Что такое нержавеющая сталь? Виды и характеристики.

В чем разница между углеродистой сталью и нержавеющей сталью?

Сталь, термин, который фактически описывает все семейство металлических сплавов, представляет собой универсальный и распространенный тип металла с широким спектром применений и применений. Существует много марок, но большинство типов стали делятся на две широкие категории: углеродистые стали и нержавеющие стали. Хотя они имеют одинаковый базовый состав железа и углерода, типы стали, как правило, содержат множество легирующих элементов. Углеродистая сталь обычно имеет содержание хрома менее 10,5%, но сталь должна содержать не менее 10,5% хрома, чтобы считаться нержавеющей. Эти различия придают каждому типу стали соответствующие свойства.

Об инструментальной

Инструментальная представляет собой сплав из твердых сталей, из которых делают режущие инструменты. Для изготовления ножей используют следующие марки:

D2 (57 HRC). Эта сталь довольно жесткая и износостойкая, производится в США. Из нее изготавливают крупные промышленные инструменты, посредством которых режут и штампуют более мягкие формы. В отличие от углеродистой D2 более устойчива к коррозии. Стоит отметить, что для затачивания ножа из D2 потребуется соответствующее оборудование. Примечательно, что сталь обладает абсолютной устойчивостью к коррозионным процессам. В России аналогом D2 стала Х12МФ.
Elmax (австрийского изготовления). Изначально из этой хромо-молибден-ванадиевой порошковой инструментальной стали делали режущие элементы для оборудования, посредством которого обрабатывали пластмассы. Позже ее начали использовать в качестве ножевой стали. Клинкам характерна высокая коррозионная стойкость, прочность и легкость при затачивании. Лезвие остается острым в течение длительного времени. Твердость ножей из Elmax по шкале Роквелла варьируется в пределах от 58 до 62 ед. Как утверждают эксперты, Elmax по своим характеристикам похожа на марки RWL34 и S30V, а по составу – на 440С (59 HRC). За счет наличия ванадия, который не предусмотрен для 440С, клинки из Elmax хорошо держат заточку под различными углами и отлично шлифуются. Недостаток ножей заключается в том, что они плохо переносят удары и нагрузки на излом.
ZDP-189. Эту порошковую инструментальную сталь выпускают в Японии с 1996 года. Преимущества марки в ее высокой ударопрочности и коррозионной стойкости. Стоит отметить, что некоторые производители ножей осуществляют процедуру закалки, после которой режущие изделия обладают твердостью в 69 ед. Примечательно, что такие клинки следует беречь от ударов и больших нагрузок. В Японии производят аналогичную сталь, которая известна как Cowry-X.

Что такое нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь относится к типу стали, которая определяется добавлением хрома и некоторых других легирующих элементов, таких как никель. Иногда ее называют нержавеющей сталью, поскольку она предназначена для защиты от окисления и поэтому является «неокисляющейся». Под воздействием кислорода железо окисляется, вызывая ржавчину, однако хром может подвергаться воздействию кислорода, не подвергаясь этому процессу. Поэтому на нержавеющую сталь наносится защитный слой из хрома, который создает барьер между кислородом окружающей среды и содержанием железа в металле. Это позволяет ему противостоять коррозии или ржавчине и делает его «нержавеющим».

Что лучше: нержавейка или углеродка?

Споры на эту тему ведутся давно. Но такая формулировка вопроса не совсем корректна: слово «углеродистая» говорит о процентном содержании углерода в составе сплава, а определение «нержавеющая» подчеркивает способность материала противостоять коррозии.

Принципиальное (но не единственное!) отличие одного вещества от другого – устойчивость к ржавлению. Кроме этого, конструкции из углеродистой стали быстро поглощают посторонние запахи, а «нержавейка» этому не подвержена. Это может быть особенно важным при выборе бытовых изделий из стали (например, при покупке кухонных ножей).

Состав с высоким содержанием углерода обладает лучшими режущими свойствами. Его податливая структура лучше поддается заточке, а режущая кромка из него будет тоньше края из не поддающегося коррозии сплава.

Сферы отраслей применения двух сталей также отличаются. Углеродку используют для выпуска небольших деталей и инструментов, которым не нужны улучшенные свойства металла. Она востребована на участках, где прочный металл необходим в большом объеме: например, при прокладке магистральных сетей.

