Author: Sergey

Нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь, сложнолегированная сталь (легированная сталь), стойкая против ржавления в атмосферных условиях и коррозии в агрессивных средах. Основной легирующий элемент нержавеющих сталей - Cr (12-20%); кроме того, нержавеющие стали 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 нержавеющих сталей 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 нержавеющих сталей.
По химическому составу нержавеющие стали подразделяются на хромистые, хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые (более 100 марок). По структуре хромистые нержавеющие стали подразделяются на мартенситные (мартенсит), полуферритные и ферритные (феррит). 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 (аустенит), 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 нержавеющие стали к межкристаллитной коррозии достигается также уменьшением содержания углерода (до 0,03%). Стабилизированные аустенитные нержавеющие стали 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. Нержавеющие стали используются как в деформированном, так и в литом состоянии.
Сварка нержавеющей стали
Методы сварки
При сварке аустенитного нержавеющего проката следует учитывать следующие отличия его физических свойств от свойства углеродистого проката: уделенное электрическое сопротивление примерно в шесть раз больше точка плавления примерно на 100С ниже теплопроводность составляет около одной трети от соответствующего показателя углеродистого проката. коэффициент теплового расширения по длине примерно на 50% больше.
На практике сварку нержавеющей стали можно выполнять с помощью любых методов сварки: ручная дуговая сваркаобычно при толщине материала более 1,5 мм, дуговая сварка вольфрамовым электродом в инертном газе (TIG) для сварки тонких листов и труб, дуговая сварка плавящимся электродом в инертном газе (сварка в среде активных газов (MIG/MAG) отличается высокой производительностью), импульсная дуговая сварка плавящимся электродом в инертном газе (для листов толщиной 0,8 мм сварка короткой дугой плавящимся электродом в инертном газе, для листов толщиной менее 0,8-3,0 мм сварка дугой со струйным переносом металла, плавящимся электродом в инертном газе, для листов толщиной более 3,0 мм Плазменная сварка нержавейки может применяться для широкого диапазона толщины и в наше время применяется все более широко Дуговая сварка под флюсом для материалов толщиной более 10 мм Сварка сопротивления точечная и роликовая сварка тонких листов Лазерная сварка, высокочастотная сварка и т.д. Последующая обработка сварных швов. На поверхности сварного соединения образуется пористый оксидный слой, содержащий в основном хром. Этот слой в значительной степени ослабляет стойкость соединения к коррозии. Хром оксидного слоя в основном материале возникает из стали, вследствие чего под оксидным слоем образуется т.н. со сниженным содержанием хрома. Если существует необходимость, чтобы стойкость сварного соединения к коррозии была столь же высокой, как и у основного материала, оксидный слой и зону со сниженным содержанием хрома следует удалить, т.е. сварное соединение должно пройти последующую обработку. Термообработка В данном случае под термообработкой понимается растворение внутри стальной конструкции (более 1000 С), с помощью которого сглаживаются возникшие различия присадочных материалов. Механические методы последующей обработки Следует всегда помнить, что разрешается использовать только те рабочие принадлежности, которые предназначены для обработки нержавеющего проката: шлифовальные ленты и круги, предназначенные для обработки нержавеющего проката щетки из нержавеющей стали дроби из нержавеющей стали при дробеструйной обработке (Внимание! С помощью стальных или стеклянных дробей или песка иногда нельзя обрабатывать другие материалы, напр., углеродистую сталь) Травление Травление является наиболее эффективным методом последующей обработки сварных швов. При правильном выполнении травление позволяет устранить и вредный оксидный слой, и зону со сниженным содержанием хрома. Травление выполняется путем погружения, поверхностного нанесения или покрытия пастой в зависимости от условий. Чаще при травлении используется смешащая кислота: азотная кислота/фтористоводородная кислота (плавиковая кислота) в следующих пропорциях: 8 – 20 % HNO3 (азотная кислота) 0,5 – 5 % HF (фтористоводородная кислота) остальные компоненты Н2О (вода) Время травления аустенитного нержавеющего проката зависит от концентрации кислот, температуры, толщины окалины и сорта проката (т.н. кислотоупорный прокат требует более продолжительного времени обработки по сравнению с нержавеющим прокатом). Доведение степени шероховатости сварного шва до соответствующего показателя основного листа путем шлифования или полирования после травления еще более увеличивает стойкость конструкции к коррозии.
