозии, а второй обычно обладает нержавеющими свойствами. Коррозионная стойкость нержавеющей стали зависит от легирующих элементов, содержащихся в стали. Обычно по металлографической структуре обычную нержавеющую сталь делят на три типа: аустенитную нержавеющую сталь, ферритную нержавеющую сталь и мартенситную нержавеющую сталь. На основе этих трех основных металлографических структур также были разработаны дуплексная сталь, дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь и высоколегированная сталь с содержанием железа менее 50% для конкретных требований и целей.
Классификация по металлографической структуре:
Аустенитная нержавеющая сталь: В основном имеет гранецентрированную кубическую структуру (фаза CY) без магнетизма. Его можно укрепить главным образом путем холодной обработки, что может привести к некоторому магнетизму. Американский институт железа и стали (AISI) использует номера серий 200 и 300, например 304, для обозначения аустенитных нержавеющих сталей.
Ферритная нержавеющая сталь: В основном имеет объемно-центрированную кубическую структуру (фазу) с магнитными свойствами. Обычно его нельзя упрочнить термической обработкой, но можно слегка укрепить холодной обработкой. AISI обозначает этот тип номерами, например, 430 и 446.
Мартенситная нержавеющая сталь: Его матрица имеет мартенситную структуру (объемно-центрированную кубическую или кубическую) с магнитными свойствами и возможностью регулирования механических свойств посредством термической обработки. AISI использует такие номера, как 410, 420 и 440, для обозначения мартенситных нержавеющих сталей. Мартенсит может иметь аустенитную структуру при высоких температурах и превращаться в мартенсит при охлаждении с соответствующей скоростью до комнатной температуры (так называемое закаливание).
Аустенитно-ферритная (дуплексная) нержавеющая сталь: Сочетает в себе аустенитную и ферритную фазы, при этом неосновная фаза обычно составляет более 15% структуры и проявляет магнитные свойства. Дуплексную нержавеющую сталь можно укрепить путем холодной обработки, типичным примером является сталь 329. По сравнению с аустенитными нержавеющими сталями дуплексные нержавеющие стали обладают более высокой прочностью и улучшенной стойкостью к межкристаллитной коррозии, хлоридной коррозии под напряжением и питтинговой коррозии.
Дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь: Имеет аустенитную или мартенситную матрицу и может быть подвергнут дисперсионному твердению. AISI обозначает его номерами серии 600, например 630 или 17-4PH. Как правило, аустенитная нержавеющая сталь обладает превосходной коррозионной стойкостью благодаря содержанию легирующих элементов. Ферритная нержавеющая сталь подходит для слабоагрессивных сред, а мартенситная и дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь идеально подходит для сред с легкой коррозией, где требуется высокая прочность и твердость.
Дифференциация толщины:
Из-за незначительной деформации роликов в процессе прокатки толщина стальных листов может незначительно меняться, часто оказываясь толще в середине и тоньше по краям. Национальный стандарт при измерении толщины требует проводить измерения от средней части пластины.
Допуски обычно подразделяются на большие и малые в зависимости от требований рынка и клиентов.
Факторы, влияющие на устойчивость нержавеющей стали к ржавчине:
Содержание элемента сплава: Как правило, сталь с содержанием хрома выше 10,5% менее склонна к ржавчине. Более высокое содержание никеля и хрома повышает коррозионную стойкость, как в случае с нержавеющей сталью 304, которая содержит 8-10 % никеля и 18-20 % хрома, что делает ее обычно устойчивой к ржавчине.
Процессы уточнения: На коррозионную стойкость нержавеющей стали также влияют производственные процессы. Производители высококачественной нержавеющей стали, обладающие передовым оборудованием и технологиями, могут обеспечить стабильное качество продукции за счет точного контроля легирующих элементов, удаления примесей и поддержания оптимальных температур охлаждения стальных заготовок, тем самым производя сталь, менее склонную к ржавчине. Напротив, более мелкие производители с устаревшими технологиями могут не эффективно удалять примеси, что приводит к тому, что продукция становится более восприимчивой к ржавчине.
Внешняя среда: Нержавеющая сталь лучше противостоит ржавчине в сухих и вентилируемых помещениях. Высокая влажность, продолжительные дожди или среда с высоким содержанием кислот или щелочей с большей вероятностью могут вызвать ржавчину. Даже нержавеющая сталь 304 может ржаветь в суровых условиях окружающей среды.
Методы удаления ржавчины с нержавеющей стали:
Химические методы: Используйте травильную пасту или спрей для повторной пассивации ржавого участка, образуя пленку оксида хрома для восстановления коррозионной стойкости. После маринования необходимо промыть чистой водой, чтобы тщательно удалить все загрязнения и остатки кислот. Полировка с помощью оборудования и последующая герметизация полировочным воском также могут помочь.
Механические методы: Эффективны такие методы, как пескоструйная обработка, дробеструйная обработка частицами стекла или керамики, шлифовка и полировка. Механическая очистка позволяет удалить такие загрязнения, как удаленные материалы, остатки полировки или частицы, которые могут способствовать коррозии, особенно во влажных условиях. Механическая очистка наиболее эффективна в сухих условиях. Однако он только очищает поверхность и не изменяет присущую материалу коррозионную стойкость. Поэтому после механической чистки рекомендуется полировать и герметизировать воском.
