Що таке нержавіюча сталь?
Нержавіюча сталь – це фактично абревіатура від "нержавіюча кислотостійка-сталь", яка відноситься до класу легованих сталей із залізом як основним матеріалом і вмістом хрому не менше 10,5% (за масою). Цей метал можна модифікувати шляхом додавання легуючих елементів, таких як нікель, молібден, марганець і азот, щоб регулювати його внутрішній склад і властивості. Наприклад, додавання нікелю до нержавіючої сталі підвищує її корозійну стійкість і стійкість до високих{4}}температур. Отже, цей металевий матеріал після обробки знаходить широке застосування в різних галузях промисловості.
Класифікація нержавіючої сталі
Залежно від мікроструктури після термічної обробки нержавіюча сталь поділяється на наступні п’ять основних типів.
Аустенітна нержавіюча сталь
Типові марки включають 304 і 316. Цей тип містить високий рівень аустеніт-утворюючих елементів, таких як нікель, марганець і азот. Він характеризується не-магнітними властивостями, чудовою пластичністю та в’язкістю, чудовою зварюваністю та загалом хорошою стійкістю до корозії. Однак його не можна зміцнити термічною обробкою.
Феритна нержавіюча сталь
У феритній нержавіючій сталі в основному використовується хром як легуючий елемент і демонструється кубічна -структура з центром (BCC). Типовою маркою є 430. Вона характеризується магнітними властивостями та високою міцністю, але демонструє низьку-температурну в’язкість, схильність до укрупнення зерна в зоні термічного-впливу під час зварювання та нижчу стійкість до корозії порівняно з аустенітною сталлю.
Мартенситна нержавіюча сталь
Типові марки включають 410 і 420. Вони демонструють високу міцність і твердість, з механічними властивостями, що регулюються за допомогою гарту, але мають відносно низьку стійкість до корозії.
Опади-Нержавіюча сталь, що зміцнюється
Завдяки додаванню таких елементів, як Cu, Nb і Al, з подальшою обробкою розчином і дисперсійним зміцненням для утворення зміцнюючих фаз, ці сталі поєднують високу міцність із хорошою стійкістю до корозії. Типова оцінка 17-4PH.
Дуплекс з нержавіючої сталі
Складається як з аустенітної, так і з феритної фаз, наприклад 2205. Поєднує в’язкість аустенітної сталі з міцністю феритної сталі, пропонуючи чудову стійкість до корозійного розтріскування під напругою.
Властивості металу з нержавіючої сталі
| Категорія власності | Ключовий параметр | Опис і типові значення |
|---|---|---|
| Механічні властивості | Міцність на розрив | Зазвичай в діапазоні 500-1000 МПа, залежно від сорту та стану. |
| Межа текучості | Зазвичай від 200 МПа до понад 550 МПа (менше для аустенітних сталей, вище для мартенситних та дисперсійно-твердих сталей). | |
| Подовження | Austenitic steels usually >40%; феритні та мартенситні сталі відносно нижчі. | |
| Твердість | Вимірюється за Брінеллем (HB), Роквеллом (HRB/HRC) тощо, охоплюючи широкий діапазон. | |
| Фізичні властивості | Щільність | Приблизно 7.7 - 8.0 г/см³. |
| Температура плавлення | Приблизно 1370 - 1450 ступінь залежно від складу. | |
| Теплопровідність | Відносно низька, близько 15-30 Вт/(м·К), що становить від 1/3 до 1/2 від вуглецевої сталі. | |
| Коефіцієнт теплового розширення | Вища для аустенітних сталей (наприклад, ~17×10⁻⁶/K для 304), що вимагає уваги до термічної напруги. | |
| магнетизм | Аустенітні сталі зазвичай не-магнітні (можуть стати трохи магнітними після обробки); феритні/мартенситні сталі є магнітними. | |
| Хімічні властивості | Стійкість до корозії | Включає стійкість до рівномірної корозії, точкової, щілинної корозії, міжкристалітної корозії тощо. |
| Еквівалентне число опору точці (PREN) | PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N. Більше значення зазвичай вказує на кращу стійкість до точкової корекції. | |
| Виробничі властивості | Оброблюваність | Значно змінюється залежно від твердості, в’язкості, тенденції-до зміцнення та добавок (наприклад, сірки). |
| Зварюваність | Загалом підходить для аустенітних сталей; знижена в'язкість у ЗТВ феритних сталей; мартенситні сталі вимагають попереднього підігріву та PWHT. | |
| Формованість | Аустенітні сталі демонструють чудові властивості холодної обробки (штампування, глибока витяжка); інші типи відносно бідніші. |
Які класи обробки поверхні для нержавіючої сталі?
