Нержавеющая сталь, общие понятия и обозначение

Дадим общее определения понятия "нержавеющая сталь"

Что же такое "нержавеющая сталь"? Это специальный вид стали, в состав которой при производстве добавлены дополнительные вещества, для обеспечения требуемых физических или механических свойств. Эти вещества называются легирующими химическими элементами и вводятся в сталь или сплав в определенном количестве, массовая доля которых контролируется.

Добавка легирующих химических элементов повышает прочность, коррозийную стойкость стали, снижает опасность хрупкого разрушения. В качестве легирующих добавок применяют хром, никель, медь, азот (в химически связанном состоянии), ванадий и др.

Таким образом сталь, обычно называемая "нержавеющей" относится к группе легированных сталей. Основная цель введения легирующих добавок в нержавеющую сталь сделать ее коррозионно-стойкой, т.е. способной противостоять воздействию электрохимической и химической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллитной коррозии и коррозии под напряжением. Основным легирующим элементом нержавеющей стали является хром (Cr).

Согласно новому ГОСТ 5632-2014 "Легированные нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки" к легированным нержавеющим следует относить стали с минимальной массовой долей хрома 10,5% и максимальной массовой долей углерода 1,2%. У ограниченного количества легированных нержавеющих сталей допускается минимальная массовая доля хрома 7,5%.

Вероятно это связано с тем, что ранее действующий стандарт ГОСТ 5632-72 "Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки" был менее требователен к минимальной массовой доле легирующих элементов.

Для усиления коррозионных свойств и придания необходимых физико-химических свойств нержавеющую сталь дополнительно легируют никелем (Ni), титаном (Ti), молибденом (Mo), ниобием (Nb) и другими элементами.

Обозначения нержавеющей стали

В наименованиях марок легированной и нержавеющей стали химические элементы, входящие в состав обозначены следующими буквами:

• А (в начале марки) - сера
• А (в середине марки) - азот
• Б - ниобий
• В - вольфрам
• Г - марганец
• Д - медь
• Е - селен
• К - кобальт
• М - молибден
• Н - никель
• П - фосфор
• Р - бор
• С - кремний
• Т - титан
• Ф - ванадий
• X - хром
• Ц - цирконий
• Ю - алюминий
• ч - РЗМ (редкоземельные металлы: лантан, празеодим, церий и пр.).

Наименование марок легированной и нержавеющей стали состоит из обозначения элементов и следующих за ними цифр. Цифры, стоящие после букв, указывают среднюю массовую долю легирующего элемента в целых единицах, кроме элементов, присутствующих в стали в малых количествах. Цифры перед буквенным обозначением указывают среднюю или максимальную (при отсутствии нижнего предела) массовую долю углерода в стали в сотых долях процента.

Наименование марок сплавов на железоникелевой и никелевой основах состоит только из буквенных обозначений легирующих элементов, за исключением

• углерода (только для сплавов на железоникелевой основе), для которого цифры перед буквенным обозначением указывают среднюю или максимальную долю углерода в сотых долях процента;
• никеля, после которого указывают цифры, обозначающие его среднюю массовую долю в процентах.

Стали и сплавы, полученные с применением специальных методов (процессов) выплавки или специальных переплавов, дополнительно обозначают через дефис в конце наименования марки следующими буквами:

• В - с вакуумированием
• ВД - вакуумно-дуговой переплав
• ВИ - вакуумно-индукционная выплавка
• ВП - вакуумно-плазменный переплав
• ВО - вакуумно-кислородное рафинирование
• ГВР - газокислородное рафинирование с последующим вакуумно-кислородным рафинированием
• ГР - газокислородное рафинирование
• ДД - двойной вакуумно-дуговой переплав
• ИД - вакуумно-индукционная выплавка с последующим вакуумно-дуговым переплавом
• ИЛ - вакуумно-индукционная выплавка с последующим электронно-лучевым переплавом
• ИП - вакуумно-индукционная выплавка с последующим плазменно-дуговым переплавом
• ИШ - вакуумно-индукционная выплавка с последующим электрошлаковым переплавом
• П - плазменно-дуговой переплав
• ПД - плазменная выплавка с последующим вакуумно-дуговым переплавом
• ПЛ - плазменная выплавка с последующим электронно-лучевым переплавом
• ПП - плазменная выплавка с последующим плазменно-дуговым переплавом
• ПТ - плазменная выплавка
• ПШ - плазменная выплавка с последующим электрошлаковым переплавом
• СШ - обработка синтетическим шлаком
• Ш - электрошлаковый переплав
• ШД - электрошлаковый переплав с последующим вакуумно-дуговым переплавом
• ШЛ - электрошлаковый переплав с последующим электронно-лучевым переплавом
• ШП - электрошлаковый переплав с последующим плазменно-дуговым переплавом
• ЭЛ - электронно-лучевой переплав,

Классификация нержавеющих сталей

Легированные нержавеющие стали в зависимости от структуры подразделяют на классы:

• мартенситный - стали с основной структурой мартенсита;
• мартенсито-ферритный - стали, содержащие в структуре кроме мартенсита не менее 10% феррита;
• ферритный - стали, имеющие структуру феррита (без превращений);
• аустенито-мартенситный - стали, имеющие структуру аустенита и мартенсита, количество которых можно изменять в широких пределах;
• аустенито-ферритный - стали, имеющие структуру аустенита и феррита (феррит более 10%);
• аустенитный - стали, имеющие структуру устойчивого аустенита.

Подразделение стали на классы по структурным признакам является условным, так как предполагает только одну термическую обработку, а именно - охлаждение на воздухе после высокотемпературного нагрева (свыше 900°С) образцов небольших размеров. Поэтому структурные отклонения в стали браковочным признаком не являются.

В зависимости от основных свойств легированные нержавеющие стали можно разделить на три группы:

• Коррозионностойкие (нержавеющие) стали, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллитной коррозии и коррозии под напряжением в обычных промышленных и бытовых условиях. Из коррозионностойкой стали изготавливают детали оборудования для нефтегазовой, легкой, машиностроительной промышленности, хирургические инструменты, бытовую нержавеющую посуду и тару.
• Жаростойкие (окалиностойкие) стали, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах выше 550 °С, работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии. Из жаростойкой стали производят оборудование для химических заводов.
• Жаропрочные стали, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью.

В зависимости от химического состава сплавы подразделяют на классы по основному составляющему элементу:

• сплавы на железоникелевой основе;
• сплавы на никелевой основе.

Сопротивление нержавеющей стали к коррозии напрямую зависит от содержания хрома: при его содержании 13 % и выше сплавы являются нержавеющими в обычных условиях и в слабоагрессивных средах, более 17 % — коррозионностойкими в более агрессивных окислительных и других средах, в частности, в азотной кислоте крепостью до 50 %.

Причина коррозионной стойкости нержавеющей стали объясняется, главным образом, тем, что на поверхности хромсодержащей детали, контактирующей с агрессивной средой, образуется тонкая плёнка нерастворимых окислов, при этом большое значение имеет состояние поверхности материала, отсутствие внутренних напряжений и кристаллических дефектов.

В сильных кислотах (серной, соляной, фосфорной и их смесях) применяют сложнолегированные сплавы с высоким содержанием Ni и присадками Mo, Cu, Si.

Нержавеющая сталь прекрасный материал для производства прямоугольных пожарных резервуаров и пожарных емкостей, производство которых осуществляют специалисты завода нестандартного оборудования "Машинопромышленное объединение" как по стандартным типоразмерам так и по специальным проектам. Кроме изготовления емкостей наши специалисты произведут техническое диагностирование пожарных емкостей и резервуаров из нержавейки и определение технического состояния конструкций резервуара, определение пригодности его элементов к дальнейшей эксплуатации.