Нержавеющая сталь — марки, характеристики и свойства
Нержавеющая сталь — это сплав железа с хромом. Ее антикоррозийные свойства проявляются благодаря наличию на поверхности металла слоя оксида хрома. Этот защитный слой очень устойчив и даже после механического или химического повреждения быстро приобретает свой прежний вид, и антикоррозийные качества металла остаются неизменными.
Особенности производства нержавеющей стали
На сталелитейных предприятиях при выборе химического состава коррозионностойкого сплава руководствуются правилом, что если к металлу, неустойчивому к коррозии (например, к железу), добавлять металл, образующий с ним твердый раствор и устойчивый против коррозии (к примеру, хром), то защитное действие проявляется скачкообразно при введении 1/8, 2/8, 3/8… n/8 моля второго металла. То есть коррозионная стойкость возрастает не пропорционально количеству легирующего компонента, а скачкообразно. Основной легирующий элемент нержавеющей стали — хром Cr (12-20%). Помимо хрома нержавеющая сталь содержит элементы, сопутствующие железу в его сплавах (C, Si, Mn, S, P), а также элементы, вводимые в сталь для придания ей необходимых физико-механических свойств и коррозионной стойкости (Ni, Mn, Ti, Nb, Co, Mo).
Твердость и устойчивость стали к коррозии зависит от содержания хрома:
- 13% хрома и выше — сплавы являются нержавеющими в обычных условиях и в слабоагрессивных средах.
- Более 17% хрома. Такие стали являются коррозионностойкими в агрессивных средах.
Также на свойства стали влияют следующие элементы:
- Титан в сплаве повышает прочность, сопротивление коррозии.
- Никель повышает прочность, пластичность, стойкость к коррозии.
- Марганец увеличивает твердость, износостойкость, устойчивость к ударным нагрузкам.
- Молибден увеличивает прочность, стойкость при высоких температурах.
Применение нержавеющей стали
К основным сферам применения нержавеющей стали относятся:
- Машиностроение.
- Химическая промышленность.
- Энергетика.
- Целлюлозно-бумажная промышленность.
- Пищевая промышленность.
- Медицина.
- Авиационно-космическая сфера.
- Строительство.
Благодаря практичности и приятному внешнему виду нержавеющая сталь получила широкое распространение. К достоинствам можно также отнести разнообразие марок нержавеющих сталей и видов поверхности (шлифованная, полированная, матовая, глянцевая и даже цветные поверхности). Вид элементов из нержавеющей стали не изменяется в течение десятков лет. Также нержавеющая сталь имеет более высокие жаропрочные свойства, чем другие стали.
В строительстве нержавеющая сталь находит применение прежде всего как материал для изготовления элементов отделки: перила, оконные и дверные проемы, противопожарные двери. Также она является хорошим декоративным материалом для оборудования ресторанов, офисов, пабов, дискотек и станций метро. В быту нержавеющая сталь в сочетании со стеклом или деревом встречается в элементах мебели.
Для пищевой промышленности изготавливается специальная пищевая сталь. Такие сплавы выделяются низким количеством химических добавок и имеют следующие маркировки: AISI 304, AISI 304L, AISI 316, AISI 316L, AISI 316Ti, AISI 321, AISI 430.
Медицинская нержавеющая сталь нужна для изготовления инструментов, посуды и других приспособлений. Маркируется она 12Х18Н10Т, и выделяется высокими коррозийными свойствами, отсутствием вредных веществ, твердостью и практичностью.
Существует ошибочное мнение, что нержавеющая сталь является дорогим материалом. На самом деле, если принять во внимание огромный период эксплуатации, вложенные в нее средств окупаются полностью.
Виды нержавеющих сталей
Коррозионная стойкость обеспечивается пленкой из оксидов хрома, образующейся на поверхности металла при взаимодействии его с кислородом воздуха и способной восстанавливаться после повреждения.