Конструкции, которые работают с агрессивными смесями, изготавливают на основе нержавеющей стали. Их монтируют в химической, нефтегазовой промышленности. Нержавейке отдают предпочтение при создании деталей улучшенной прочности и долговечности (сфера медицины, авиа-, судостроение).

Источник

Типы нержавеющей стали

Различные уровни хрома в нержавеющей стали придают ей разные свойства, при более низком содержании хрома, как правило, получается более дешевая, но менее прочная сталь. Существуют различные виды нержавеющей стали, в том числе:

Аустенитная , наиболее широко используемый тип нержавеющей стали с низким пределом текучести, но высокой коррозионной и термостойкостью, обычно используется в бытовой посуде, промышленных трубопроводах и резервуарах, строительстве и архитектурных фасадах — это самое большое семейство нержавеющей стали, которое составляет около две трети всего производства нержавеющей стали
Ферритная сталь, как правило, без никеля, часто обладающая лучшей стойкостью к коррозии, нагреву и растрескиванию, чем более распространенные типы, и часто используется в стиральных машинах, котлах и внутренней архитектуре.
Мартенсит , который имеет тенденцию быть магнитным и менее коррозионно-стойким, чем другие нержавеющие стали, из-за низкого содержания хрома — эти материалы очень твердые и прочные и используются для изготовления ножей и лопаток турбин.
Дуплекс , композит из аустенитной и ферритной сталей, что делает его прочным и гибким, с вдвое большим пределом текучести по сравнению с аустенитной нержавеющей сталью, используемой в бумажной, целлюлозной, судостроительной и нефтехимической промышленности.
Осаждение , обладающее коррозионной стойкостью аустенитных металлов, но может быть усилено до более высокой прочности, и поэтому может быть чрезвычайно прочным при добавлении других элементов, таких как алюминий, медь и ниобий.

Преимущества

Коррозионные свойства
Высокая и низкая термостойкость
Существует большое разнообразие типов
Прочный и очень прочный
Низкие эксплуатационные расходы и простота очистки
Долговечный при относительно низкой стоимости в течение всего жизненного цикла
Может быть придана особая отделка, если требуется привлекательный косметический вид, и не тускнеет легко
Экологически чистый и пригодный для вторичной переработки

Недостатки

Высокая стоимость особенно при начальных затратах
Металл может быть трудным в обращении, особенно без самых высокотехнологичных машин и технологий.
Часто приводит к дорогостоящим отходам и переделкам

Применения

Нержавеющая сталь имеет широкий спектр применения и промышленных применений, в зависимости от типа используемой стали. Нержавеющая сталь была впервые использована в автомобилестроении компанией Ford в 1930-х годах компанией Ford и с тех пор используется в автомобилях для выпуска выхлопных систем, решеток, декоративных элементов и структурных компонентов. Это распространяется на авиастроение, где он используется в корпусах самолетов, реактивных двигателях и шасси. Его устойчивость к коррозии, низкие эксплуатационные расходы и простота очистки делают его полезным для транспортировки и взаимодействия с химическими веществами, и он часто используется в чистых и стерильных условиях. Таким образом, медицинские технологии также широко используются.

Прочность, стойкость и гибкость некоторых нержавеющих сталей делают их общей чертой в архитектуре, чему также способствуют его эстетические особенности и привлекательная отделка. Например, нержавеющая сталь часто используется в терминалах Eurostar в Лондоне и на мосту Helix в Сингапуре.

Одно из наиболее распространенных повседневных применений нержавеющей стали — это производство продуктов питания и общественного питания, где она используется для производства посуды, столовых приборов, кухонных принадлежностей и бытовой техники. Посуда, такая как ножи, изготавливается из менее пластичных марок нержавеющей стали, в то время как более пластичные марки используются для грилей, духовок, кастрюль и раковин.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА НЕРЖАВЕЙКИ

Оценка качественных характеристик нержавеющей стали имеет зависимость от различных параметров, таких как количество добавок, способа соединения и т.д. После сварочных работ в местах швов нержавющая сталь теряет свою устойчивость к коррозии, что может привести к образованию ржавчины и затем к ее разрушению. Покрашенную нержавейку нужно будет чистить от ржавчины, заново проводить шлифовку, из-за чего сталь будет утрачивать свою стойкость к влаге. Чтобы заранее провести оценку нержавеющей стали, нужно прибегнуть к соляному раствору: в случае высокого качества материала на стали не останется никаких пятен.

