Обозначение марок нержавеющих сталей
Российские: Обозначения состоят из небольшого числа цифр и букв, указывающих примерный состав стали. Каждый легирующий элемент обозначается буквой: Н — никель, Х — хром, К — кобальт, М — молибден, Г — марганец, Д — медь, Р — бор, Б — ниобий, Ц — цирконий, С — кремний, П — фосфор, Ч — редкоземельные металлы, В — вольфрам, Т — титан, А — азот, Ф — ванадий, Ю — алюминий. Первые цифры в обозначении показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента (у высоко углеродистых инструментальных сталях в десятых долях процента). Цифры идущие после буквы указывают на примерное содержание данного легирующего элемента (при содержании менее 1% цифра отсутствует). Например: 12Х17Н10 — сталь содержит порядка 0,10-0,14% углерода, 16-18% хрома, 9-12% никеля; 30ХГС — 0,28-0,35% углерода, до 1% хрома, марганца и кремния. Для того, чтобы показать, что в стали ограничено содержание серы и фосфора (менее 0,03%), а также что соблюдены все условия металлургического производства высококачественной стали, в конце обозначения марки ставят А. Если сталь проходила специальную термическую обработку — ставят Т. В ряде случаев для сокращения числа знаков в обозначении отступают от точного соблюдения системы ГОСТов. Например, в инструментальных сталях, имеющих углерода более 1%, цифры обозначающие его содержание полностью опускают. Нестандартные марки обозначают самым различным образом.
Так, опытные марки, обозначаются буквой И (исследовательские) и П (пробные) и порядковым номером, например ЭИ179 и т.д.
Европейские:
Нержавеющая сталь марки AISI 304, 304L широко используется при производстве различных видов металлопроката – из нее изготавливаются нержавеющие трубы, уголки, листы, ленты, шестигранники, круги и т.д. Повышенный спрос на нержавеющую сталь AISI 304, 304L обусловлен ее универсальностью, превосходными механическими свойствами и химическим составом, а также рядом других отличительных особенностей, в числе которых:
- отличная свариваемость;
- хорошее сопротивление окислению;
- прекрасные антикоррозийные свойства;
- стойкость к резким перепадам температуры и другим климатическим воздействиям;
- доступная цена.
Нержавеющая сталь AISI 430
Нержавеющая сталь AISI 430 – низкоуглеродистая сталь, отличительной особенностью которой является превосходное сопротивление коррозии и окислению. Сталь этой марки податлива: находясь в отожженном состоянии, она очень легко формируется. Одним из ключевых достоинств нержавеющей стали 430 AISI является ее доступная цена, которая достигается за счет того, что сплав не содержит молибдена и никеля.
Недостатком этой марки стали является ее ограниченная свариваемость, поэтому ее ни в коем случае нельзя использовать при строительстве металлических конструкций, которые подвергаются большим нагрузкам.
Российский аналог 430 AISI по ГОСТ – 12Х17.
Нержавеющая сталь AISI 430
Нержавеющая сталь AISI 430 – низкоуглеродистая сталь, отличительной особенностью которой является превосходное сопротивление коррозии и окислению. Сталь этой марки податлива: находясь в отожженном состоянии, она очень легко формируется. Одним из ключевых достоинств нержавеющей стали 430 AISI является ее доступная цена, которая достигается за счет того, что сплав не содержит молибдена и никеля.
Недостатком этой марки стали является ее ограниченная свариваемость, поэтому ее ни в коем случае нельзя использовать при строительстве металлических конструкций, которые подвергаются большим нагрузкам.
Российский аналог 430 AISI по ГОСТ – 12Х17.
Нержавеющая сталь AISI 316, 316L, 316 Ti
AISI 316, 316L, 316 Ti – нержавеющая сталь, являющаяся своего рода усовершенствованной маркой стали 304, сплав которой содержит никель и молибден. Наличие этих элементов в нержавеющей стали значительно повышает ее антикоррозийные свойства, благодаря чему эксплуатация возможна даже в очень агрессивных средах.
Нержавеющая сталь AISI 316, 316L также отличается от стали 304 AISI повышенной прочностью, сопротивляемостью к ползучести, превосходными механическими свойствами. 316Ti AISI – стабилизированная титаном версия нержавеющей стали, которая успешно используется для сопротивления сенсибилизации на протяжении длительного времени при высоких температурах (до +800 °С).
Российский аналог 316L AISI по ГОСТ – 03Х17Н14М3, 316Ti AISI – 10Х17Н13М2Т.
