Основным преимуществом нержавеющей стали является её долговечность. Это обеспечивает простоту эксплуатации и обслуживания. Нержавеющая сталь обладает коррозионной стойкостью, а также превосходной стойкостью к окислению.
При выборе нержавеющей стали, которая должна выдерживать коррозийные среды, обычно используются аустенитные нержавеющие стали. Обладая превосходными механическими свойствами, большое количество никеля и хрома в аустенитных нержавеющих сталях также обеспечивает превосходную коррозионную стойкость. Кроме того, многие аустенитные нержавеющие стали можно сваривать и формовать. Двумя наиболее часто используемыми марками аустенитной нержавеющей стали являются марки 304 и 316.
Химический состав: находим главное отличие
Обе марки относятся к немагнитному, аустенитному типу стали, являются железосодержащим сплавом и не закаливаются при термообработке. Каждый из этих сортов нержавеющей стали устойчив к коррозии, довольно прочен, легко формуется.
Разница, в первую очередь, заключается в добавлении молибдена к сплаву 316. Молибден дополнительно увеличивает коррозионную стойкость материала, что делает его идеальным для более кислых сред. Кроме того, 316 сталь имеет больший срок службы относительно 304 стали, если подвергается механическим нагрузкам. Это становится очевидно на выработке шестерней изготовленных из 304 и 316 сталей — 316 сталь значительно меньше подвержена износу.
| Состав | Содержание в AISI 304, % | Содержание в AISI 316, % |
| Хром (Cr) | 18–20 | 16–18 |
| Никель (Ni) | 8–10,5 | 10–14 |
| Молибден (Mo) | нет | 2–3 |
| Марганец (Mn) | 2 | 2 |
| Кремний (Si) | 1 | 1 |
| Азот (N) | 0,11 | 0,11 |
| Углерод (C), макс. количество | 0,08 | 0,03 |
| Фосфор (P) | 0,045 | 0,045 |
| Сера (S) | 0,015 | 0,015 |
| Железо (Fe) | Оставшаяся часть | Оставшаяся часть |
Состав и применение Aisi 304
Аустенитный нержавеющий сплав, помимо железа, содержит следующие добавки, %:
- углерод до 0,08, медь до 1,0, марганец до 2,0;
- хром от 18 до 20;
- никель 8,0 ‒ 10,5.
Содержание фосфора и серы не превышает сотых долей процента.
Свойства:
Металлические листы выпускают горячекатаным и холоднокатаным способом. Используют металлоизделия для изготовления:
- дымоходов, систем вентиляции;
- котлов, теплообменников;
- химического, медицинского оборудования;
- строительных металлоконструкций;
- сосудов, работающих под давлением;
- оснащения предприятий общественного питания.
Из стали AiSi 304 делают сварные, бесшовные трубы и арматурные элементы, например, отводы.
Российский аналог сплава AiSi 304 ‒ марка стали 08Х18Н10, для AiSi 304L подходит 03Х18Н11.
Где используется нержавеющая сталь марок 316 и 304
304 часто используется для производства кухонной утвари, включая раковины, кастрюли и сковороды, а также столовые приборы. Эта марка нержавеющей стали хорошо подходит для хранения пищевых жидкостей, производства резервуаров и оборудования для приготовления пищи. Она также используется в теплообменниках, фасадах зданий, колпаках колес, хомутах для шлангов, сосудах высокого давления и других изделиях, применяемых в окружающей среде и контактирующих с пресной водой.
Нержавеющая сталь марки 316 с добавлением молибдена более устойчива к агрессивным средам, чем 304. 316 больше подходит для контакта с морской воды. Благодаря большей устойчивости к окислению она также широко используется при производстве нефтеперерабатывающего оборудования, крепежных изделий, оборудования для обработки целлюлозы и бумаги, фармацевтического оборудования и хирургических инструментов.
Нержавейка AISI 316
AISI 316 имеет практически идентичный состав, что и марка AISI 304. Отличием является процентное содержание элементов и добавление молибдена (2-3%). Это приводит к более высокой коррозионной стойкости. Поэтому часто говорят, что AISI 316 является улучшенной версией AISI 304
Нержавеющая сталь 316 хорошо переносит воздействие агрессивных химических веществ и соленой воды. Это делает ее идеальной для строительства в морской и прибрежной зонах. Кроме этого, она применяется для изготовления медицинского, химического и нефтеперерабатывающего оборудования.
Нержавеющая сталь марок 304 и 316 в насосном оборудовании
Сталь этих марок популярна у производителей насосов. Однако в некоторых случаях нержавеющая сталь AISI 316 — единственно верное решение. Например, для насосов, которые используются на судах с целью санитарно-технического снабжения морской водой или охлаждения оборудования морской водой. AISI 316 отличается повышенной стойкостью к образованию всех видов коррозии в морской воде. Также в нефтехимической, нефтеперерабатывающей или горнодобывающей отрасли при транспортировке агрессивных жидкостей стоит отдать предпочтение насосам с корпусом из сплава марки 316 ввиду его большей долговечности и выносливости по сравнению с 304. Не обойдется и насосное оборудование для пищевой и фармацевтической промышленности без деталей из сплава AISI 316, поскольку при контакте со средой на поверхности металла образуется пленка, препятствующая появлению ржавчины и других дефектов в течение всего срока эксплуатации.
