Яка сталь відноситься до нержавіючої

 

У стандартному розумінні сталь є сполукою двох хімічних елементів — заліза і вуглецю. Перший складає основу виробів, другий надає їм твердості та жорсткості. Особливістю таких матеріалів є схильність до окислення заліза при контакті з киснем, що міститься у воді та повітрі. При додаванні в сплав хрому в 10% і вище, подібної реакції не відбувається.

Причина - утворення на поверхнях виробів тонкого шару оксиду хрому, що ізолює залізо від кисню. Якщо необхідно надати нержавіючій сталі додаткові якості для вирішення тієї чи іншої інженерної задачі, то в сплав додаються такі мінерали, як молібден, фосфор, нікель, азот, титан, селен, алюміній, мідь.

Технічний прогрес у сфері створення багатьох марок сталі з одного боку дав простір ученим розробки унікальних приладів і механізмів. З іншого — створив певні складнощі щодо вибору металів із співзвучними назвами. Йдеться про найбільш популярних представників аустенітної категорії (Austenitic) А2 та А4. Саме ці сплави найчастіше є сировиною для виготовлення стійких до корозії виробів.

Кріплення з нержавіючої сталі — це надійно і довговічно. Але нержавіюча сталь буває різною. Іноді незначні зміни пропорцій компонентів або режимів виробництва металу можуть призводити до змін властивостей матеріалу. Наприклад, замість пластичного, м'якого та ковкого, він може стати твердим, але ламким.

 

Поверхні нержавіючих кріпильних деталей не каламутніють від часу, тому справляють враження вічних - це якість цінують дизайнери. Кріплення та вироби з нержавіючої сталі використовуються скрізь, де є високі температури, контакт з вологою та агресивними речовинами — у фасадних конструкціях, інженерних системах, у харчовій промисловості, на складах антиожеледних реагентів та морських суднах, у машинобудуванні та опалювальних системах. Але нержавіюча сталь буває дуже різною за властивостями.

 

 

Нержавіюча сталь - це різновид легованої сталі, а саме сплави заліза з добавками, що впливають на властивості матеріалу. Найчастіше як такі виступають хром, нікель, кобальт, ванадій, титан і т. п. Основні (крім заліза) компоненти всіх марок нержавійки - хром і нікель.
Хром надає нержавійці здатність чинити опір корозії. Нікель робить матеріал більш пластичним та жаростійким. До складу нержавійки можуть вводитися й інші добавки. Наприклад, так звана медична нержавіюча сталь, містить 10% титану, завдяки чому набуває виняткової твердості, стійкості до вм'ятин і подряпин.

 

 

Маркування нержавіючої сталі

 

У світовій практиці поширений північноамериканський стандарт AISI (American Iron and Steel Institute — Американський інститут сталі та сплавів), де позначення стандартних нержавіючих сталей включають три цифри.

Перша цифра позначення визначає клас сталі. Так, позначення аустенітних нержавіючих сталей починаються з цифр 2ХХ та 3ХХ, тоді як феритні та мартенситні сталі визначаються у класі 4ХХ. При цьому останні дві цифри не пов'язані з хімічним складом, а просто визначають порядковий номер рецепту сталі в каталозі організації. Європейський стандарт DIN схожий на американський. У назвах марок нержавіючої сталі також фігурують їх номери в DIN-каталозі. Найбільшого поширення в Україні набули маркування А1-А5, що позначають класи так званих аустенітних сталей.

 

Яка буває нержавіюча сталь

 

Аустенітні сталі - не володіють магнітними властивостями, не піддаються загартування (не збільшують твердість при тепловій обробці) і діляться на п'ять груп: від А1 до А5.
А1 відрізняється високим вмістом сірки, має найнижчі показники корозійної стійкості (вище ніж у звичайної сталі, але нижче ніж у інших типів нержавіючої сталі). Така сталь добре піддається зварюванню, всім видам механічної обробки, включаючи різання та кування. При цьому завдяки невисокій ціні вона знаходить широке застосування у виробництві кріплення для машинобудування.
А2 - наймасовіша марка нержавіючої сталі. Вона не токсична, пластична, стійка до корозії, також легко піддається зварюванню, але має низьку стійкість до корозії в агресивному кислому середовищі.
А3 - "покращена" версія сталі А2, стійка до високих температур і кислого середовища.
А4 - сплав з додаванням молібдену, має виняткову стійкість до агресивних кислих середовищ, використовується для виробництва високоміцного кріплення.
А5 - покращена версія А4, стійка до високих температур.