Обозначения состоят из небольшого числа цифр и букв, указывающих примерный состав стали. Каждый легирующий элемент обозначается буквой: Н — никель, Х — хром, К — кобальт, М — молибден, Г — марганец, Д — медь, Р — бор, Б — ниобий, Ц — цирконий, С — кремний, П — фосфор, Ч — редкоземельные металлы, В — вольфрам, Т — титан, А — азот, Ф — ванадий, Ю — алюминий. Первые цифры в обозначении показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента (у высоко углеродистых инструментальных сталях в десятых долях процента). Цифры идущие после буквы указывают на примерное содержание данного легирующего элемента (при содержании менее 1% цифра отсутствует). Например: 12Х17Н10 — сталь содержит порядка 0,10-0,14% углерода, 16-18% хрома, 9-12% никеля; 30ХГС — 0,28-0,35% углерода, до 1% хрома, марганца и кремния. Для того, чтобы показать, что в стали ограничено содержание серы и фосфора (менее 0,03%), а также что соблюдены все условия металлургического производства высококачественной стали, в конце обозначения марки ставят А. Если сталь проходила специальную термическую обработку — ставят Т. В ряде случаев для сокращения числа знаков в обозначении отступают от точного соблюдения системы ГОСТов. Например, в инструментальных сталях, имеющих углерода более 1%, цифры обозначающие его содержание полностью опускают. Нестандартные марки обозначают самым различным образом. Так, опытные марки, обозначаются буквой И (исследовательские) и П (пробные) и порядковым номером, например ЭИ179 и т.д. |
Таблица соответствия маркировки некоторых российских сплавов и их зарубежных аналогов:
ГОСТ |
DIN |
AISI |
08X13 |
1,4000 |
403 |
12X18H10T |
1,4541 |
321 |
08X18H10T |
1,4541 |
321 |
08X17H13M2T |
1,4571 |
316 |
03X17H14M3 |
1.4435 |
316L |
20X13 |
1,4021 |
420 |
Поверхностное разрушение металла под действием внешней среды называется коррозией. Чистое железо и низколегированные стали неустойчивы против коррозии в атмосфере, в воде и многих других средах, так как образующаяся пленка окислов недостаточно плотна и не изолирует металл от химического воздействия среды. Некоторые химические элементы повышают коррозийную стойкость стали против коррозии, таким образом можно подобрать сталь, практически не подвергающуюся разрушению в данной среде. При введении легирующих элементов происходит скачкообразное повышение коррозионной стойкости. К примеру, введение в сталь более 12% хрома (Cr) делает ее более стойкой к коррозии в атмосфере и во многих других промышленных средах. Сталь содержащая менее 12% Cr, подвержены сильной коррозии, как и простое железо. Стали содержащие 12-14% Cr, ведут себя как благородные металлы. Обладая положительным электрохимическим потенциалом они не ржавеют и не окисляются на воздухе, в воде, в ряде кислот, солей и щелочей. Хромистые нержавеющие стали Хромистые нержавеющие стали применяют трех типов: 13, 17 и 27% Cr в зависимости от требований имеют различное содержание углерода. Стали с содержанием Cr более 17% имеют иногда небольшие добавки титана и никеля, которые вводят для улучшения механических свойств. Помимо этого стали с таким содержанием хрома обладают высокой коррозионной стойкостью даже при температуре в 900ºС. Стали с содержанием хрома 13% более распространенные и наиболее дешевые, их применяют для изготовления изделий бытового назначения и в технике. Эти стали хорошо свариваются. Сплавы с низким содержанием углерода пластичны, с высоким – обладают высокой твердостью и повышенной прочностью, из них изготавливают детали повышенной прочности и износоустойчивости (хирургический инструмент, подшипники, пружины и другие детали, работающие в активной коррозийной среде).Аустенитные стали Введение достаточного количества никеля (Ni) в хромистую сталь обеспечивает лучшую механическую прочность, делает сталь более стойкой к коррозии и к низким температурам. Нержавеющие стали с содержанием 18% Cr и 10% Ni получили наиболее широкое распространение в машиностроении. Для того, чтобы повысить сопротивление коррозии в кислотах в сталь вводят молибден и медь при одновременном увеличении содержания никеля. При необходимости, чтобы иметь более высокие механические свойства вводят титан и алюминий. Более высокую коррозийную стойкость имеют никелевые сплавы типа хастеллой 80% Ni и 20% Mo (сплавы НИМО) с дополнительным легированием. Титан Титан (Ti) имеет высокую удельную прочность, благодаря чему сплавы на его основе получили широкое применение в технике, особенно в тех областях, где важное значение имеет масса изделия (авиация, ракетостроение