Так что же выбрать? Однозначного ответа нет. 304 сталь значительно дешевле 316 и её выбор во многих случаях оправдан.
В какой именно среде планируете использовать оборудование? Если она соленая или кислая, выбирайте AISI 316. Это, пожалуй, основная и самая точная рекомендация. Как уже говорилось, молибден имеет значение. Какая будет рабочая температура жидкостей, контактирующих с металлом? Высокие температуры ускоряют коррозию. Значит, подходит более высокий класс — 316.
Стоимость является важным фактором при выборе подходящей марки нержавеющей стали. Но порой сэкономив на оборудовании, вы в дальнейшем потеряете больше на обслуживании, ремонтах и простое. Поэтому лучше всего проконсультироваться со специалистами, чтобы понять, какая именно марка подходит под ваши требования.
Ферритные нержавеющие стали тип 430
| Тип | Состав | Плотность ρ, кг/м3 | Модуль упругости E, ГПа | Коэффициент линейного температурного расширения α, 1/К | Коэффициент теплопроводности λ, Вт/м К | Твёрдость HRC (HRB) | Твёрдость | Примечание |
| 430 | <0.12% C, 16-18% Cr, <0.75% Ni, <1.0% Mn | 7750 | 200 | 10,4 | 23,9 | (89) | 183 | Хорошая коррозионная стойкость в азотной кислоте и некоторых органических кислотах. В целом имеет антикоррозионные свойства близкие к стали типа 304. |
| 430F | <0.12% C, 16-18% Cr, <1.25% Mn | 7750 | 200 | 10,4 | 23,9 | (89) | 183 | Повышенное Состав серы. Несклько худшие антикоррозионные свойства по сравнению со сталью 430. |
Особенности и преимущества
Пищевая нержавейка марки стали AISI, используемая для изготовленния посуды и трубопроводов, имеет следующие характеристики:
- сопротивляемость агрессивной химической среде;
- обеспечение длительной эксплуатации;
- антикоррозионная стойкость всей поверхности;
- экологическая безопасность;
- соответствие стандартам миграции солей тяжёлых металлов;
- сохранение первоначальных свойств, облегчающих чистку и уход.
При выборе марки стали для пищевой нержавейки учитывают требования международных стандартов, определяющих материал, размеры, качество и маркировку изделий, в частности DIN 11850-1999. Насколько приемлемы эти характеристики, зависит от условий эксплуатации, можно ориентироваться на требования к свойствам металла, которые обеспечивают легирующие компоненты.
Популярные марки
В некоторых случаях под понятие пищевой может попасть и другая марка, не предполагающая контактирования продуктов при длительном воздействии агрессивных сред. Для изготовления обеденных приборов используют сталь, обладающую меньшим антикоррозийным потенциалом.
Виды нержавейки:
- 08Х18Н10 (AISI 304) – распространенная марка пищевой стали, нержавейка, используемая в пищевой промышленности, не взаимодействующей с каустической содой и активными сульфаминовыми растворами. Уникальный состав 08Х18Н10 допускает возможность электрической полировки изделий, обеспечивает прочность при межкристаллитной коррозии и высокий уровень свариваемости.
- 08Х13 (AISI 409) – популярная марка стали пищевой нержавейки для изготовления кухонной бытовой утвари, характеризуется высокими эксплуатационными свойствами.
- 20Х13–40Х13 (AISI 420) – данный состав приемлем для любых видов моек бытового и производственного порядка, посуды для тепловой и гигиенической обработки продуктов. Сплавы этого типа отлично противостоят ржавлению при высоких температурах, высокопластичны и износостойки.
- 12Х13 (AISI 410) – пищевая марка стали-нержавейки в составе оборудования в сфере виноделия, изготовления алкогольных напитков, переработки отходов. Сплав обладает повышенной жаропрочностью в слабоагрессивной среде, устойчивостью к коррозии, ударной вязкостью.
Нержавейку видов 12Х18Н10Т и 08Х18Н10Т легко обрабатывать, сваривать, полировать, её используют в медицине, пищевой, спиртовой, нефтевой промышленности.