Нержавеющие стали с минимальным содержанием хрома 11% (AISI 430, AISI 409, AISI 410) называются ферритными и используются только в слабоагрессивных средах или для изготовления столовой посуды и декора.
Кроме хрома в нержавеющих сплавах используют никель, молибден и титан. Никель обеспечивает пластичность и вязкость сплава. Хромоникелевые стали, содержащие не менее 8% никеля и не менее 17% хрома, называются аустенитными хромоникелевыми сталями. Они обладают более высокой коррозионной стойкостью при повышенной температуре эксплуатации (до 450 °C). Хромоникелевые стали используют при производстве дымоходов с обязательными ограничениями по максимальной температуре эксплуатации и влажностному режиму отходящих газов. Молибден и титан увеличивают сопротивляемость коррозии, сдерживают осаждение карбидов хрома, увеличивают окалиностойкость, в том числе и при высоких температурах до 800 °С. Стали этой группы (AISI 316L) называют аустенитными хромоникельмолибденовыми и широко используют при производстве дымоходов.
Мартенситные сплавы отличаются высокими показателями прочности и износоустойчивости (жаропрочная коррозионная сталь). Такие стали в своем составе имеют минимальное количество вредных веществ, которые не выделяются при нагревании.
Маркировка нержавеющих сталей AISI
| Марка стали | Характеристика нержавеющей стали | Химический состав, % |
| AISI 201, AISI 202 (аналоги: 12Х15Г9НД, 12Х17Г9АН4) | Относятся к аустенитной группе сплавов. В составе имеют хром, никель, марганец, медь и азот. Обеспечивают высокий уровень прочности готового изделия, прекрасно деформируются и меняют свою форму, характеризуются высокими антикоррозийными показателями. Применяются при изготовлении бытовых приборов, трубопроводов и строительных конструкций. | |
| AISI 301 (аналог: 15Х17Н7) | Относится к немагнитным сталям. Имеет высокий уровень прочности и обладает пластичностью. Чаще всего такую нержавеющую сталь используют при изготовлении деталей для автомобилей и железнодорожного транспорта, бытового оборудования и медицинской техники. | Cr от 16 до 18; Ni от 6 до 8; Mn 2; Si 1; C 0,15; N 0,1; P 0,045; S 0,03 |
| AISI 302 (аналог: 12Х18Н9) | Характеризуется высокими показателями прочности и пластичности. Обладает стойкостью к образованию коррозии. | Cr 17-19; Ni 8-10; Mo 4-5; Si 2-3; Mn <2; C <0,15; N >0,1; P <0,045; S <0,03 |
| AISI 303 (аналог: 12Х18Н9) | Относится к аустенитным сталям. Имеет повышенное содержание серы. Данная сталь немагнитная, и ее оптимально применять в механических и подвижных узлах. | Cr 17-19; Ni 8-10; Mn <2; Si <1; P <0,2; S >0,15; C <0,15 |
| AISI 304 (аналог: 08Х18Н10) | Данная нержавеющая сталь обладает высокой стойкостью к коррозии и может применяться в агрессивной среде. Помимо пищевой промышленности, она используется для фармацевтического, нефтяного, химического и текстильного производства. | Cr 18-20; Ni 8-10,5; Mn <2; C <0,08; P <0,045; S <0,03 |