и др.). Титан обладает высокой коррозионной стойкостью в большом количестве агрессивных сред, превосходя зачастую в этом отношении нержавеющую сталь. Поэтому проще перечислить среды, в которых титан растворяется это концентрированные плавиковая, соляная, серная, ортофосфорная, щавелевая и уксусная кислоты. Высокая коррозионная стойкость титана обусловлена образованием на поверхности плотной защитной оксидной пленки. Если эта пленка не растворяется в окружающей среде, то можно считать, что титан в ней абсолютно стоек. Например, морская вода за 4000 лет растворит слой титана толщиной 30 — 40 микрон (1 микрон равен 10-4 см). Если же оксидная пленка растворима в данной среде, то применение в ней титана недопустимо. Тугоплавкие металлы. К тугоплавким относят металлы: ванадий, вольфрам, гафний, молибден, ниобий, тантал, технеций, титан, хром, цирконий, — температура плавления которых выше температуры плавления железа (1539оС), кроме металлов платиновой и урановой групп и некоторых редкоземельных. Следует отметить, что при высоких температурах все тугоплавкие металлы являются кислотостойкими. При этом наиболее сильно выделяется тантал. Ниобий и молибден по коррозионной стойкости превосходят сплавы на основе железа или никеля, однако уступают танталу. Применение таких материалов целесообразно в средах, в которых другие материалы не обладают коррозионной стойкостью. К таким средам относятся неорганические крепкие кислоты при повышенных температурах, а так же некоторые промышленные среды. Несмотря на высокую стоимость по сравнению с высоколегированной нержавеющей сталью или хастеллой, применение сплавов тугоплавких металлов оправдано, так как вследствие высокой стойкости возможно эксплуатировать химические установки практически весь срок без замены деталей. Коррозионная стойкость нержавеющих сталей в некоторых кислотах. Серная кислота. При комнатной температуре высокой стойкостью в этой кислоте обладают все легированные стали. При 70ºС хромоникелевые стали нестойки даже в кислотах слабой концентрации, но примерно до 5% H2SO4 могут работать стали с добавлением молибдена и меди. Однако последние разрушаются в кипящей серной кислоте до концентрации 30%. В этих случаях следует применять сплавы типа хастеллой, а при концентрации выше 30% в кипящей серной кислоте могут работать лишь тугоплавкие металлы. Фосфорная кислота. При комнатной температуре любой концентрации устойчивы все аустенитные стали, хромистые нет. В горячей кислоте устойчивы стали с добавками молибдена и меди до концентрации 25%, в кипящей – хастеллой до 50%, а при более высокой устойчивы лишь тугоплавкие металлы. В соляной кислоте устойчивы стали с добавлением молибдена или меди при комнатной температуре и до концентрации 5%. Также можно использовать титан при слабой концентрации. Выше сказанное можно условно изобразить на диаграмме, где показана коррозионная стойкость различных материалов относительно друг друга в кипящей серной кислоте. Следует отметить, что подобные зависимости наблюдаются и в ряде других крепких неорганических кислот, за исключением плавиковой и азотной.
Нержавеющие стали Поверхностное разрушение металла под действием внешней среды называется коррозией. Чистое железо и низколегированные стали неустойчивы против коррозии в атмосфере, в воде и многих других средах, так как образующаяся пленка окислов недостаточно плотна и не изолирует металл от химического воздействия среды. Некоторые химические элементы повышают коррозийную стойкость стали против коррозии, таким образом можно подобрать сталь, практически не подвергающуюся разрушению в данной среде.
При введении легирующих элементов происходит скачкообразное повышение коррозионной стойкости. К примеру, введение в сталь более 12% хрома (Cr) делает ее более стойкой к коррозии в атмосфере и во многих других промышленных средах. Сталь содержащая менее 12% Cr, подвержены сильной коррозии, как и простое железо. Стали содержащие 12-14% Cr, ведут себя как благородные металлы. Обладая положительным электрохимическим потенциалом они не ржавеют и не окисляются на воздухе, в воде, в ряде кислот, солей и щелочей.
Хромистые нержавеющие стали
Хромистые нержавеющие стали применяют трех типов: 13, 17 и 27% Cr в зависимости от требований имеют различное содержание углерода.
Стали с содержанием Cr более 17% имеют иногда небольшие добавки титана и никеля, которые вводят для улучшения механических свойств. Помимо этого стали с таким содержанием хрома обладают высокой коррозионной стойкостью даже при температуре в 900ºС.