Углеродистая сталь

Углеродистая сталь, с другой стороны, имеет гораздо более низкие уровни хрома, а вместо этого представляет собой углерод-железный сплав только с несколькими другими материалами, если таковые имеются, как часть его состава. В результате ее можно назвать «низколегированной» сталью. И нержавеющая сталь, и углеродистая сталь имеют этот базовый состав, но углеродистую сталь можно определить по содержанию углерода. Обычно это около 2–2,5%, но часто бывает разным. Хотя углеродистая сталь подвержена ржавчине, в отличие от нержавеющей стали, она часто дешевле и имеет свои собственные механические свойства в зависимости от содержания углерода.

Низкоуглеродистые стали слабее и мягче, но их легко обрабатывать и сваривать; тогда как высокоуглеродистая сталь прочнее, но значительно труднее в обработке.

Типы углеродистой стали

Определяющим элементом любого сплава углеродистой стали является его содержание углерода, поэтому именно так упорядочиваются и классифицируются различные типы углеродистой стали.

Низкоуглеродистая сталь : наиболее широко используемая форма углеродистой стали с содержанием углерода менее 0,25% — они обычно относительно слабее и мягче, но легче свариваются и пластичны, и поэтому часто используются для обработки и сварки для получения низкого давления. Стоимость
Среднеуглеродистая сталь : с содержанием углерода 0,25-0,6% и содержанием марганца 0,6-1,65%, эти металлы можно улучшить с помощью термической обработки, хотя это может быть выполнено только на очень тонких профилях, если не добавлены дополнительные легирующие элементы. — эти стали прочнее, но менее пластичны, чем стали с низким содержанием углерода.
Высокоуглеродистая сталь : это самая твердая и прочная углеродистая сталь, с самой низкой пластичностью, очень износостойкой и почти всегда закаленной и отпущенной — они, как правило, имеют содержание углерода 0,6-1,25% и марганца 0,3-0,9%.

Преимущества

Повышенная сила
Дешевле, чем нержавеющая сталь
Износостойкий
Прочный и ударопрочный
Безопасен в обращении и работе по сравнению с другими металлами
Экологичность и простота переработки

Недостатки

Сильный, с которым иногда сложно работать
Хрупкий, нелегко сгибается или деформируется
Более подвержен ржавчине и коррозии
Менее привлекательный внешний вид, невозможно добиться отделки из нержавеющей стали

Применения

Различные типы углеродистой стали применимы в широком спектре отраслей и секторов. Низкоуглеродистые стали могут использоваться в деталях кузова автомобилей, трубах, конструкциях и деталях мостов, а также пищевых банках. Среднеуглеродистая сталь используется для изготовления железнодорожных путей, колес поездов, коленчатых валов, зубчатых колес и деталей машин, требующих более высокой прочности и ударной вязкости, и точно так же высокоуглеродистая сталь используется в режущих инструментах, пружинах из высокопрочной проволоки и штампах из-за ее твердости.

Как отличить нержавейку от других металлов

Нержавеющая сталь широко используется в производстве изделий и техники, строительной сфере и многих других отраслях. Нередко потребители задаются вопросом, как отличить нержавейку от других металлов, ведь на первый взгляд они очень похожи. Для решения этой задачи есть несколько советов специалистов, которые помогут вам точно понять, какой именно металл использовался.

Как отличить нержавейку от алюминия

Одним из самых популярных видов металла в производстве является алюминий. Его часто используют для изготовления бытовых изделий. Чтобы точно определить, какой перед вами металл, воспользуйтесь этими советами и проведите несколько простых тестов.

Самым простым способом является использование магнита. Алюминий является парамагнетиком и практически не магнитится. В бытовых условиях провести проверку с помощью магнита сможет даже ребенок.
Использование простого листа бумаги. Чтобы провести тест, потребуется устранить с поверхности исследуемого предмета грязь и провести бумагой, с силой надавливая на изделие. Если перед вами нержавейка, то на листе не останется никаких следов, при алюминии – проступят серые полосы.
Еще одним критерием отличия нержавейки от алюминия является цвет металла. Если поверхность гладкая и блестит, то перед вами нержавеющая сталь, алюминий имеет матовую поверхность без характерного блеска.
Показатели теплопроводности. Для установки принадлежности металла достаточно налить воду в емкость и довести до кипения. В алюминиевой посуде вода закипит намного быстрее, так как теплопроводность у данного металла намного выше.
Отдельно можно выделить химические способы определения нержавейки с использованием различных кислот и щелочи. При обработке алюминия щелочью на поверхности остаются бурые пятна, у нержавейки видимых изменений не будет.
Воздействие медным купоросом. Этот реактив вы сможете найти в любом сельскохозяйственном магазине. После нанесения на поверхность алюминия обязательно останутся мутные разводы. На нержавеющую сталь купорос никак не влияет.