| AISI 316 (аналоги: 03Х17Н14М3 и 04Х17Н13М2) | Марка имеет в своем составе молибден, при помощи которого повышается сопротивление материала к коррозии. Сплав устойчив к повышенным температурам. | Cr 15-17; Ni 14-16; Mo 2,5-3; C до 0,03 |
| AISI 316Тi (аналог: 10Х17Н13М2Т) | Данная нержавеющая сталь обогащена титаном, благодаря которому материал становится устойчивым к воздействию хлора. Также титан делает сплав более прочным и устойчивым к высоким температурам. | Cr 15-17; Ni 14-16; Mo 2,5-3; C до 0,03; Тi 1 |
| AISI 321 (аналог: 08Х18Н10Т) | Сплав характеризуется повышенным содержанием титана, легко поддается любым видам обработки, устойчив к повышенным температурам, до 800 градусов. Применяется в производстве бесшовных труб, при изготовлении фальцевой продукции и котлов, а также при строительстве печных систем. Также используется в машиностроении, судостроении, авиации. | Cr 17-19; Ni 9-11; Mn <2; Ti <1; Si <0,8; Cu <0,3 |
| AISI 403 (аналог: 15Х12) | Данный сплав относится к мартенситно-ферритной группе. Он отличается повышенной пластичностью, устойчивостью к высоким температурам. Изделия из такой стали выдерживают нагрузки в слабоагрессивной среде. | Fe 86; Cr 12,3; Mn 1; Si 0,5; C 0,15; P 0,04; S 0,03 |
| AISI 409 (аналог: 08Х13) | Выделяется повышенным содержанием хрома и добавлением никеля, что позволяет поддаваться всем видам обработки. Из данной нержавейки изготавливают детали, которые в ходе эксплуатации будут подвергаться ударным нагрузкам: клапаны прессов и насосов, предметы домашнего обихода. Также сплав используется при изготовлении изделий, подвергающихся действию слабоагрессивных сред: лопаток паровых турбин, клапанов, болтов и труб. | Fe ≈84; Cr 12-14; Mn до 0,8; Si до 0,8; Ni до 0,6; C до 0,08; P до 0,03; S до 0,025 |
| AISI 410 (аналог: 12Х13) | Данная сталь характеризуется пластичностью и прочностью. Она стойко переносит высокие температуры и не подвергается коррозии в агрессивной среде. | Cr 13,5; Mn 1,0; Si 1,0; Ni 0,6; C 0,15; P 0,045; Si 0,03 |
| AISI 416 | Относится к группе мартенситной нержавеющей стали, из которой изготавливают листовой прокат, металлопрофиль, трубопроводную продукцию. | Cr 12-14; Mn 1,25; Si 1; Se >0,15; C 0,15; P 0,06; S 0,06 |
| AISI 420 (аналог: 40Х13) | Данный сплав характеризуется повышенным уровнем жаропрочности, стойкости к износу и коррозии. | Fe ≈84; Cr 12-14; Si до 0,6; Mn до 0,6; Ni до 0,6; C 0,35-0,44; P до 0,03; S до 0,025 |
| AISI 430 (аналог: 12Х17) | Марка относится к группе ферритных сталей и имеет сбалансированный состав и хорошие эксплуатационные характеристики. | Fe ≈81; Cr 16-18; C до 0,12; Si до 0,8; Mn до 0,8; P до 0,035; S до 0,025 |
| AISI 439 (аналог: 08Х17Т) | Нержавеющая сталь, принадлежащая ферритной группе. Применяется в машиностроении, пищевой промышленности, архитектуре и строительстве. | Fe ≈79; Cr 16-18; Si до 0,8; Mn до 0,8; Ti до 0,8; Ni до 0,6; Cu до 0,3; C до 0,08; P до 0,035; S до 0,025 |
| AISI 441 | Относится к группе ферритных сплавов с большим количеством хрома. | Cr 16-18; Si до 0,8; Mn до 0,8; Ti до 0,8; Ni до 0,6; Cu до 0,3; C до 0,08; P до 0,035; S до 0,025 |