Распространенные марки и свойства нержавеющей стали:
Нержавеющая сталь 304: Одна из наиболее широко используемых аустенитных нержавеющих сталей, подходящая для изготовления деталей глубокой вытяжки, труб для транспортировки кислоты, контейнеров, конструктивных деталей и различных корпусов инструментов. Его также можно использовать для немагнитного, низкотемпературного оборудования и компонентов.
Нержавеющая сталь 304L: Разработано для решения проблемы межкристаллитной коррозии нержавеющей стали 304 в определенных условиях из-за осаждения Cr23C6. Он обеспечивает превосходную стойкость к сенсибилизации к межкристаллитной коррозии по сравнению с нержавеющей сталью 304, со свойствами, аналогичными нержавеющей стали 321, но немного меньшей прочностью. В основном используется для коррозионностойкого оборудования и деталей, требующих сварки без обработки раствором.
Нержавеющая сталь 304H: Подмножество 304 с содержанием углерода от 0,04% до 0,10%, обеспечивающее лучшие характеристики при высоких температурах, чем стандартный 304.
Нержавеющая сталь 316: Добавляет молибден в сталь 10Cr18Ni12, обеспечивая отличную коррозионную стойкость в агрессивных средах и превосходную питтинговую стойкость, что делает ее пригодной для использования в морской воде и других средах.
Нержавеющая сталь 316L: Низкоуглеродистая сталь с хорошей устойчивостью к сенсибилизации и характеристиками межкристаллитной коррозии, подходящая для сварных деталей и оборудования толстого сечения, таких как коррозионностойкие материалы в нефтехимическом оборудовании.
Нержавеющая сталь 316H: подмножество 316 с содержанием углерода 0.0от 4% до 0,10%, обеспечивающее улучшенные характеристики при высоких температурах.
Нержавеющая сталь 317: Обеспечивает лучшую устойчивость к точечной коррозии и ползучести, чем 316L, подходит для изготовления нефтехимического оборудования и оборудования, устойчивого к органическим кислотам.
Нержавеющая сталь 321: Аустенитная нержавеющая сталь, стабилизированная титаном, обеспечивающая повышенную стойкость к межкристаллитной коррозии и хорошие механические свойства при высоких температурах. Обычно не рекомендуется использовать его за пределами высокотемпературных или устойчивых к водороду применений.
Нержавеющая сталь 347: Аустенитная нержавеющая сталь, стабилизированная ниобием, с устойчивостью к межкристаллитной коррозии, аналогичной 321, в кислых, щелочных и солевых средах, с хорошими сварочными свойствами. В основном он используется в энергетической и нефтехимической промышленности для изготовления емкостей, трубопроводов, теплообменников, валов и печных труб в промышленных печах.
Нержавеющая сталь 904L: Супераустенитная нержавеющая сталь с содержанием никеля 24%-26% и углерода ниже 0.02%, обеспечивающая превосходную коррозионную стойкость, особенно в неокисляющих кислотах, таких как серная, уксусная, муравьиная и фосфорные кислоты. Он устойчив к коррозии в серной кислоте при температуре ниже 70 градусов, устойчив к любой концентрации и температуре уксусной кислоты и смесей муравьино-уксусной кислоты. Некоторые европейские производители приборов используют 904L для изготовления ключевых деталей, таких как измерительные трубки массовых расходомеров E+H и корпуса часов Rolex.
Нержавеющая сталь 440C: Мартенситная нержавеющая сталь с самой высокой твердостью среди закаливаемых нержавеющих сталей (HRC57). В основном он используется для форсунок, подшипников, сердечников клапанов, седел клапанов, гильз и стержней клапанов.
17-4PH Нержавеющая сталь: Мартенситная дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь с твердостью HRC44, обеспечивающая высокую прочность, твердость и коррозионную стойкость. Он не подходит для температур выше 300 градусов и обычно используется для морских платформ, лопаток турбин, сердечников клапанов, седел клапанов, гильз и стержней клапанов.
Серия 300 — хромо-никелевая аустенитная нержавеющая сталь:
301: Обладает хорошей пластичностью, подходит для формования изделий и может быстро затвердевать при механической обработке. Он имеет лучшую износостойкость и усталостную прочность, чем нержавеющая сталь 304.
302: По сути, вариант 304 с более высоким содержанием углерода, обеспечивающий более высокую прочность за счет холодной прокатки.
302B: Содержит повышенное содержание кремния для повышения стойкости к окислению при высоких температурах.
303 и 303Se: Нержавеющие стали, содержащие серу и селен, соответственно, предназначены для легкой обработки и высокой поверхностной белизны. Нержавеющая сталь 303Se также используется в тех случаях, когда требуется горячая высадка.
304N: Содержит азот для повышения прочности.
305 и 384: Имеют более высокое содержание никеля и низкую скорость наклепа, подходят для применения в условиях высокой холодной штамповки.
308: Используется в сварочных стержнях.