Классификация нержавеющих сталей и их маркировка

Марки нержавеющей стали

Содержание статьи

В начале прошлого столетия специалистам в области металлургической промышленности удалось заметить, что взаимодействие хрома и кислорода является лучше, чем с железом. Именно в то время для того чтобы на железо воздух влиял наименьшим образом металлурги стали смешивать его с хромом. Так появилась нержавеющая сталь, которая сегодня незаменимым материалом для современно промышленности.

Важно: Следует заметить, что полностью избавить железо от появления коррозии практически не удастся. Рано или поздно даже нержавеющая сталь тоже покрывается ржавчиной. Правда для этого требуется больше времени.

Виды нержавеющей стали

Нержавеющая сталь представляет собой привлекательный материал для использования в современной промышленности. Он состоит из железа и примеси хрома.

Внимание: Для того чтобы обеспечить наиболее длительную защиту железа от появления коррозии необходимо при производстве нержавеющей стали добавить в него не менее десяти процентов хрома.

Также в смесь для производства нержавейки добавляются и другие элем6нты, которые представлены:

Они необходимы для того чтобы материал приобрел свои физико-хиимические качества и стал более прочным.

Благодаря смеси железа и других элементов появляется материал, который способен противостоять появлению коррозии. В зависимости от пропорциональности добавленных элементов нержавеющий материал получается прочным и он способен противостоять даже высоким температурам. Благодаря пластичности нержавеющую сталь используют в самых разных отраслях промышленности.

Железо само по себе покрывается ржавчиной достаточно быстро. Если смешать его с хромом и другими элементами на его поверхности образуется невидимая пленка, которая предотвращает поступление к нему кислорода. В результате окисления не производится. Данный слой является достаточно прочным. Что делает материал более устойчивым к образованию трещин, вмятин и многих других дефектов. Сталь способна восстанавливаться со временем самостоятельно.

Марки нержавеющей стали и их характеристики

В современном мире представлено более двухсот пятидесяти видов нержавеющей стали. Они отличаются по своим сериям или маркам и по свойствам. Самыми популярными марками нержавеющей стали в настоящее время являются те виды, которые принадлежат к 300-й и 400-й серии. Они обладают высоким уровнем стойкости к появлению коррозии. К тому же у них слой защитной пленки является достаточно прочным из-за оптимально-подобранной пропорциональности использованных при производстве элементов. Нержавеющая сталь данных серий обладает высокой прочностью и пластичностью. Она активно применяется для производства различных предметов в современной промышленности. В скором времени конкуренцию данным сериям может составить 200 серия стали, которая, по мнению потребителей, имеет оптимальное сочетание стоимости и качества.

Характеристика нержавеющих сталей aisi

На современном рынке большим спросом пользуется нержавеющая сталь трехсотой серии. Она подразделяется на несколько видов в зависимости от химического состава:

• аустенитная,
• аустенитно- ферритная,
• аустенитно-мартенситная.

В стали этих видов содержится разное количество никеля, хрома. углерода.

Марки нержавеющей стали aisi:

Нержавеющая сталь aisi 304

aisi 304 (08Х18Н10) получила широкое распространение в пищевой промышленности. Она отлично подходит для сварки и для тог, чтобы противостоять появлению ржавчины.

Нержавеющая сталь aisi 316

aisi 316 (10Х17Н13М2) о бразуется, если в сталь марки aisi 304 (08Х18Н10) добавить такой элемент, как молибден. Данная марка нержавейки получила широкое распространение в судостроительной, нефтегазовой и химической видах промышленности. Она устойчива к агрессивным средам.

Нержавеющая сталь aisi 316Т

aisi 316Т (10Х17Н13М2Т) о бладает высоким уровнем прочности за счет того, что в ней содержится больше титана, чем в предыдущих марках. Она нашла широкое применение в области создания оборудования для химической и пищевой промышленности.

Нержавеющая сталь aisi 321

aisi 321 (12-08Х18Н10Т) с амое большое количество титана среди всех марок трехсотой серии. Способна выдерживать температуры нагревания до 800 градусов Цельсия.