Маркировка нержавеющих сталей ГОСТ
| Марка стали | Характеристика | Химический состав, % |
| 06ХН28МДТ (аналог: AISI 904L) | Нержавеющая сталь применяется для изготовления сварного химического оборудования, работающего при температуре до 80 градусов в средах повышенной агрессивности. | Ni 26-29; Cr 22-25; Cu 2,5-3,5; Mo 2,5-3; Si ≤0,8; Mn ≤0,8; Ti 0,5-0,9; C ≤0,06; P ≤0,035; S ≤0,02; Fe ост. |
| 08Х17Н13М2Т (аналог: AISI 316Ti) | Нержавеющая сталь этой марки характеризуется высокой пластичностью, легко подвергается формовке и не обладает магнитными свойствами. | C до 0,08; Si до 0,8; Mn до 2; Ni 12-14; S до 0,02; P до 0,035; Cr 16-18; Mo 2-3; Cu до 0,3; (5 С-0,7) Ti; Fe ≈61 |
| 08Х18Н9 | Аустенитная нержавеющая сталь с высоким содержанием хрома. Применяется при производстве стальных фальцев, арматуры, теплообменного оборудования. | Cr 17-19; Ni 8-10; C 0,8; Si 0,8; Ti 0,5; Cu 0,3; Mn 0,2; P 0,035; S 0,02 |
| 08Х18Н10 (аналог: AISI 304) | Данная нержавеющая сталь характеризуется повышенной прочностью, пластичностью и стойкости к сверхвысоким температурам. Сплав не имеет магнитных свойств. | Cr 17-19; Ni 9-11; C 0,8; Si 0,8; Ti 0,5; Cu 0,3; Mn 0,2; P 0,035; S 0,02 |
| 08Х18Н10Т (аналог: AISI 321) | Характеризуется высокими показателями жаропрочности. Магнитные свойства отсутствуют. Применяется для изготовления фальцев, теплообменного оборудования, деталей печной арматуры. | Cr 17-19; Ni 9-11; Mn до 2; Si до 0,8; Ti 0,4-0,7; Cu до 0,3; S до 0,2; C до 0,08; P до 0,035; Fe ≈69 |
| 08Х22Н6Т | Относится к аустенитно-ферритной группе сплавов. Не теряет свои свойства даже при использовании в агрессивной среде. | Cr 21-23; Si до 0,8; Mn до 0,8; Ni до 0,8; Cu до 0,3; C до 0,08; P до 0,035; S до 0,025; (5 С — 0.65) Ti; остальное Fe |
| 10Х17Н13М2Т (аналог: AISI 316Ti) | Нержавеющая сталь сохраняет свои физические свойства и характеристики даже при высоких температурах (до 600 градусов). | Cr 16-18; Ni 12-14; Mo 2-3; Mn не более 2; Si не более 0,8; Ti 0,5-0,7; Cu не более 0,3; P не более 0,035; S не более 0,02 |
| 10Х18Н10Т | Жаропрочная нержавеющая сталь применяется для изготовления деталей сварной аппаратуры, работающей в агрессивной среде. Подходит для производства печного оборудования, теплообменников и труб. | Cr 17-19; Ni 10-11; Mn 1-2; Si до 0,8; C до 0,1; P до 0,035; S до 0,02; 5(С — 0,02) < Ti < 0,6 |
| 10Х23Н18 (аналог: AISI 310S) | Высоколегированная, устойчивая к высоким температурам нержавеющая сталь относится к аустенитной группе сплавов. | Cr 22-25; Ni 17-20; Mn до 2; Si до 1; Cu 0,035; Ti 0,3; C до 0,1; S до 0,02; P до 0,02 |
| 12Х18Н9 (аналоги: AISI 301, 302, 303, S30200) | Относится к группе аустенитных сплавов. Используется при изготовлении деталей, которые в последующем проходят этап закалки: детали печной арматуры, теплообменники, роторы, муфты. | Cr 17-19; Ni 8-10; Mn ≤ 2; Si ≤ 0,8; Ti ≤0,5; Mo ≤0,5; Cu ≤0,3; C ≤ 0,12; P ≤0,035; S ≤0,02; Fe около 70 |
