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

ЭлементОбозначение
НикельН
ХромХ
КобальтК
МолибденМ
МарганецГ
МедьД
БорР
НиобийБ
ЦирконийЦ
КремнийС
ФосфорП
Редкоземельные металлыЧ
ВольфрамВ
ТитанТ
АзотА (в середине наименования)
ВанадийФ
АлюминийЮ
СеленЕ

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.