Термин «нержавеющая сталь», охватывает более 100 различных высоколегированных марок стали, которые помимо хрома содержат различные другие добавки.
Содержание хрома в стали должно составлять не менее 12,5%. Хром увеличивает твердость, а также хрупкость. Никель, часто самый дорогой сплав, улучшает прочность, ударную вязкость, пластичность и, наряду с молибденом, защиту от коррозии.
А небольшие по содержанию, но очень важные по качеству углерод, азот, сера, титан, тантал, ниобий и медь создают различия в характеристиках обрабатываемости и долговечности сталей.
Под хорошей стойкостью к внешним воздействиям и химическим веществам подразумевается, что годовой износ поверхности составляет менее 0,1 мм. Для этого содержание хрома должно составлять не менее 12,5%, а лучше 17% с дополнительным добавлением никеля и молибдена.
Но важны не только состав сплава, но также качество и гладкость поверхности. Например, полированная чистая поверхность обеспечивает значительно лучшую защиту от ржавчины, чем тусклая.
Нержавеющая сталь подразделяется на 4 группы:
Аустенитные стали (А1 — А5)
Содержат менее 0,1% углерода и не являются намагничиваемыми (намагничивание приобретается в процессе холодной обработки).
Благодаря высокой доле хрома и никеля, они обладают высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям, кислотам и различным химическим веществам, хорошо поддаются холодной формовке и свариваемости.
Добавление 2% молибдена значительно улучшает их устойчивость к сернистым кислотам и хлорсодержащим соединениям (включая морскую воду).
При нагревании и неконтролируемом охлаждении, например, во время сварки, содержание углерода может вызывать «межкристаллитную коррозию» (распад зерна). Для уменьшения этого негативного явления в сталь добавляют карбидообразующие добавки — титан, тантал, ниобий. Для сварных конструкций толщиной примерно 6 мм используется титансодержащий сплав или сталь с содержанием углерода ниже 0,03%.
Добавление 0,2% серы улучшает обрабатываемость материала. Из этой стали могут изготавливаться токарные детали.
Аустенитные стали имеют более высокое относительное удлинение при разрыве (35-40%), коррозионную стойкость и тепловое расширение, а также более низкую теплопроводность, чем две последующие группы.
Мартенситные стали (С1, С3, С4)
Содержат более 0,1% углерода, 12-18% хрома, менее 3% никеля, намагничиваются и могут быть закалены и упрочнены путем термообработки.
Твердость сталей тем выше, чем выше содержание углерода (0,1-1,0%). Из-за их склонности к образованию затвердевших трещин они обычно не привариваются. Закаленные, с шлифованной и полированной поверхностью, они используются для валов, поршневых штоков, хирургических инструментов, ножей и пружин.
Ферритные стали (F1)
Содержат менее 0,1% углерода, 12-19% хрома, менее 1% никеля, намагничиваются, частично свариваются и не отверждаются.
Они имеют более низкую коррозионную стойкость, чем группа А1 — А4, и используются для простых столовых приборов, раковин и контейнеров.
Аустенитно-ферритные стали
Также называемые дуплексными сталями, из-за своих двух составляющих, являются новыми высокотехнологичными нержавеющими сталями.
Аустенитные нержавеющие стали
Марка | % содержание | AiSi | Применение |
A2 | X5 CrNi 18-10 | 304 | Строительные детали всех видов, шурупы |
A2 | X4 CrNi 18-12 | 305 | Холодная штамповка, винты |
A1 | X8 CrNiS 18-9 | 303 | Строительные изделия |
A2 | X2 CrNi 19-11 | 304L | Строительные изделия, сварные конструкции |
A2 | X2 CrNi 18-9 | 304L | Строительные изделия, сварные конструкции |
A2 | X10 CrNi 18-8 | 301 | Пружины, шурупы, автомобильные накладки |
A2 | X6 CrNiTi 18-10 | 321 | Сварные конструкции, трубы |
A2 | X3 CrNiCu 19-9-4 | 304Cu | Винты, заклепки |
A2 | X15 CrNiSi 20-12 | 309 | Жаропрочная сталь |
A4 | X5 CrNiMo 17-12-2 | 316 | Строительные детали всех видов, шурупы |
A4 | X2 CrNiMo 17-12-2 | 316L | Строительные детали, винты, точеные детали |
A4 | X2 CrNiMo 18-14-3 | 316L | Сварные детали с повышенным сопротивлением |
A4 | X2 CrNiMo 18-15-4 | 317L | Высокая коррозионная стойкость, хим. промышленность |
A4 | X6 CrNiMoTi 17-12-2 | 316Ti | Сварные конструкции, листы, трубы |
Мартенситные нержавеющие стали
Марка | % содержание | AiSi | Применение |
С1 | X12 CrS 13 | 416 | Простые точеные детали, низкая коррозионная стойкость |
С1 | X10 Cr 13 | 410 | Компоненты, валы, низкая коррозионная стойкость |
С1 | X20 Cr 13 | 420 | Пружины, турбины, низкая коррозионная стойкость |
C3 | X17 CrNi 16-2 | 431 | Детали машин, клапаны |
C4 | X14 CrMoS 17 | 430F | Точеные детали, умеренная коррозионная стойкость |
С4 | X90 CrMoV 18 | 440B | Изнашиваемые детали повышенной твердости, ножи, роликовые подшипники |
C3 | X105 CrMo 17 | 440C | Шарикоподшипники |