Виды нержавеющих сталей
В зависимости от основных свойств стали и сплавы подразделяют на группы:
- Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением и др.;
- Жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температурах выше 550°С, работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии;
- Жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью.
Практическое применение высоколегированных сталей
Примерное назначение марок коррозионностойких сталей и сплавов I группы
|
Марки сталей и сплавов |
Назначение |
|
20Х13 |
Детали с повышенной пластичностью, подвергающиеся ударным нагрузкам (клапаны гидравлических прессов, предметы домашнего обихода), а также изделия подвергающиеся действию слабоагрессивных сред (атмосферные осадки, водные растворы солей органических кислот при комнатной температуре и др.) |
|
30Х13 40Х13 |
Режущий, мерительный и хирургический инструмент, пружины, карбюраторные иглы, предметы домашнего обихода, клапанные пластины компрессоров. |
|
14Х17Н2 |
Применяется как сталь с достаточно удовлетворительными технологическими свойствами в химической, авиационной и других отраслях промышленности. |
|
15Х25Т |
Рекомендуется в качестве заменителя стали марки 12Х18Н10Т для сварных конструкций, не подвергающихся действию ударных нагрузок при температуре эксплуатации не ниже − 20°С для работы в более агрессивных средах по сравнению со средами, для которых рекомендуется сталь марки 08Х17Т. Трубы для теплообменной аппаратуры, работающей в агрессивных средах. |
|
10Х17Н13М2Т 10Х17Н13М3Т |
Рекомендуется для изготовления сварных конструкций, работающих в условиях действия кипящей фосфорной, серной, 10%-ной уксусной кислоты и сернокислых средах. |
|
12Х18Н9 08Х18Н10Т |
Применяется в виде холоднокатаного листа и ленты повышенной прочности для различных деталей и конструкций, свариваемых точечной сваркой, а также для изделий, подвергаемых термической обработке (закалке). |
|
08Х18Н10Т |
Рекомендуется для изготовления сварных изделий, работающих в средах более высокой агрессивности, чем сталь марок 12Х18Н10Т и 12Х18Н12Т. |
|
12Х18Н10Т 12Х18Н9Т |
Применяется для изготовления сварной аппаратуры в разных отраслях промышленности. Сталь марки 12Х18Н9Т рекомендуется применять в виде сортового металла и горячекатаного листа, не изготовляемого на станах непрерывной прокатки. |
|
12Х18Н12Т |
Применяется для тех же целей, что и сталь марки 08Х18Н10, при жестком ограничении содержания ферритной фазы. |
|
06ХН28МДТ |
Для сварных конструкций, работающих при температурах до 80°С в серной кислоте различных концентраций, за исключением 55%-ной уксусной и фосфорной кислот, в кислых и сернокислых средах. |
Примерное назначение жаростойких сталей и сплавов II группы
|
15Х25Т |
Аппаратура, детали, чехлы термопар, электроды искровых зажигательных свечей, трубы пиролизных установок, теплообменники. |
|
08Х18Н10 12Х18Н9 |
Трубы детали печной арматуры, теплообменники, муфели, реторты, патрубки и коллекторы выхлопных систем, электроды искровых зажигательных свечей. |
|
08Х18Н10Т |
то же |
|
12Х18Н10Т |
то же |
|
12Х18Н9Т |
то же |
|
12Х18Н12Т |
трубы |
Примерное назначение жаропрочных сталей и сплавов III группы
|
20Х13 |
Лопатки паровых турбин, клапаны, болты и трубы. |
|
14Х17Н2 |
Рабочие лопатки, диски, валы, втулки. |
|
12Х18Н10Т |
Детали выхлопных систем, трубы, листовые и сортовые детали. |
|
12Х18Н12Т |
То же |
|
20Х23Н18 |
Детали установок в химической и нефтяной промышленности, газопроводы, камеры сгорания (может применяться для нагревательных элементов сопротивления). |
Международные аналоги коррозионно-стойких и жаропрочных сталей
Коррозионно-стойкие стали
|
Европа (EN) |
Германия (DIN) |
США (AISI) |
Япония (JIS) |
СНГ (GOST) |
|
1.4000 |
X6Cr13 |
410S |
SUS 410 S |
08Х13 |
|
1.4006 |
X12CrN13 |
410 |
SUS 410 |
12Х13 |
|
1.4021 |
X20Cr13 |
-420 |
SUS 420 J1 |
20Х13 |
|
1.4028 |
X30Cr13 |
-420 |
SUS 420 J2 |
30Х13 |
|
1.4031 |
X39Cr13 |
SUS 420 J2 |
40Х13 |
|
|
1.4034 |
X46Cr13 |
-420 |
40Х13 |
|
|
1.4016 |
X6Cr17 |
430 |
SUS 430 |
12Х17 |
|
1.4510 |
X3CrTi17 |
439 |
SUS 430 LX |
08Х17Т |
|
1.4301 |
X5CrNI18-10 |
304 |
SUS 304 |
08Х18Н10 |
|
1.4303 |
X4CrNi18-12 |
-305 |
SUS 305 |
12Х18Н12 |
|
1.4306 |
X2CrNi19-11 |
304 L |
SUS 304 L |
03Х18Н11 |
|
1.4541 |
X6CrNiTi18-10 |
321 |
SUS 321 |
08Х18Н10Т |
|
1.4571 |
X6CrNiMoTi17-12-2 |
316 Ti |
SUS 316 Ti |
10Х17Н13М2Т |
Жаропрочные стали
|
Европа (EN) |
Германия (DIN) |
США (AISI) |
Япония (JIS) |
СНГ (GOST) |
|
1.4878 |
X12CrNiTi18-9 |
321 H |
12Х18Н10Т |
|
|
1.4845 |
X12CrNi25-21 |
310 S |
20Х23Н18 |
Источник: ГОСТ 5632-72
В зависимости от структуры стали подразделяют на классы
1. АУСТЕНИТНАЯ СТАЛЬ — является наиболее широко распространенным типом нержавеющей стали. Содержание никеля в такой стали составляет не менее 7%, что придает ей пластичность, широкий спектр температурных режимов, немагнитные свойства, хорошая пригодность к сварке, лучшая сопротивляемость коррозии.*Аустенит — высокотемпературная гранецентрированная модификация железа и его сплавов.