Популярные марки пищевых сталей
| EN10088-2, EU | ГОСТ, РФ | AISI, США | JIS, Япония | Германия, DIN |
| 1.4301 | 08X18H10 | 304 | SUS304 | XBCrNi18-10 |
| 1.4016 | 12X17 | 430 | SUS430 | XBCr17 |
| 1.4401 | 03X17H13M2 | 316 | SUS316 | X5CrNiMo17-12-2 |
| 1.4541 | 12X18H10T | 321 | SUS321 | XBCrNiTi18-10 |
Применение
Сферы применения нержавейки:
- пищевая промышленность, кухонные приборы; с повышением уровня жизни использование стали в быту и продуктовом производстве лишь возрастает;
- нержавеющий металл широко востребован в химической промышленности — баки, ёмкости, реакторы, трубы (здесь нержавейка пищевая из марки стали 316, содержащая от 6% молибдена, является приемлемой);
- целлюлозно-бумажное производство использует нержавейку с молибденом в составе наравне также с маркой AISI316;
- электроэнергетика – сжигание нефти, угля, газа — требует нержавеющего металлопроката, начиная от малых предприятий до энергетических комплексов;
- охрана окружающей среды – сталь является расходным материалом при строительстве новых заводов согласно экологическим требованиям;
- транспортное машиностроение – для обеспечения безопасности при транспортировке грузов, при которой широко задействованы контейнеры из стали AISI316L.
Мартенситные нержавеющие стали 410, 420, 431 и 440
| Тип | Состав | Плотность ρ, кг/м3 | Модуль упругости E, ГПа | Коэффициент линейного температурного расширения α, 1/К | Коэффициент теплопроводности λ, Вт/м • К | Твёрдость HRC (HRB) | Твёрдость | Примечание |
| 410 | <0.15% C, 11.5-13.0% Cr, <1.0% Mn | 7750 | 200 | 9,9 | 24,9 | — | 225…388 | Основная мартенситная сталь. Умеренная коррозионная стойкость в пресной воде, в пищевых средах, слобоконцентрированных кислотах и щелочах. |
| 420 | <0.15% C, 12.0-14.0% Cr, <1.0% Mn | 7750 | 200 | 10,2 | 20,2 | — | 277…385 | Близкий аналог 20Х13. Умеренная коррозионная стойкость в пресной воде, в пищевых средах, слобоконцентрированных кислотах и щелочах. |
| 431 | <0.20% C, 15-17% Cr, 1.25-2.50% Ni, <1.00% Mn | 7750 | 200 | 10,3 | 24,9 | — | 262…444 | Антикоррозионные качества несколько ниже, чем у стали типа 304. |
| 440A | 0.65…0.75% C, 16-18% Cr, 0.75% Mo, <1.00% Mn | 7650 | 200 | 10,1 | 24,2 | 55 | — | Умеренная коррозионная стойкость в пресной воде, в пищевых средах, слобоконцентрированных кислотах и щелочах. |
| 440B | 0.75…0.95% C, 16-18% Cr, 0.75% Mo, <1.00% Mn | 7650 | 200 | 10,1 | 24,2 | 57 | — | Аналог 95Х18. Коррозионная стойкость как для стали типа 304. |
| 440C | 0.95…1.20% C, 16-18% Cr, 0.75% Mo, <1.00% Mn | 7650 | 200 | 10,1 | 24,2 | 59 | — | Коррозионная стойкость как для стали типа 304. |
Информация подготовлена по материалам сайтов:
https://www.azom.com/ https://www.bssa.org.uk/ https://www.suppliersonline.com/.
Марки термостойкой нержавейки
Потребители заблуждаются, думая, что изделие из нержавейки не разрушится в условиях повышенных температур. Для работы в высокотемпературных условиях и под воздействием электрического тока предусмотрены термостойкие марки стали пищевой нержавейки, характеризующиеся ползучестью и прочностью.
Показатель ползучесть предполагает свойство материала выдерживать воздействие непрерывной деформации в неблагоприятных условиях, высокими температурами. Прочность отвечает за противостояние внешним воздействиям. Из подобных сплавов изготовлены нагревательные элементы печей, подвергающиеся температуре более 550 градусов. Обычная сталь образует оксид феррума на поверхности.
Для устойчивости к температуре 1000 градусов и выше сплавы должны содержать от 17 % хрома и некоторый процент никеля, прочих компонентов. Термостойкая сталь содержит хром, алюминий, кремний, титан, а наиболее прочная — никель.
К жаропрочным относятся следующие марки нержавеющей стали: 20Х23Н18 (AISI 310), 10Х23Н18 (AISI 310S), 20Х20Н14C2 (AISI 309), 20Х25Н20С2 (AISI 314), 95Х18. Их задействуют для изготовления камер сгорания, хомутов, креплений, корзин в термопечах.
Марки, характеризующиеся максимальной термостойкостью: 15Х25Т, 36Х18Н25С2, 15Х6СЮ, 08Х17Т. Состав и маркировку термостойких сталей регулирует ГОСТ 5632-72.
Змеевик для конденсата
В изготовлении змеевика для дистиллятора или самогонного аппарата возникают некоторые сложности: при попытке согнуть материал он сплющивается, а из-за отличий в диаметре трубки по всей длине происходит перепад давления в системе и неравномерность конденсации.
Чтобы сохранить стабильную величину диаметра, трубку наполняют сухим песком, утрамбовывая его постукиванием, а концы закрывают конусоподобными деревянными пробками. В таком состоянии змеевик наматывают на отрезок трубы. Затем пробки выжигают или высверливают дрелью, и после промывания змеевик готов к использованию.