Типы окислений нержавеющих сталей
Нержавеющая сталь не такой благородный материал, как золото или платина, которые в большей или меньшей степени пассивны к внешнему воздействию.
Стойкость нержавеющей стали к окислению, зависит от тонкой невидимой пленки на стальной поверхности - защитной пленки. Защитная пленка состоит главным образом из оксида хрома, она появляется в результате реакции с кислородом, который содержится в воздухе. 
Сталь должна содержать в себе минимум 12 % хрома для самопроизвольного появления защитной пленки, после ее повреждения.
Другие элементы сплава, например молибден и азот, улучшают сопротивляемость к окислению в активной среде. Защитная пленка может быть разрушена полностью или частично с появлением коррозии, как следствием. Тем не менее, защитный слой способен восстанавливаться, контактируя с кислородом, таким как воздух или средами, содержащими кислород. Окружающая среда достаточна для создания и поддержания защитного слоя на нержавеющей стали. Несмотря на это, некоторые среды являются причиной постоянного разрушения защитного слоя. В тех случаях, когда защитный слой не может быть восстановлен, на незащищенной поверхности происходит окисление.
Под воздействием других типов действия коррозии может изменяться основные свойства ее появления. Известно несколько видов окислений, которые могут происходить с нержавеющей сталью:
•	Однородная коррозия 
•	Электрохимическая коррозия 
•	Точечная (язвенная) коррозия 
•	Щелевая коррозия 
•	Атмосферная коррозия 
•	Коррозия под напряжением 
•	Усталостная коррозия 
Где используется нержавеющая сталь
Нержавеющую сталь используют во всех сферах деятельности человека, начиная от тяжелого машиностроения, заканчивая электроникой и точной механикой. Наиболее большее применение она нашла в: 
•	Строительстве и архитектуре 
•	промышленности 
•	Бытовых приборах 
•	Химической и нефтехимической промышленности 
•	Целлюлозно-бумажном производстве 
•	Электроэнергетике 
•	Охране окружающей среды 
•	Транспортном машиностроении 
Строительство и архитектура:
Нержавеющая сталь появилась впервые около ста лет тому назад, но в строительстве и архитектуре ее начали массово применять недавно. Она была использована при сторительстве и дизайне крупнейших торговых центров - La Defense в Париже, Canary Wharf в Лондоне, Sony Center в Берлине и Petronas Towers в Куала Лумпур. 
Нержавеющая сталь - это сплав железа с хромом. Её антикоррозийные свойства появляются благодаря наличию на поверхности металла слоя оксида хрома. Этот защитный слой очень устойчив и даже после механического или химического повреждения быстро приобретает свой прежний вид и антикоррозийные качества металла остаются без изменений.
Нержавеющая сталь - это материал очень практичный, одновременно благородный и эстетичный. Благодаря разнообразию марок и видов поверхности он в состоянии удовлетворять разные условия, которые появляются перед строительными и отделочными материалами. 
Кроме антикоррозийного свойства у нержавеющей стали следует отметить следующие качества: 
•	разнообразие изделий (лист, труба, профиль, пруток, уголк, сетка) 
•	большой выбор видов поверхности (шлифованная, полированная, матовая, декоративная, а также цветные поверхности) 
•	множество марок обладающих различными качествами 
•	легкий процесс обработки, формирования и сборка выполненных из нее деталей 
•	долговечность материала 
•	высокая температура плавки 
Надежность элементов из нержавеющей стали намного выше чем у других отделочных материалов. Их вид не изменяется в течении десятков лет. Нержавеющая сталь имеет намного более высокие жаропрочные свойства чем другие стали. 
Нержавеющая сталь используется в строительстве чаще всего как материал для перилл, оконные и дверные проемы, противопожарные двери, из нее изготавливают бассейны и лифты. 
Также она является хорошим декоративным для оборудования для ресторанов, офисов, пабов, дискотек и станций метро. Все чаще из нее производится мебель для офисов и магазинов. Комбинируя нержавеющую сталь со стеклом, деревом или камнем получаем красивые и элегантные изделия. 
Существуют декоративные листы из нержавеющей стали. Эти листы имеют ряд свойств дающих им преимущество над традиционными листами - шлифованными или полированными:
•	Важным их свойством является устойчивость к царапинам. 
•	На декоративных листах не остаются отпечатки пальцев. 
Следует заметить эстетические свойства листов, особенно цветных. Цвет листа устойчив и не меняется даже при изгибе.
Существует ошибочное мнение, что нержавеющая сталь является дорогим материалом. На самом же деле, поскольку это красивый и долговечный материал, его стоимость не является большой, особенно если возьмем во внимание огромный период эксплуатации. Ниже сравниваем цены листов из нержавеющей стали с ценами некоторых отделочных материалов.