Использование этих методов позволит вам в домашних условиях со стопроцентной точностью определить, где изделие из алюминия, а где из нержавейки.

Как отличить нержавейку от других видов стали

С виду все марки стали практически одинаковые, но при этом имеют разные технические характеристики. Это означает, что изделия из разных видов стали ведут себя по-разному. Чтобы отличить нержавейку от другой марки стали, можно воспользоваться несколькими способами:

Использование азотной кислоты. Данная химическая жидкость помогает отличить нержавейку от углеродистой стали. Если нанести несколько капель на поверхность стали, начнется реакция, при которой будет выделяться едкий пар. Эта реакция характерна для углеродистой стали, с нержавейкой никаких изменений не произойдет.
Проверить отсвет на поверхности. У нержавейки на поверхности видны синевато-желтые оттенки.
Маркировка. На продукции из стали всегда ставится вид и марка используемого материала. Если перед цифрами стоит буквенные показатели «НЕРЖ», это означает использование легированной стали.

Эти простые советы позволят точно установить наличие нержавеющей стали.

Как отличить нержавейку от цветных металлов

Несведущему человеку сложно разлить нержавеющую сталь от цветных металлов. Для этого потребуются сложные химические действия и реактивы. И все же можно воспользоваться некоторыми советами специалистов:

Возьмите небольшой кусочек образца и просверлите дырку. В дюрале стружки отходят по спирали и не прилипают к сверлу.
Можно использовать перекись водорода и 20 % сульфида натрия. При нанесении этих реагентов на срез, поверхность у цветных металлов потемнеет.

Отличительные характеристики пищевой нержавейки от технической

Надо сказать, что разделение нержавеющей стали на два вида имеет особый характер, так как они отличаются областями использования. Главное отличие между ними заключается в обработке поверхности. Для пищевого типа поверхность имеет особое значение, так как металл будет соприкасаться с пищевой продукцией.

Отличительными чертами пищевой нержавейки является гладкая поверхность с высоким уровнем обработки. Пищевая нержавейка — высоколегированный металл, который устойчив к коррозии и ржавчине.

Количество добавок отражается на качестве эксплуатации изделий. Пищевой вид подвержен влиянию агрессивной щелочной среды, поэтому в него добавляет большее количество примесей металла.

По составу и маркировке можно с точностью определить, какого типа нержавейка.

Итоги

Для определения вида металла и отличительных особенностей нержавейки достаточно знать азы химии и некоторые характеристики металлов. Проводя несложные химические опыты или используя простые бытовые способы установки изделий из нержавеющей стали, вы легко определите, какой именно тип металла был использован.

Также рекомендуем прочитать:

Хотите обеспечить долговечность строительству? Выбирайте алюминиевый профиль!

Алюминиевые трубы в наше время: их преимущество, практичность и сфера применения.

Советы по выбору карниза для гостиной

Читайте также: Латуни (ГОСТ 15527-2004)

Можно ли приваривать нержавеющую сталь к углеродистой стали?

Хотя технически возможно сварить эти разные типы металлов вместе, широко распространено мнение, что делать это не рекомендуется. Сварка углеродистой и нержавеющей стали обычно не выполняется, поскольку они имеют разные уровни электропроводности. Углеродистая сталь обычно предварительно нагревается во время контактной сварки, поскольку она более электропроводна и не нагревается так быстро, как нержавеющая сталь. Поэтому достижение нужной температуры сварного шва часто бывает чрезвычайно трудным. Поэтому обычно рекомендуется сваривать стали одного и того же типа, а не смешивать и сочетать их.