Стали с содержанием хрома 13% более распространенные и наиболее дешевые, их применяют для изготовления изделий бытового назначения и в технике. Эти стали хорошо свариваются. Сплавы с низким содержанием углерода пластичны, с высоким – обладают высокой твердостью и повышенной прочностью, из них изготавливают детали повышенной прочности и износоустойчивости (хирургический инструмент, подшипники, пружины и другие детали, работающие в активной коррозийной среде).Аустенитные стали Введение достаточного количества никеля (Ni) в хромистую сталь обеспечивает лучшую механическую прочность, делает сталь более стойкой к коррозии и к низким температурам. Нержавеющие стали с содержанием 18% Cr и 10% Ni получили наиболее широкое распространение в машиностроении.
Для того, чтобы повысить сопротивление коррозии в кислотах в сталь вводят молибден и медь при одновременном увеличении содержания никеля. При необходимости, чтобы иметь более высокие механические свойства вводят титан и алюминий.
Более высокую коррозийную стойкость имеют никелевые сплавы типа хастеллой 80% Ni и 20% Mo (сплавы НИМО) с дополнительным легированием. Титан Титан (Ti) имеет высокую удельную прочность, благодаря чему сплавы на его основе получили широкое применение в технике, особенно в тех областях, где важное значение имеет масса изделия (авиация, ракетостроение и др.). Титан обладает высокой коррозионной стойкостью в большом количестве агрессивных сред, превосходя зачастую в этом отношении нержавеющую сталь. Поэтому проще перечислить среды, в которых титан растворяется это концентрированные плавиковая, соляная, серная, ортофосфорная, щавелевая и уксусная кислоты.
Высокая коррозионная стойкость титана обусловлена образованием на поверхности плотной защитной оксидной пленки. Если эта пленка не растворяется в окружающей среде, то можно считать, что титан в ней абсолютно стоек. Например, морская вода за 4000 лет растворит слой титана толщиной 30 — 40 микрон (1 микрон равен 10-4 см). Если же оксидная пленка растворима в данной среде, то применение в ней титана недопустимо.
Тугоплавкие металлы. К тугоплавким относят металлы: ванадий, вольфрам, гафний, молибден, ниобий, тантал, технеций, титан, хром, цирконий, — температура плавления которых выше температуры плавления железа (1539оС), кроме металлов платиновой и урановой групп и некоторых редкоземельных.
Следует отметить, что при высоких температурах все тугоплавкие металлы являются кислотостойкими. При этом наиболее сильно выделяется тантал. Ниобий и молибден по коррозионной стойкости превосходят сплавы на основе железа или никеля, однако уступают танталу.
Применение таких материалов целесообразно в средах, в которых другие материалы не обладают коррозионной стойкостью. К таким средам относятся неорганические крепкие кислоты при повышенных температурах, а так же некоторые промышленные среды.
Несмотря на высокую стоимость по сравнению с высоколегированной нержавеющей сталью или хастеллой, применение сплавов тугоплавких металлов оправдано, так как вследствие высокой стойкости возможно эксплуатировать химические установки практически весь срок без замены деталей.
Коррозионная стойкость нержавеющих сталей в некоторых кислотах. Серная кислота. При комнатной температуре высокой стойкостью в этой кислоте обладают все легированные стали. При 70ºС хромоникелевые стали нестойки даже в кислотах слабой концентрации, но примерно до 5% H2SO4 могут работать стали с добавлением молибдена и меди. Однако последние разрушаются в кипящей серной кислоте до концентрации 30%. В этих случаях следует применять сплавы типа хастеллой, а при концентрации выше 30% в кипящей серной кислоте могут работать лишь тугоплавкие металлы.
Фосфорная кислота. При комнатной температуре любой концентрации устойчивы все аустенитные стали, хромистые нет. В горячей кислоте устойчивы стали с добавками молибдена и меди до концентрации 25%, в кипящей – хастеллой до 50%, а при более высокой устойчивы лишь тугоплавкие металлы.
В соляной кислоте устойчивы стали с добавлением молибдена или меди при комнатной температуре и до концентрации 5%. Также можно использовать титан при слабой концентрации.
Выше сказанное можно условно изобразить на диаграмме, где показана коррозионная стойкость различных материалов относительно друг друга в кипящей серной кислоте. Следует отметить, что подобные зависимости наблюдаются и в ряде других крепких неорганических кислот, за исключением плавиковой и азотной.