Нержавеющая сталь – сплав стали с хромом, обладающий антикоррозийными свойствами при воздействии на неё как агрессивных сред, так и атмосферного воздействия. Нержавеющая сталь (нержавейка) впервые была выплавлена и получена в 1913 году Гарри Бреарли при попытке найти более прочный сплав для стволов ружей. В процессе экспериментирования Гарри Бреарли обнаружил очевидную способность стали с содержанием хрома к сопротивлению коррозии.

Химический состав нержавеющей стали

Основным легирующим элементом в нержавеющей стали является хром (лат. Cromium) — один из химических элементов, который находится в VI группе периодической таблицы Менделеева. Хром имеет голубоватый стальной оттенок. Помимо хрома, нержавеющие стали содержат никель, титан и молибден для лучших физико-механических свойств и улучшенной коррозийной стойкости. Стойкость против коррозии зависит от содержания хрома, при большом проценте содержания меняется свойства стали. Так, например, если содержание хрома составляет 12%, то сплав является нержавеющим и противостоит слабоагрессивным средам, более 17% — нержавеющая сталь становится коррозионностойкой в более агрессивных и окисленных средах.

Основной причиной коррозионной стойкости нержавеющей стали является образование на поверхности хромосодержащей металлопродукции тонкой пленки нерастворимых оксидов, которая взаимодействует с окружающей средой. Также имеет значение состояние поверхности материала, отсутствие внутреннего напряжения и межкристаллических дефектов.

Группы нержавеющей стали: I — коррозионно-стойкие нержавеющие стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии атмосферной, кислотной почвенной, щелочной, солевой, межкристаллитной коррозии под напряжением.

II – окалиностойкие жаропрочные стали и сплавы, обладающие стойкостью против разрушения в газовых и химических средах при температурах выше 550 градусов Цельсия, в ненагруженном или расслабленном состоянии.

III – жаропрочные нержавеющее стали, обладающие способностью находиться в нагруженном состоянии при высоких температурах в течении определенного времени, и обладающие при этом достаточной стойкостью.

В зависимости от структуры, стали подразделяют на классы:
Сплавы на никелевой основе
Сплавы на никелевой основе.

В зависимости от структуры, стали подразделяются на классы.
Ферритные — нержавеющая сталь имеющая структуру феррита
Аустенитные – сталь имеющая структуру феррита.
Мартенситный — нержавеющая сталь с основной структурой мартенсита

Область применения нержавеющего металлопроката в современном мире так велика, что встретить его можно повсеместно, как в быту, так и в различных производствах. Человечество воспользовалось и оценило преимущество нержавеющих сплавов практически во всех сферах своей жизнедеятельности — например, пищевой промышленности, медицинской и космической области и т. д. Преимущество нержавеющего металлопроката перед углеродистыми сплавами очевидно не только способностью противостоять коррозии но и в удобстве использования. Стоить отметить основные преимущества нержавеющего металлопроката (нержавейки), такие как эстетичность, долговечность, устойчивость к механическому износу и т.д.

Марки сталей

Система маркировки сталей в России и других странах СНГ

В России, как и других странах СНГ, принята буквенно-цифровая система обозначения марок сталей, разработанная в СССР. Рассмотрим, как обозначаются стали различного назначения.

Конструкционные легированные стали:

В соответствии с ГОСТ 4543-71, наименования таких сталей состоят из цифр и букв. Буквы указывают на основные легирующие элементы, включенные в сталь. Цифры после каждой буквы обозначают примерное процентное содержание соответствующего элемента, округленное до целого числа (при содержании легирующего элемента до 1,5% цифра за соответствующей буквой не указывается). Процентное содержание углерода, умноженное на 100, приводится в начале наименования стали.

ОБОЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Элемент Обозначение
Никель Н
Хром Х
Кобальт К
Молибден М
Марганец Г
Медь Д
Бор Р
Ниобий Б
Цирконий Ц
Кремний С
Фосфор П
Редкоземельные металлы Ч
Вольфрам В
Титан Т
Азот А (в середине наименования)
Ванадий Ф
Алюминий Ю
Селен Е

Например, сталь состава 0,09-0,15% С, 0,4-0,7% Cr, 0,5-0,8% Ni называется 12ХН, а сталь состава 0,27-0,34% С, 2,3-2,7%, Cr, 0,2-0,3% Мо, 0,06-0,12% V – 30Х3МФ.

Для того, что-бы показать, что в стали ограничено содержание серы и фосфора (S < 0,03%, Р < 0,03%) и сталь относится к группе высококачественных, в конце ее обозначения ставят букву А.

Особо высококачественные стали, подвергнутые электрошлаковому переплаву, обеспечивающему эффективную очистку от сульфидов и оксидов, обозначают добавлением через тире в конце наименования стали буквы Ш, например, 12Х2Н4А, 15Х2МА, 18ХГ-Ш, 20ХГНТР-Ш и др.

Литейные конструкционные стали. Литейные стали в соответствии с ГОСТ 977-88 обозначаются по тем же правилам, что и качественные и легированные стали. Отличие заключается лишь в том, что в конце наименований литейных сталей приводится буква Л, например, 15Д, 20Г1ФЛ, 35ХГД и др.

