Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь - сложнолегированная сталь, стойкая против ржавления в атмосферных условиях и коррозии в агрессивных средах.

Основной легирующий элемент нержавеющей стали - Cr (12-20%); кроме того, нержавеющая сталь содержат элементы, сопутствующие железу в его сплавах (С, Si, Mn, S, Р), а также элементы, вводимые в сталь для придания ей необходимых физико-механических свойств и коррозионной стойкости (Ni, Mn, Ti, Nb, Co, Mo). Чем выше содержание Cr в стали, тем выше её сопротивление коррозии; при содержании Cr более 12% сплавы являются нержавеющими в обычных условиях и в слабоагрессивных средах, более 17% - коррозионностойкими и в более агрессивных окислительных и др. средах, в частности в азотной кислоте крепостью до 50%.

Коррозионная стойкость нержавеющей стали объясняется тем, что на поверхности контакта хромсодержащего сплава со средой образуется тончайшая защитная плёнка окислов или др. нерастворимых соединений. Большое значение при этом имеют однородность металла, соответствующее состояние поверхности, отсутствие у стали склонности к межкристаллитной коррозии. Чрезмерно высокие напряжения в деталях и аппаратуре вызывают коррозионное растрескивание в ряде агрессивных сред (особенно в средах, содержащих хлориды), а иногда приводят к разрушению. В сильных кислотах (серной, соляной, плавиковой, фосфорной и их смесях) высокую коррозионную стойкость показывают сложнолегированные нержавеющие стали и сплавы с более высоким содержанием Ni с присадками Mo, Cu, Si в различных сочетаниях. При этом для каждых конкретных условий (температура и концентрация среды) выбирается соответствующая марка нержавеющей стали.

Классификация нержавеющих сталей по химическому составу

По химическому составу нержавеющие стали подразделяются на хромистые, хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые (более 100 марок).

По структуре хромистые нержавеющие стали подразделяются на мартенситные, полуферритные и ферритные. Наилучшую стойкость против коррозии имеют хромистые нержавеющие стали мартенситного типа в полированном состоянии. Хромистые нержавеющие стали находят применение в качестве конструкционного материала для клапанов гидравлических прессов, турбинных лопаток, арматуры крекинг-установок, режущего инструмента, пружин, предметов быта.

Хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые нержавеющие стали делятся на аустенитные, аустенитно-ферритные, аустенитно-мартенситные и аустенитно-карбидные. Различают аустенитные нержавеющие стали, склонные к межкристаллитной коррозии, и так называемые стабилизированные - с добавками Ti и Nb. Резкое понижение склонности Н. с. к межкристаллитной коррозии достигается также уменьшением содержания углерода (до 0,03%). Стабилизированные аустенитные Н. с. применяются для изготовления сварной аппаратуры, работающей в агрессивных средах (при этом после сварки термическая обработка не обязательна). В качестве жаростойкого и жаропрочного материала эти стали используются для изготовления изделий, подвергающихся воздействию температур 550-800 °С. Стали, склонные к межкристаллитной коррозии, после сварки, как правило, подвергаются термической обработке (для деталей, сваренных точечной или роликовой сваркой, термическая обработка не требуется).

Хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые нержавеющие стали находят широкое применение в промышленности и быту. Для высоконагруженных элементов конструкций, работающих при повышенных температурах (до 550 °С), применяются так называемые мартенситно-стареющие нержавеющие стали аустенитно-мартенситного типа, обладающие значительной прочностью (sb = 1200-1500 Мн/м2, или 120-150 кгс/мм2), высокой вязкостью и хорошей свариваемостью.