| 12Х18Н10Т (аналоги: AISI 321, 321H) | Нержавеющая сталь аустенитного класса. Применяется в пищевой, фармацевтической и химической сфере, нефтехимической промышленности, машиностроении, энергетике. |
Cr 17-19; Ni 9-11; Mn не более 2; Si не более 0,8; Ti 0,6-0,8; Cu не более 0,3; P не более 0,035; S не более 0,02 |
| 12Х18Н12Т | Высоколегированная сталь используется при изготовлении деталей, работающих при условиях повышенной температуры. Допускается использование в агрессивных средах. | Cr 17-19; Ni 11 — 13; Mn до 2; Si до 0,8; Cu до 0,3; C до 0,12; P до 0,035; S до 0,02; (5 С — 0,7) Ti; остальное Fe |
| 14Х17Н2 (аналог: AISI 431) | Относится к мартенситно-ферритной группе сплавов. Такая нержавеющая сталь трудно поддается сварке и склонна к отпускной хрупкости. | Cr 16-18; Ni 1,5-2,5; Si 0,8; Mn 0,8; Cu 0,3; C 0,11-0,17; P 0,03; Ti 0,2 |
| 20Х23Н18 (аналог: AISI 310) | Высоколегированная жаропрочная сталь. Используется для производства отдельных камер сгорания, хомутов, подвесок, а также деталей крепления. Также из стали этой марки изготавливают бесшовные трубы, которые будут эксплуатироваться при высоких температурах. | Cr 22-25; Ni 17-20; Mn не более 2; Si не более 1; Cu не более 0,3; Ti не более 0,2; P не более 0,035; S не более 0,02 |
| 08Х13 (аналоги: AISI 403, 409, 410S, 429) | Относится к группе ферритных сплавов. Сталь обладает хорошей устойчивостью к коррозии, выдерживает высокие температуры. | Cr 12-14; Si 0,8; Mn 0,8; Ni 0,6; C 0,08; P 0,03; S 0,025 |
| 08Х17 (аналог: AISI 430) | Характеризуется повышенным содержанием хрома. Применяется в машиностроении, пищевой и химической промышленности. | Cr 16-18; Si 0,8; Mn 0,8; Ni 0,6; C 0,08; P 0,03; S 0,025 |
| 12Х13 (аналог: AISI 410) | Хрупкая сталь, которая плохо подвергается сварке. Относится к мартенситно-ферритному классу. | Cr 12-14; Si 0,8; Mn 0,8; Ni 0,6; C 0,1; P 0,03; S 0,025 |
| 12Х17 (аналог: AISI 430) | Относится к ферритной группе. Не теряет своих свойств, даже находясь под воздействием кислот и растворов солей. | Cr 16-18; Si 0,8; Mn 0,8; C 0,12; P 0,035; S 0,025 |
| 20Х13 (аналог: AISI 420) | Относится к мартенситному классу сплавов и предназначена для изготовления деталей энергетического машиностроения, печной аппаратуры, различных крепежей и арматуры. Данная нержавеющая сталь плохо поддается сварке, склонна к отпускной хрупкости. | Cr 12-14; Si 0,6; Mn 0,6; Ni 0,6; C 0,2; P 0,033; S 0,025 |
| 30Х13 (аналоги: AISI 420S, 420F) | Данная сталь не подходит для сваривания. Применяется для изготовления пружин, деталей компрессоров и других аппаратов. | Cr 12-14; Si 0,8; Mn 0,8; Ni 0,6; C 0,3; Cu 0,3; Ti 0,2; P 0,03; S 0,025 |
| 40Х13 (аналог: AISI 420) | Нержавеющая сталь из данного сплава выделяется высоким уровнем износостойкости и жаропрочности. Применяется для изготовления режущего и измерительного инструмента, а также деталей компрессоров, которые эксплуатируются при высоких температурах. | Cr 12-14; Si 0,6; Mn 0,6; C 0,4; P 0,03; S 0,025 |