Строительные стали. Строительные стали по ГОСТ 27772-88 обозначаются буквой С (строительная) и цифрами, соответствующими минимальному пределу текучести стали. Буква К в конце наименования указывает на стали с повышенной коррозионной стойкостью, буква Т – на термоупрочненный прокат, а буква Д – на повышенное содержание меди, например, С255, С345Т, С390К, С44ОД и т.д.

Автоматные стали. Наименования автоматных сталей по ГОСТ 1414-75 начинаются с буквы А (автоматная). Еcли сталь при этом легирована свинцом, то ее наименование начинается с букв АС. Для отражения содержания в сталях остальных элементов используются те же правила, что и для легированных конструкционных сталей, например, А20, А40Г, АС14, АС38ХГМ.

Подшипниковые стали. Подшипниковые стали по ГОСТ 801-78 обозначаются так же как и легированные с буквой Ш в начале наименования. Для сталей, подвергнутых электрошлаковому переплаву, буква Ш добавляется также и в конце их наименований через тире, например, ШХ15, ШХ20СГ, ШХ4-Ш.

Инструментальные легированные стали. Правила обозначения инструментальных легированных сталей по ГОСТ 5950-73 в основном те же, что и для конструкционных легированных. Различие заключается лишь в цифрах, указывающих на массовую долю углерода в стали. Процентное содержание углерода также указывается в начале наименования стали , но при этом умножается на 10, а не на 100 как для конструкционных легированных сталей. Если же в инструментальной легированной стали содержание углерода составляет около 1%, то соответствующую цифру в начале ее наименования обычно не указывают, например, сталь 42В5МФ содержит 0,3-0,4% С, 2,2-3% Cr, 4,5-5,5% W, 0,6-0,9% Mo, 0,6-0,9% V, а сталь ХВГ- 0,9-1,05% С, 0,9-1,2% Сr, 1,2-1,6% W, 0,8-1,1% Mn.

Быстрорежущие стали. Обозначения марок быстрорежущих сталей начинаются с буквы Р и цифры, указывающей среднее содержание вольфрама в стали. Далее следуют буквы и цифры, определяющие массовые доли других элементов. В наименованиях быстрорежущих сталей не указывается процентное содержание хрома, так как оно составляет около 4% во всех сталях, и углерода (оно пропорционально содержанию ванадия). Буква Ф, показывающая наличие ванадия, указывается только в том случае, если содержание ванадия составляет более 2,5%.
В соответствии с вышесказанным, сталь Р6М5 имеет состав: 0,82-0,9% С, 3,8-4,4% Cr, 4,8-5,3% Мо, 1,7-2,1% V, 5,5-6,5% W, а сталь Р6АМ5Ф3 содержит 0Ю95-1,05% С, 3,8-4,3% Cr, 4,8-5,3% Мо, 2,3-2,7% V, 0,05-0,1% N, 5,7-6,7% W.

Коррозионно-стойкие стали. Обозначения коррозионно-стойких (нержавеющих), жаростойких и жаропрочных сталей согласно ГОСТ 5632-72 состоят из букв и цифр и строятся по тем же принципам, что и обозначения конструкционных легированных сталей. В обозначения литейных коррозионно-стойких сталей добавляется буква Л. Например: сталь состава С < 0,08%, 17-19% Cr, 9-11% Cr, Ni, Ti в интервале от 5 до 7% обозначается 08х18Н10Т, а литейная сталь 16х18Н12С4ТЮЛ имеет состав: 11-13% Ni , 3,8-4,5% Si, 0,4-0,7% Ti, 0,13-0,35% АI.

Помимо стандартных, коррозионно-стойкие стали могут иметь и другие наименования. Так, опытные марки, впервые выплавленные на заводе «Электросталь», обозначаются буквами ЭИ, ЭП или ЭК и порядковым номером (например, ЭИ 135, ЭП 225, ЭК 156), марки завода «Днепроспецсталь» буквами ДИ (ДИ 57, ДИ 94), марки Челябинского металлургического комбината буквами ЧС (ЧС 43, ЧС 87) и т.д.

В том случае если стали получены методом электрошлакового переплава, к их наименованиям (так же как и для легированных сталей) добавляется через тире буква Ш (06х16Н15М3Б-Ш). Помимо этого к наименованиям указанных сталей через тире могут добавляться буквы, означающие следующие: ВД – вакуумно-дуговой переплав (09х16Н4Б-ВД), ВИ – вакуумно-индукционная выплавка (03Х18Н10-ВИ), ЭЛ – электронно-лучевой переплав (03Н18К9М5Т-ЭЛ), ГР – газокислородное рафинирование (04Х15СТ-ГР), ИД – вакуумно-индукционная выплавка с последующим вакуумно-дуговым переплавом (ЭП14-ИД), ПД – плазменная выплавка с последующим вакуумно-дуговым переплавом (ХН45НВТЮБР-ПД), ИЛ – вакуумно-индукционная выплавка с последующим электронно-лучевым переплавом (ЭП989-ИЛ) и т.д.