Аустенит — твёрдый раствор легирующих элементов в -железе. В чистом железе существует в интервале температур 910—1401°C; в углеродистых сталях аустенит существует при температурах не ниже 723°C. Фаза названа в честь сэра Уильяма Чандлера Робертс-Остина.
В легированных сталях аустенит может существовать и при гораздо более низких температурах. Такие элементы, как никель стабилизируют аустенитную фазу. Нержавеющие стали, такие как 08Х18Н10Т или AISI 304, AISI 316 и т.д. относятся к аустенитному классу. Присутствие никеля в количестве 8—10% приводит к тому, что аустенитная фаза сохраняется и при комнатной температуре.
Аустенитные стали:
- 03Х18Н11 (AISI-304L)
- 03-08Х18Н10 (AISI-304: AISI-304L)
- 08Х18Н10Т (AISI-321)
- 12Х18Н10Т (AISI-321)
- 10Х17Н13М2Т (AISI-316Ti)
- 10Х17Н13М2 (AISI-316)
- 10(20)Х23Н18 (AISI-310: AISI-310S)
2. ФЕРРИТНАЯ СТАЛЬ отличается хорошей сопротивляемостью коррозии. Наиболее распространенными видами такой стали являются сплавы с содержанием хрома 12% и 17%. Сплавы с содержанием хрома около 12% используются в основном в строительстве, а стали, содержащие около 17% хрома, используются в домашнем хозяйстве, бойлерах, стиральных машинах и комнатных декоративных элементах.
*Феррит (лат. ferrum — железо), фазовая составляющая сплавов железа, представляющая собой твёрдый раствор углерода и легирующих элементов в α-железе (α-феррит). Имеет объемноцентированную кубическую кристаллическую решётку. Легирование феррита в большинстве случаев приводит к его упрочнению. Нелегированный феррит относительно мягок, пластичен, сильно ферромагнитен до 768–770 °С.
Ферритные стали:
- 12Х17 (AISI-430)
- 08Х13 (AISI-409: AISI-409L)
- 08Х17Т (AISI-439 или AISI-430Ti)
3. МАРТЕНСИТНАЯ СТАЛЬ содержит в основном от 11% до 13% хрома. Прочная, жесткая, средняя сопротивляемость коррозии. Эта сталь используется в основном для производства турбин и клинков.
*Мартенсит — микроструктура игольчатого вида, наблюдаемая в закалённых металлических сплавах и чистых металлах, которым свойствен полиморфизм.
Мартенсит — основная структурная составляющая закалённой стали; представляет собой пересыщенный твёрдый раствор углерода в α-железе такой же концентрации, как и исходного аустенита. Мартенситной структуре соответствует наиболее высокая твёрдость стали. С превращением мартенсита при нагреве и охлаждении связан эффект памяти металлов и сплавов. Назван в честь немецкого металловеда Адольфа Мартенса.
Мартенситные стали:
- 20Х13 (AISI-420)
- 30Х13 (AISI-420)
- 40Х13 (AISI-420)
4. ДУПЛЕКСНАЯ СТАЛЬ имеет обе ферритную и аустенитную структуру кристаллической решетки – отсюда ее название «дуплексная нержавеющая сталь». Эта сталь имеет некоторое содержание никеля, что частично обуславливает ее аустенитную структуру. Дуплексная структура предоставляет одновременно прочность и гибкость. Дуплексные стали чаще всего используются в нефтехимической, целлюлозно-бумажной промышленностях и судостроительстве.
Дуплексные стали:
- AISI-329
По составу нержавеющие стали распределяются на следующие основные группы
- хромистые сплавы с повышенным содержанием хрома – от 16% до 20%;
- хромоникелевые сплавы – самые практичные и популярные виды нержавейки;
- хромоникельмолибденовые сплавы;
- хромовольфрамовые сплавы – довольно редкие виды нержавейки для решения узкоспециализированных задач.
Соответственно содержанию тех или иных компонентов формируются потребительские свойства легированной стали и цена на нержавеющий металлопрокат. В настоящее время практикуется широкая линейка технологий термической и химической обработки нержавеющей стали, что позволяет придавать конечным изделиям особые прочностные и антикоррозийные характеристики.