Нержавеющая сталь aisi 430

Среди марок четырехсотой серии наиболее широкое применение получила марка aisi 430 (12Х17). В целом вся серия характеризуется тем, что в нее входят марки нержавеющей стали, которые созданы с высоким содержанием хрома. Для марки aisi 430 характерно то, что материал отлично гнется и подвергается сварочным работам. Такую сталь можно использовать для мест с высокими температурными перепадами. Чаще всего ее используют для декора зданий и в нефтегазовой отрасли промышленности.

Нержавеющая сталь aisi 201

В двухсотой серии нержавеющей стали тоже есть достойные марки, на которые следует обратить свое внимание. Среди них наиболее сильно выделяется сталь марки aisi 201 (12Х15Г9НД). Она отличается от более дорогих марок из других серий тем, что в ней вместо никеля используется смесь таких элементов, как азот и марганец. Благодаря своим химическим и физическим качествам она получила широкое распространение в пищевой и медицинской промышленности. Она также подходит для производства разного рода ограждений, труб.

Нержавеющая сталь — марки, виды и характеристики

Нержавеющие (коррозионностойкие) стали – сплавы на основе железа и углерода, содержащие, помимо основных компонентов и стандартных примесей, легирующие элементы. Основной добавкой является хром (Cr), которого в коррозионностойком сплаве должно быть не менее 10,5%. В таком количестве Cr оказывает существенное влияние на диаграмму состояния «железо-углерод». Хром и никель, также в большинстве случаев присутствующие в нержавеющих сталях, повышают не только устойчивость металла к коррозии, но и другие технические характеристики.

Правила маркировки коррозионностойких сталей

Обозначение состоит из цифр и букв. Двузначное число в начале маркировки – количество углерода в сотых долях процента. Далее следуют буквы, характеризующие определенные легирующие элементы. После них ставятся цифры, равные процентному содержанию легирующих элементов, округленному до целого числа. Если процент добавки находится в пределах 1-1,5, то после буквы цифра не ставится. Для условного обозначения легирующих компонентов в российской нормативной документации используется русский алфавит:

• Х – хром;
• Н – никель;
• Т – титан;
• В – вольфрам;
• Г – марганец;
• Д – медь;
• М – молибден.

Группы коррозионностойких сталей по структуре

Структура коррозионностойких сталей, их свойства и области применения определяются процентным содержанием углерода, перечнем и количеством легирующих добавок. По структуре нержавейка делится на несколько типов. Основные: ферритная, мартенситная, аустенитная. Существуют промежуточные варианты.

Ферритная

Эта группа относится к малоуглеродистым сплавам – C до 0,15%. Содержание хрома – до 30%. Объемнокристаллическая структура обеспечивает сочетание достаточно высокой прочности и пластичности. Нержавеющие стали ферритных марок относятся к ферромагнитным.

• способность к холодной деформации;
• основной тип термообработки – отжиг, снимающий наклеп;
• хорошая коррозионная стойкость;
• относительно невысокая стоимость.

Основная причина потери рабочих характеристик сталями ферритного класса – межкристаллитная коррозия (МКК), в результате которой разрушение происходит по границам зерен. Для устранения этого негативного явления избегают резкого охлаждения металла от +800°C, проводят стабилизирующий отжиг, находят оптимальный баланс между содержанием углерода и хрома. Полностью устранить склонность к МКК позволяет введение карбидообразующих элементов – титана и ниобия.

По стандарту AISI ферритные стали относятся к серии 400:

• 403-420 – содержание хрома 11-14%, никель отсутствует;
• 430 и 440 – 15-18% C, никель отсутствует;
• 630 – содержит 3-5% никеля. Хорошо обрабатывается, устойчива к коррозии в различных средах, схожа по свойствам с 08Х18Н10.

Эти материалы используются при производстве широкого сортамента труб, листов, профилей.