О свойствах стали

Как утверждают специалисты, в хорошем ноже сталь клинка должна обладать следующими основными свойствами:

Твердостью. Данный показатель измеряется в HRC по шкале Роквелла. Высокое значение свидетельствует о том, что лезвие не деформируется и не сломается под физическим воздействием.
Прочностью на изгиб. Благодаря ударной вязкости стали на поверхности клинка под воздействием нагрузок не образуется трещин и сколов. Примечательно, что прочность напрямую связана с твердостью. Чем выше вязкость, тем менее жесткий получается сплав.
Износостойкостью. Данное свойство свидетельствует об устойчивости стали к повреждениям от твердых абразивных частиц.
Коррозионной стойкостью. Сталь не подвержена к образованию коррозии и ржавчины под влиянием внешних факторов, а именно влаги и солей.
Хороший нож должен долго оставаться острым. В таком клинке сохраняется острая режущая кромка даже после нескольких резов.

Сравнение углеродной стали с нержавеющей

Способность впитывать запахи

Углеродистая сталь сама по себе имеет приятный запах (особенно чистая и свежезаточенная), но при этом она быстро впитывает посторонние запахи. Если мы строгаем ножом из углеродки дерево, это даже здорово, а вот для нарезки продуктов не очень хорошо: от «аромата» лука или копченой рыбы инструмент придется отмывать довольно долго. С нержавеющей сталью таких проблем нет; сама по себе она также не имеет запаха. Для кухонных ножей это однозначный плюс.

Состав легированной стали (нержавейки)

В состав легированной стали (нержавейки) входят такие основные элементы как: хром, титан, никель, ниобий. Эксплуатация изделий по длительности, напрямую зависит от качественного состава стали, а так же от марки которую выбрал производитель. Нержавеющую сталь разделяют по разным маркам, и у каждой марки имеется свой ГОСТ.

Следует отметить, что нержавейка набирает популярность за счет своих свойств и качества сплава, а именно: высокий уровень прочности, легкость и удобство ухода, надежность и непоколебимая стойкость к коррозии.

По своему производству нержавеющая сталь проходит несколько этапов переработки. После получения легированного сплава с добавлением всех необходимых элементов для прочности, сплав обрабатывается с помощью литья и резки. Если говорить подробней, то такая обработка бывает разных видов, то бишь, механическая, фрезерная и термическая.

Разновидности

Нержавеющие стали делятся на несколько видов:

ферритные;
мартенситные;
аустенитные.

Для ножей используют несколько видов нержавеющей стали.

Мартенситная

Материалы с мартенситной структурой хорошо поддаются закалке. К таким сталям относятся марки 65Х13, 95Х18, 440С. Они имеют высокую степень закалки по сравнению с простыми углеродистыми сплавами (1050-1100 против 750-800), но их твёрдость на одну-две единицы по Роквеллу ниже. Сказывается тот факт, что хром оказывает связывающее воздействие углерода, при этом снижается закалочная структура мартенсита. Это и породило название.

Ферритная

Ферритная структура мягкая, её нельзя закалить. Коррозионная стойкость у такого материала тянет на твёрдую троечку по пятибалльной шкале. Сюда относятся марки 04Х13, 02Х18.

Аустенитные или хромоникелевые стали

Аустенитные нержавейки – это стали марок: Х12Н8, Х12Н8Т10. Материал можно закалять, но при этом повышается вязкость и падает твёрдость.

Основные преимущества:

Высокая коррозионная стойкость не позволяет ржаветь от воды, кислот, грязи.
Не тускнеет со временем.
Обладает чудовищной вязкостью и пластичностью. При нагрузке на разрыв происходит удлинение проволоки в 16 раз. Даже латунь и медь не имеют такого свойства. После деформации свободно возвращает прежнюю форму.
При холодной ковке материал способен сильно затвердевать (до 45 ед. по Роквеллу) с сохранением вязкости.

Ферритно-аустенитный или двухфазный сплав

Существует обособленная группа: ферритно-аустенитная, по-другому такие образцы называют дуплексными или двухфазными сталями. Дуплексы включают в себя примерно половину феррита и половину аустенита, они имеют характеристики обеих фаз. Для получения такого сплава в микс, помимо хрома и никеля, добавляют молибден и ванадий. Это необходимо для увеличения прочности на разрыв и облегчения процесса сварки.

Нож из двухфазного сплава.

Очень важный показатель дуплексов – уникальная прочность. Из-за невысокой цены, а также лёгкости и податливости в обработке, успешно применяется во многих отраслях.