Нержавеющая сталь

Знаменитый британский металлург Гарри Брирли (анг. Harry Brearley)  регулярно экспериментировал со сплавами и изучал свойства металлов в 1913 году. В результате проведённого эксперимента по соединению углерода, железа и хрома было выяснено, что полученный сплав является высокоустойчивым  к коррозии. Это изобретение оказалось важнейшей вехой в развитии индустрии и истории металлургии, так как была создана нержавеющая сталь, оказав важнейшее влияние на различные сферы деятельности человечества.

Нержавеющая сталь является сплавом, основой которому является железо, а для придания стойкости к процессу коррозии в него добавлен ряд других элементов. Одним из самых важных элементов составляющих нержавеющую сталь является хром, который может достигать 27%. Наличие в сплаве элементов углерода также носит наиважнейший характер. Именно этот материал придаёт нержавейке твёрдость и прочность. Одновременно, в сплаве наблюдается наличие целого ряда других элементов, которые отвечают за целый ряд других физико-механических свойств. Речь идёт о таких элементах, как: Титан, сера, кремний, кобальт, фосфор, марганец, молибден, сера и никель.

Такой элемент, как хром, содержащийся в сплаве, заслуживает особого внимания. Его главная функция – это образование очень прочной и в то же время тонкой оксидной плёнки на поверхности сплава. Оксидная плёнка надёжно защищает металл от коррозии, а само наименование «нержавеющая сталь», носит такое название именно благодаря хрому.

Материал способен не только обеспечить антикоррозийные свойства, но и:

  • Создаёт особы и привлекательный блеск;
  • Высокую прочность;
  • Долговечность даже если условия эксплуатации кране интенсивные;
  • Проведение сварочных работ;
  • Возможность обработки сплава посредством холодной формовки;

Классификация

С момента изобретения нержавеющей стали, учёные создали множество марок этого сплава, который насчитывает сотни наименований. В результате этого, сплавы нужно было строго классифицировать и специалисты в области металлургии разработали такую классификацию.

Структура нержавеющей стали является одним из самых главных критериев, по которым конкретный сплав может классифицироваться. Здесь стоит выделить:

  • Аустенитные марки – прочны в использовании и необычайно пластичны. В качестве примера можно выделить сталь 08Х18Н9;
  • Ферритные стали – не только идеальны в противостоянии коррозии, но также хорошо намагничиваются. Ярким примером может служить сталь 02Х18М2БТ;
  • Сплавы с комбинированной структурой — ферритно-мартенситные – сталь 12X13, аустенитно-мартенситные — сталь 07X16Н6 и аустенитно-ферритные — сталь 03Х23Н6;
  • Мартенситные стали – характеризуются наличием углеродной и игольчатой структурой, которая придаёт основу для высокой износостойкости. Детали и изделия, изготовленные из такого сплава могут использоваться при высоких температурах, например сталь 10Х13;

Физико-механические свойства материала также являются очень важным критерием для классификации: Здесь можно выделить:

  • Жаропрочные сплавы – механические способности и прочность сплавов сохраняется при высоких температурах эксплуатации;
  • Коррозионностойкие сплавы – обеспечивают максимальную стойкость к коррозии;
  • Жаростойкие сплавы – способны сохранять свою стойкость к коррозии при воздействии и эксплуатации при высоких температурах, а также при воздействии и соприкосновении с агрессивными средами и соединениями;

Маркировка

Нормы ГОСТ 4543-71 регулируют систему маркировки нержавеющих сталей в нашей стране, а за её основу взята буквенно-цифровая система. При маркировке сплава, первое число отображает процентное содержание углерода (сотые доли одного процента). Буквы в маркировке указывают на содержание легирующих добавок, включая Н – никель, М – молибден, Х – хром и т.д. Число рядом с буквой указывает на процент содержания конкретной добавки.

Маркировку сплава можно рассмотреть на примере марки 12Х13. Данное обозначение указывает на наличие 0.12% углерода наряду с 13% хрома.

Нержавеющая сталь широко применяется в пищевой и химической промышленности. Разбираясь в видах сплавов и зная основные принципы маркировки марок сплавов, можно без особого труда подобрать нужный для потребителя материал.

Применение материала в химической промышленности

Изделия, оборудование, приспособления и инструменты, задействованные на производстве и предприятиях химической отрасли регулярно подвергаются воздействию высокого давления, температуры и агрессивной среды. Аустенитная нержавеющая сталь (пример: 08X18H10) расценивается, как идеальный материал для производства оборудования на химическом производстве. Важной отличительной особенностью такой стали является способность противодействовать окисляющейся среде. Из такой стали производят различные элементы охлаждающих и морозильных устройств, химические сосуды, применяемые в работе под высоким давлением разнообразные детали, которые могут контрастировать с водяным паром и пищевыми кислотами и т.д.

С другой стороны, аустенитная сталь не подходит для изготовления такой продукции, как химическая аппаратура, предназначенная для работы с серной и соляной кислотами. Здесь потребуется более коррозионностойкий сплав, такой, как сплав на железно-никелевой основе (пример04ХН40МТДТЮ).

Изготовление цилиндров для химической промышленности из нержавеющей стали

Некоторые детали, которые используются в химической отрасли не подвергаются воздействию агрессивной среды, но могут работать долго и на износ. К таким инструментам можно отнести режущие инструменты, при производстве которых применяется сплав мартенсито-ферритных сталей и мартенситных сталей. Здесь применяются марки 30Х13, 40Х13.

Ряд изделий, которые используются в химической отрасли, изготавливается  из конкретных марок сплавов. Практика такова, что конкретные марки сплавов могут быть использованы для изготовления вытяжек и лабораторной посуды, производственных столов и моечных ванн, стеллажей и мебели, также специального измерительного оборудования.