Таблица марок нержавеющих сталей ферритного класса по ГОСТу и AISI, основные сферы использования

Марка по ГОСТу 5632	Марка по AISI	Области применения
08Х13	409	Столовые приборы
12Х13	410	Емкости для жидких алкогольсодержащих продуктов
12Х17	430	Емкости для высокотемпературной обработки пищевой продукции

Мартенситная

К этой группе относятся металлы с содержанием хрома до 17%, углерода – до 0,5% (в отдельных случаях – выше). Мартенсит – структура, получаемая путем закалки заготовки с последующим отпуском. Для нее характерно сочетание высокой твердости, прочности, упругости и устойчивости к коррозии. Сплавы используются при производстве ответственной металлопродукции, предназначенной для работы в агрессивных средах. Это пружины, валы, ножи, фланцы. При повышении содержания C в структуре появляется карбидная фаза, обеспечивающая высокую твердость и износостойкость. Проведение низкого отпуска после закалки (+200…+300°C) обеспечивает высокую твердость – 50-52 HRC, высокого (+500…+600°С) – меньшую твердость (28-30HRC) и большую вязкость. Закалка производится при температурах +950…+1050°C.

Таблица марок мартенситных сталей по ГОСТу и AISI, их основные области применения

Марка по ГОСТу 5632	Марка по AISI	Области применения
20Х13	420	Кухонное оборудование
30Х13
40Х13
14Х17Н2 (мартенситно-ферритная)	431	Детали компрессорных установок, оборудование, эксплуатируемое в агрессивных средах и при пониженных температурах

Аустенитный класс

Этот обширный класс коррозионностойких сталей (по AISI – класс 300 и представитель класса 200 – AISI 201) обладает высокой устойчивостью к коррозии, пластичностью в холодном и горячем состоянии, прочностью, хорошей свариваемостью, способностью контактировать без разрушения с азотной кислотой. Немагнитность существенно расширяет области применения материала. Экономически выгодным является сочетание 18% Cr и 8% Ni. При необходимости получения стабильного состояния аустенита количество никеля повышают до 9%. Такие стали бывают нестабилизированными и стабилизированными. Стабилизированная группа легируется титаном и ниобием, снижающими склонность аустенитных марок к межкристаллитной коррозии.

Закалка осуществляется при температурах +1050…+1100°C с быстрым охлаждением, которое закрепляет состояние пресыщенного твердого раствора. Особенность этой группы – отсутствие упрочнения при закалке. В данном случае этот вид ТО является смягчающей операцией, направленной на снятие последствий наклепа. С этой же целью может применяться отжиг. Закалке подвергают мелкие детали, отжигу – массивные.

Таблица марок аустенитных сталей по ГОСТу и AISI, их основные области применения

Марка по ГОСТу 5632	Марка по AISI	Области применения
12Х18Н10Т	321	Технологические линии химической индустрии и предприятий нефтепереработки
08Х18Н10	304	Технологические трубопроводные системы в химической и пищевой индустрии, ограниченный ассортимент посуды, не включающий изделия для горячей обработки пищи
08Х17Н13М2	316	Технологическое оборудование химической индустрии, использование в качестве «пищевого» материала
12Х15Г9НД	201	Емкости и трубопроводы, контактирующие с органическими кислотами и умеренно агрессивными средами

Краткие характеристики некоторых видов аустенитных нержавеющих сталей:

• 304 – распространенный представитель этого класса. Прекрасно поддается глубокой вытяжке, поэтому применяется для изготовления объемных изделий. Подвержен щелевой коррозии в теплых средах с повышенным содержанием хлора, поэтому не рекомендуется к применению в морской воде и в отраслях, в которых используются чистящие составы с хлором.
• 321 и 347 – усовершенствованные варианты марки 304, отличающиеся добавками ниобия или титана.
• 316 – проявляет максимальную устойчивость к коррозии среди массово используемых коррозионностойких сталей.
• 201 – относительно недорогой аналог сталей 304 и 321. Показывает хорошие рабочие характеристики в средах средней агрессивности, благодаря сбалансированному химическому составу и новым технологиям изготовления.

