Як обрати нержавіючу сталь необхідної корозійної стійкості та жароміцності

Вірний вибір нержавіючої сталі для кращої жароміцності та корозійної стійкості

Нержавіючі сталі – це найперспективніші конструкційні матеріали. Вони є незамінними у сучасному житті. Їх застосування постійно розширюється – від столових приладів до технічного обладнання в різних галузях промисловості: хімічної, медичної, харчової і т.д.

Нержавіюча сталь має ідеальні гігієнічні показники, оскільки її вплив на питну воду є мінімальним. Електрохімічний ряд напруг у нержавіючої сталі є більш високим, ніж у оцинкованої сталі або міді.

Широке застосування нержавіюча сталь набула у харчовій промисловості за рахунок своїх нейтральних смакових показників, а також завдяки високоякісній та надійній поверхні. Нержавіюча сталь не дозволяє розвиватися бактеріям та грибкам на своїй поверхні, що й визначає величезну популярність застосування її в харчовій промисловості. При використанні відмінних властивостей нержавіючої сталі все ж варто врахувати один факт – при технологічній обробці дані властивості дуже відрізняються від звичайних вуглецевих сталей. Це відбувається за допомоги аустенітної структури.

Частина характеристик цих сталей на ознайомлювальному етапі для споживача підкреслюють те, що у вуглецевих сталях у більшості випадків використовуються певні властивості стабільних структур сплаву, а ось у нержавійці – метастабільних структур.

Можемо запропонувати наступні рекомендації для вибору нержавіючої сталі, які використовуються нашими фахівцями

Хімічна стійкість і жароміцність у нержавіючої сталі досягається за рахунок додавання в сталь хрому, що забезпечує більш високу стійкість до окислення. Наприклад, при використанні більше 13% хрому утворюється тонка міцна і суцільна плівка оксидів, яка і захищає від корозії.

Найбільш поширена сталь Х18Н9 (ЕЯ1), яка містить в кованому вигляді 8-11% Ni, 0,005-0,15% С і 18% Cr, має аустенітно-карбідну або аустенітну структуру і відрізняється при цьому подовженням в 20%, межею міцності до 80 кг/мм² та опором удару до 10 кгм/см². Загартування з охолодженням у воді або на повітрі дані параметри злегка змінює: подовження близько 45-50%, межа міцності до 60 кг/мм², а опір удару стає значно вищим.

Загартування дозволяє досягти суто немагнітної аустенітної структури. При наступному нагріванні сталі Х18Н9 до 6000 градусів вона набуває магнітності. Таке нагрівання дозволяє виділитися хромовим карбідам, які роблять сталь малостійкою до корозії. Виділення карбідів проходить по межі зерен, а тому сталь набуває високого ступеня схильності до інтеркристалічної корозії. Прокорродована сталь стає дуже крихкою, втрачає звичайний металевий звук при ударі і ламається при згинанні. Це пояснює і "ножеву" корозію біля зварювальних швів.

Для запобігання цим негативним факторам в нержавіючу сталь додають трохи ніобію і титану. Дані елементи за рахунок утворення міцних карбідів пов’язують вуглець, залишаючи весь хром при цьому в розчині, що дозволяє усунути інтеркристалічну корозію.

Нержавіючі сталі чудово пручаються впливу слабких мінеральних та органічних кислот, а також азотної кислоти. Соляна і сірчана кислоти розчиняють такі сталі. Найбільш стійкими нержавіючими сталями є хромонікелеві. Вони традиційно випускаються у вигляді наступних марок: 12Х18Н10Т (за американським стандартом AISI 321), 08Х18Н10 (AISI 304) та 12Х17 (ISI 430).

Давайте розглянемо деякі види нержавіючої сталі:

1. 12Х17 – це окалиностійка та кислостійка нержавіюча сталь, яка підходить для виробництва обладнання для азотнокислотних заводів (баки, трубопроводи, вежі, теплообмінники тощо), для виробництва обладнання для їдалень, кухонь, консервних заводів, предметів домашнього вжитку.
2. 08Х18Н9 – це нестійка кислостійка сталь. Ідеально підходить як матеріал для літаків, поплавків гідролітаків. Можна використовувати в архітектурі як оздоблювальний матеріал.
3. 04-12Х18Н10Т – ця нержавіюча сталь є кислостійкою, жароміцною до 6000, а також не піддається інтеркристалітній корозії. Її застосовують в азотній промисловості, в лакофарбовій, молочній та пивоварній промисловостях. З неї виготовляють посуд для їжі, апаратуру та насоси для роботи в шахтних кислотних водах, колектори та патрубки в авіамоторах для вихлопної системи та багато іншого.
4. Х18Н12М3Т і Х18Н12М2Т відрізняються від попередньої нержавіючої сталі підвищеною жароміцністю до 8000. Дані сталі чудово підходять для виготовлення деталей та апаратури, які вимагають стійкості до дії киплячої фосфорної кислоти, а також до мурашиної та сірчистої кислот.
5. Х18Н9Т – нержавіюча сталь, яка має достатню жароміцність і відмінно витримує тривале навантаження.
6. Х14Н14В – аустенітна сталь у складі якої присутні 2% W, 0,4% С та 0.4% Мо. Дана сталь жароміцна і зносостійка при роботі у великому навантаженні.

В аустенітних жароміцних сталях використовують різні зміцнюючі фази: карбіди хрому, титану, вольфраму або молібденіди, фольфраміди і т.д. З додаванням молібдену нержавіючі сталі більш ефективними у використанні для котельних труб. При високому вмісті Сr (понад 18%), нержавіюча сталь стає досить крихкою.

Варто також відзначити і чудові властивості сталі для використання як покрівельний матеріал. Така покрівля здатна служити щонайменше півстоліття. Для покрівлі під золото використовують нержавіючі сталі з покриттям нітриду титану, що дозволяє отримати просто чудову золоту імітацію.