Після проходження спеціальної обробки з ЧПУ, форми з нержавіючої сталіСпеціальні деталі з нержавіючої сталі. Її поверхня може досягти різноманітних зовнішніх і функціональних можливостей за допомогою прокатки, полірування та хімічної обробки.
Поверхні прокату: такі як № 1 (гарячий-прокат + відпалений), 2B (холодний-прокат + яскравий відпалений), BA (світлий відпалений);
Механічне полірування: включає шліфування (HL), коротке-зернистість (SB) і дзеркальне полірування (8K).
Нержавіюча сталь проти титанових сплавів
| Власність | Нержавіюча сталь | Титановий сплав |
|---|---|---|
| Щільність (г/см³) | 7.9 | Приблизно 4,5 |
| Питома сила | Середній | Надзвичайно висока |
| Стійкість до корозії | Відмінно (в окисних середовищах) | Відмінно (особливо в середовищах іонів хлориду) |
| Вартість | Від низького до середнього | Дуже висока |
| Складність обробки | Середній (Складність обробки залежить від класу.) | Високий (сильний знос інструменту) |
| Типові програми | Структурні частини, щоденні -продукти, контейнери для хімікатів | Аерокосмічне обладнання, медичні імплантати, обладнання для морської води |
FAQ
З: За яких умов нержавіюча сталь все ще може іржавіти?
A: Нержавіюча сталь піддається корозії в середовищах, де її пасиваційна плівка постійно пошкоджується або не може самостійно-відновлюватися, як-от: середовища з високою концентрацією іонів хлориду (морська вода), відновлювальні кислотні середовища, щілинні структури або гальванічна корозія, спричинена контактом з не-металами.
З: Як вибрати нержавіючу сталь 304 і 316?
В: 304 підходить для більшості атмосферних, прісноводних і загальних хімічних середовищ. 316, містить молібден, підходить для середовищ з іонами хлориду (наприклад, морська вода, хімічні заводи) або там, де потрібна висока стійкість до точкової корозії.
З: Що таке "обробка пасивацією"? Яке його призначення?
A: Пасивація – це хімічна техніка пост-обробки, яка зазвичай використовує розчини азотної або лимонної кислоти для видалення вільних частинок заліза з поверхні нержавіючої сталі (головним чином у результаті контакту зі сталевими інструментами під час виготовлення) і сприяння утворенню повної однорідної плівки оксиду хрому. Його мета полягає в тому, щоб максимізувати притаманну корозійну стійкість нержавіючої сталі та запобігти іржавінню поверхні (плями, викликані забрудненням залізом).
З: Як працює нержавіюча сталь при різних температурах?
В: Аустенітні нержавіючі сталі (наприклад, 304, 316) виявляють чудову низьку -температурну в’язкість, що робить їх придатними для кріогенних середовищ, таких як рідкий азот або кисень. 304/Марки 316 можна періодично використовувати при температурах нижче 925 градусів (1632 градуси F) і постійно нижче 870 градусів (1572 градуси F), демонструючи гарну стійкість до окислення. Однак тривалий вплив між 450-850 градусами збільшує ризик випадання карбіду, що вимагає використання L-класу або стабілізованих марок (наприклад, 321).