Классификация и применение нержавеющих сталей

Стали высоколегированные и сплавы коррозионностройкие, жаростойкие и жаропрочные:

В зависимости от основных свойств стали и сплавы подразделяют на группы:

• Коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллической коррозии, коррозии под напряжением и др.;
• Жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температуре выше 550° С, работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии;
• Жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной стойкостью.

В зависимости от структуры стали подразделяют на классы:

• Мартенситный – стали с основной структурой мартенсита;
• Мартенситно – ферритные – стали, содержащие в структуре кроме мартенсита, не менее 10% феррита;
• Ферритный – стали, имеющие структуру феррита;
• Аустенитно-мартенситные – стали, имеющие структуру аустенита и мартенсита, количество которых можно изменять в широких пределах;
• Аустенитно-ферритный – стали, имеющие структуру аустенита и феррита (феррит более 10%);
• Аустенитные – стали, имеющие структуру аустенита.

Подразделение сталей на классы по структурным признакам является условным и произведено в зависимости от основной структуры, полученной при охлаждении сталей на воздухе после высокотемпературного нагрева. Поэтому структурные отклонения причиной забракования стали служить не могут.

В зависимости от химического состава сплавы подразделяются на классы по основному составляющему элементу:

• Сплавы на железоникелевой основе;
• Сплавы на никелевой основе.

Классификация и маркировка сталей

Обозначение марки легированной стали состоит из букв, указывающих, какие компоненты входят в ее состав, и компоненты входят в ее состав, и цифр, характеризующих их среднее содержание.

• М – молибден
• А – азот
• Д – медь
• Н – никель
• Ю – алюминий
• Б – ниобий
• Т – титан
• Р – бор
• Е- селен
• X – хром
• Ф – ванадий
• У – углерод
• В – вольфрам
• П – фосфор
• Г – марганец
• К – кобальт
• Ц – цирконий
• С – кремний

Первые цифры марки обозначают среднее содержание углерода в стали (в десятых долях процента для инструментальных и нержавеющих сталей). Затем буквой указан легирующий элемент. Цифрами, следующими за буквой, – его среднее содержание в целых единицах. При содержании легтрующего элемента менее 1,5% цифры за соответствующей буквой не ставятся. Буква А в конце обозначения марки указывает на то, что сталь является высококачественной. Буквой Ш – особо высоко качественной.

Назначение наиболее потребляемых нержавеющих сталей

Марка стали

Примечание

Для деталей с повышенной пластичностью, подвергающихся ударным нагрузкам; деталей, работающих в слабоагрессивных средах

Для деталей с повышенной твердостью; режущий, измерительный, хирургический инструмент, клапанные пластины компрессоров и др.

Для различных деталей химической и авиационной промышленности Обладает высокими технологическими свойствами

Для деталей высокой твердости, работающих в условиях износа

Рекомендуется в качестве заменителя стали 12Х18Н10Т для конструкций, не подвергающихся ударным воздействиям при температуре эксплуатации не ниже -20° С

Аналогично стали 08Х17Т, но для деталей, работающих в более агрессивных средах при температуре от -20 до 400 ° С (15Х28 для спаев со стеклом)

Заменитель сталей 12Х18Н9, 17Х18Н9 для сварных конструкций

Для высокопрочных изделий, упругих элементов; сталь 09Х15Н8Ю – для уксусных и солевых сред

Для деталей, работающих в сернокислых средах

Для высокопрочных деталей, работающих на истирание и удар в слабоагрессивных средах

Заменитель стали 12Х18Н10Т для деталей, работающих в слабоагрессивных средах, а также при температурах до 196° С

Для деталей, работающих в атмосферных условиях (заменитель сталей 12Х18Н9, 12Х18Н10Т) для сварных конструкций, работающих в кипящей фосфорной, серной, 10 %-ной уксусной кислоте

Для сварных изделий, работающих в воздушной и агрессивной средах, в концентрированной азотной кислоте