Материал

Толщина

Ориентировочная цена 
(в условных еденицах за квадратный метр)

Лист нержавеющий шлифованный/полированный | 0,8 мм | 80
Лист декоративный Rimex | 0,8 мм | 140
Лист цветной Rimex | 0,8 мм | 400
Хорошие ламинаты | 0,3 мм | 150-300
Гранит/мрамор | 2 см | 200-400
Гранит/мрамор | 4 см | 300-500
Огромное внимание на нержавеющий лист обратили архитекторы, он стал одним из основных отделочных материалов.
Все чаще и чаще обычные люди покупают изделия из нержавеющей стали в свои дома и квартиры. Сейчас модно иметь холодильник, кухонную плиту из нержавеющей стали, не говоря уже о столовых приборах и кастрюлях. 
Пищевая промышленность:
Нержавеющая сталь является сегодня, вместе со стеклом и некоторыми другими синтетическими материалами, практически незаменимым материалом для изготовления оборудования для обработки, хранения и транспортировки пищевых продуктов. Это связано с высокими гигиеническими, эстетическими и токсикологическими требованиями. Гигиена имеет важное значение в пищевой промышленности.
Существуют конкретные требования, касающиеся смываемости тяжелых металлов с оборудования, которое находится в постоянном контакте с пищевыми продуктами. Согласно с европейскими нормами количество нп. хрома и никеля смываемого с нержавеющей стали в стандартном тесте ISO 6486/1 составляет максимум 2 мг/дм3. С аустенитных сталей количество этих металлов меньше чем 0,02 мг.дм3, одним словом около 1% от допустимой нормы. 
Марками нержавеющей стали используемыми в пищевой промышленности являются AISI 304 и AISI 316, в сталях с большим количеством составляющих в сплаве редко бывает необходимость. Огромное значение имеет хороший вид поверхности. Для этого хватает стандартной поверхности 2В, но иногда бывает необходима полировка. 
Бытовые приборы:
Дом - это место, где каждый впервые сталкивается с нержавеющей сталью. Нержавеющая сталь является идеальным материалом для кухонной посуды. 
сталь - это материал связанный с высоким уровнем жизни и поэтому ее использование в быту будет расти вместе с повышением уровня жизни. 
Химическая и нефтехимическая промышленность:
Практически все емкости, баки, реакторы, трубы и иное оборудование химической промышленности изготовлено из аустенитной нержавеющей стали. Минимально-допустимой маркой, здесь является AISI 316L, часто используются сталь с содержанием молибдена, до 6%. Выбор марки нержавеющей стали - это трудная задача и требует глубоких знаний. 
Целлюлозно-бумажное производство:
Большая часть оборудования используемого в бумажной - целлюлозной промышленности изготовлена из нержавеющей стали. Используется здесь марка стали AISI 316, а также стали с содержанием молибдена 3-6%. 
Современные предприятия и заводы этой отрасли используют 3.000-5.000 тонн нержавеющей стали в год. 
Электроэнергетика :
Сегодня во всем мире электро энергия производится путем сжигания угля, нефти или газа. Здесь также необходима нержавеющая сталь. Начиная от добычи нефти и газа заканчивая энергетическими комплексами, нержавеющая сталь нужна везде. 
Охрана окружающей среды:
Современное общество старается не загрязнять окружающую среду. Старые заводы и электростанции закрывают или переоборудуют. Новые заводы строятся согласно с требований к охране окружающей среды. Расходный материал - это нержавеющая сталь. 
Транспортное машиностроение:
В последнее время необходимость перевозки грузов и материалов значительно возросла. Чтобы обеспечить максимальную безопасность груза во время транспортировки необходимы специальные контейнеры. 
Сейчас производятся контейнеры из нержавеющей стали пригодные для перевозок как пищевых продуктов, так и других грузов. Здесь используется марка стали AISI 316L. Транспортная промышленность - это огромный потребительский рынок на нержавеющую сталь. 
В автомобилестроении нержавеющая сталь используется при изготовлении катализаторов и выхлопных труб. Применяются ферритные и аустенитные марки, на один автомобиль необходимо 10-20 кг нержавеющей стали.