Немагнитная сталь для деталей, работающих в морской воде

Для деталей, работающих в азотной кислоте при повышенных температурах

Для сварных конструкций в разных отраслях промышленности. Для сварных конструкций, работающих при температуре до 80°С в серной кислоте различных концентраций (не рекомендуются 55%-я уксусная и фосфорная кислоты)

Марки нержавеющей стали и их характеристики

Коррозионностойкими (нержавеющими) называют стали, которые, помимо железа, углерода и стандартных примесей, содержат легирующие элементы. Эти добавки придают устойчивость к коррозии – разрушению металла под влиянием негативных факторов (воздуха, воды, кислых и щелочных сред). Одна из опасностей коррозии – вероятность резкого ухудшения технических характеристик металла без внешних изменений. Основным компонентом в коррозионностойком сплаве является хром (содержание не менее 12%).

Для справки! Легирующие элементы служат для повышения устойчивости к появлению и развитию коррозии и улучшения других свойств:

• хром – твердости;
• титан и молибден – прочности;
• никель – прочности, пластических свойств;
• марганец – твердости, износостойкости, сопротивления ударным воздействиям.

Расшифровка марок

Маркировка легированных сталей состоит из букв и цифр. В начале ставится двузначное число, которое характеризует количество углерода в сотых долях %. Далее следуют буквы русского алфавита, обозначающие определенный элемент:

• Х – хром;
• Н – никель,
• Т – титан;
• В – вольфрам;
• Г – марганец;
• М – молибден;
• Д – медь.

После буквенного обозначения легирующего элемента в расшифровке идет число, обозначающее его содержание в нержавеющей стали, округленное до целого процента. Если такой цифры нет, то добавка в сплаве находится в пределах – 1-1,5 %.

Марки жаростойких и жаропрочных нержавеющих сталей

Жаростойкость, иначе называемая «окалиностойкость», – свойство металла противостоять газовой коррозии при высоких температурах в ненагруженном или малонагруженном состоянии.

Определение! Для повышения этой характеристики в состав сталей нержавеющих марок вводят хром, кремний и алюминий. Эти элементы, соединяясь с кислородом, образуют плотные структуры, повышающие устойчивость стали к температуре выше +550°C. Никель сам по себе на жаростойкость не влияет, но в сочетании с Cr, Al и Si повышает их эффективность.

Жаропрочные – это стали, которые функционируют при высоких температурах и нагрузках без склонности к кратковременной и длительной ползучести.

Таблица областей применения окалиностойких и жаропрочных сталей

Тип	Марка	Температура, при которой начинается активная реакция с воздухом, °C	Области применения
Хромистые, окалиностойкие	Х18	+850…+900	Оборудование, изделия и конструкции, эксплуатируемые при T до +900°C без нагрузки
Высокохромистые, окалиностойкие	Х25 Х25Т Х28	+1100…+1150	Металлоизделия, предназначенные для функционирования без нагрузки до T +1150°C, Х25Т – для производства термопар
Сильхромовые, окалиностойкие	Х25С3Н	+1100	Для нагревательных агрегатов и нагревателей, работающих при температурах до +1100°C
Высоколегированные, окалиностойкие и жаропрочные	Х23Н18		Нагружаемые изделия и конструкции, предназначенные для эксплуатации при T до +1000°C
	Х20Н35		Металлопродукция, эксплуатируемая при T +1000°C

Марки нержавеющей стали для изготовления дымоходов

При покупке модульных дымоходных систем необходимо узнать, из какой стали они изготовлены. В продаже можно встретить дымоходы, которые примерно в полтора раза дешевле, чем остальные изделия этой категории. При их производстве используется сталь AISI 201 (12Х15Г9НД). По международным стандартам, необходимо применять сталь марки AISI 321 (08Х18Н12Т), стоимость которой примерно в 2 раза превышает стоимость AISI 201. Визуально отличить AISI 201 от AISI 321 невозможно, к тому же оба сплава немагнитны. Различить их можно только путем проведения химического анализа.

Различия по химическому составу

Марка	С	Mn	P	S	Si	Cr	Ni	Cu	Ti
AISI 201	До 0,15%	7-9,5	До 0,1%	До 0,03%	До 1,0%	13-18	0,3-3,0	0,5-2,5	—
AISI 321	До 0,08%	До 2,0	До 0,05%	До 0,03%	До 1,0%	17-19	9,0-12,0	—	Min 0,5%

Сталь марки AISI 201 имеет невысокие антикоррозионные характеристики, неустойчивость структуры, риск появления трещин при вытяжке. Ее применение приведет к скорому выходу дымохода из строя из-за быстро развивающейся коррозии. В основном эта сталь распространена в Китае и Индии.

Известные зарубежные и добросовестные российские производители, помимо стали AISI 321, используют высоколегированные сплавы, стабилизированные Ti. Они отличаются кислото- и жаростойкостью. Использование для газоотводящих труб более дешевых сталей (AISI 409, AISI 430), не отвечающих требованиям по кислотостойкости, приводит к их выходу из строя вскоре после начала отопительного сезона.

Нержавеющие стали для пищевой индустрии

Коррозионностойкие стали незаменимы для отраслей промышленности, производящих оборудование, инструменты и посуду, предназначенные для контакта с пищевой продукцией. Их преимущества:

• Сопротивление различным видам коррозии – химической и электрохимической. В каждом конкретном случае необходимо подбирать марки, устойчивые к средам, с которыми они будут соприкасаться во время эксплуатации. Это – нормальные атмосферные условия, вода, соленая вода, кислые, щелочные, хлористые растворы.
• Хорошая обрабатываемость. Современные инструменты позволяют сваривать, резать, формовать и обрабатывать на токарных, фрезерных и сверлильных станках коррозионностойкие сплавы так же, как и «черные» стали.
• Соответствие санитарно-гигиеническим стандартам. Благодаря различным способам обработки – шлифованию, полировке до зеркального блеска – получают поверхность практически без пор и трещин, в которые могут проникать грязь и патогенные микроорганизмы.
• Хорошие механические характеристики. Благодаря ним, можно изготавливать изделия и конструкции меньшей толщины и массы без ухудшения технических свойств. Аустенитные стали более устойчивы к низким температурам, по сравнению с металлами общего назначения.
• Эстетика. Электрополировка, сатинирование и другие способы поверхностной обработки обеспечивают стильный вид продукции из «нержавейки».

Таблица свойств и областей применения нержавеющих сталей пищевых марок

Марка стали по ГОСТу	AISI	Характеристики	Области применения
304	08Х18Н10	Хорошо сваривается, поддается электрополировке, сохраняет высокую прочность при нормальных и пониженных температурах, проявляет стойкость к интеркристаллитной коррозии	Оборудование, инструмент, технологические трубопроводы предприятий пищевой, нефтехимической индустрии, фармацевтики и медицины, для посуды, предназначенной для высокотемпературной обработки продуктов, не используется
316	03Х17Н14М2	Присутствие молибдена повышает технические характеристики сплава при высоких температурах	Установки, технологическое оборудование, емкости пищевой, химической промышленности
321	12Х18Н10Т	Хорошая свариваемость, сохранение рабочих характеристик при температурах до +800°C	Оборудование для химической и нефтеперерабатывающей индустрии
409	08Х13	Характеристики удовлетворительные	Посуда и столовые приборы
410	12Х13	Жаропрочность, устойчивость только к средам слабой агрессивности	Оборудование для виноделия, емкости для спирта
420	20Х13-40Х13	Универсальность, пластичность, износостойкость, повышенная устойчивость к коррозии	Посуда, кухонные мойки
430	08Х17	Прочность, теплопроводность, хорошая обрабатываемость, устойчивость к коррозии	Посуда для термической обработки продуктов, в том числе паровой
439	08Х13	Возможность применения в различных эксплуатационных условиях	Сплав массового применения – производство холодильников, моек, стиральных машин

Таблица сталей нержавеющих марок, применяемых в пищевой индустрии