Феритна сталь — має підвищений вміст хрому (його вміст може сягати 30%), магнітиться (але слабше, ніж чиста сталь) — широко застосовується у всіх галузях промисловості, як доступна і найдешевша нержавіюча сталь. З неї роблять системи вихлопів автомобілів, корпуси побутової техніки, посуд тощо.

Мартенситні сталі - можна піддавати загартування і "відпускати", домагаючись різних властивостей металу: високої твердості, необхідної для ріжучих інструментів або високої жаростійкості. Область застосування – високонавантажені вузли машин та механізмів, агресивні середовища, великі механічні та теплові навантаження. За цими властивостями мартенситні сталі перевершують інші класи нержавіючої сталі. Головний мінус – складність обробки: при недотриманні технологій властивості матеріалів можуть сильно змінюватись.

 

Яку нержавіючу сталь використовують для виробництва кріплення?

 

Найчастіше – A2 або А4. Обидві марки близькі за складом. І вони найчастіше використовуються для виробництва нержавіючого кріплення.

 

Відмінності та пріоритети у виборі стали А2 та А4

 

Основа обох видів металу абсолютно однакова, оскільки металургія не відрізняється різноманітністю виробництва через свою специфіку. Так, базовий склад марок А2 і А4 крім заліза включає:

 

• хром - 18%
• нікель - 8%
• вуглець - до 0,08%

 

Кардинальна відмінність, що розширює можливості та сферу застосування марки А4 полягає у додаванні до сплаву до 3% молібдену. Таке рішення робить її несприйнятливою до впливу концентрованих кислот, лугів та інших агресивних хімічних сполук. Завдяки цьому дорожча марка А4 вибирається для виготовлення кріплень під з'єднання, до яких пред'являються найвищі вимоги. Як правило, такі вироби використовуються в морських спорудах, на хімічному виробництві, інших місцях із агресивним навколишнім середовищем.

 

 

 

Але A2 – це метричне кріплення універсального призначення (нержавіючі болти, нержавіючі гайки та шайби, різьбові шпильки тощо), забивні та клинові анкери (дивіться маркування А2 або А4). Демократична та доступна нержавіюча сталь А2 використовується для виробництва широкого спектру довговічних сантехнічних виробів — змішувачів, колекторів тощо.

 

 

Нержавійка А4 — може використовуватися в умовах агресивних середовищ. З неї виробляють троси та такелаж, з'єднувачі сантехнічних труб. А4 не кородує при тривалому контакті з хімічно активними середовищами з морською водою, антиожеледними реагентами тощо.

Кріплення, що зазнає підвищених навантажень на знос, наприклад, саморізи з прес шайбою, можуть виготовлятися як зі сталей А2, так і високоміцної сталі марки С1 мартенситного типу. Свердлові саморізи зі сталі C1 легко проходять метал, сталеві листи, не вимагаючи попереднього засвердлювання.

 

Зіставлення марок нержавіючої сталі А2 і 304 / А4 і 316

 

По суті, це дуже схожі за складом та технічними характеристиками марки нержавіючої сталі. Різночитання обґрунтовано чинними в різних країнах та частинах світу нормативами.

Так, склад А2 практично повністю відповідає 304 (AISI) і 1.4301 (DIN, EN). За ГОСТом діє поєднання символів 12Х18Н10.

 

Розшифровується воно відсотковим вмістом у сплаві мінералів:

 

• вуглець;
• хром;
• нікель.

 

Що стосується марки А4, то вона збігається з такими сплавами, як 316 (AISI) і 1.4401 (DIN, EN). За національним каталогом ГОСТ - 03Х17Н14М2.

 

Тут розшифровка стосується таких мінералів:

 

• молібден;
• вуглець;
• хром.

 

У вітчизняній класифікації можна зустріти й спрощене маркування у дробовому виразі — 18/10/3, що вказує на присутність у складі хрому, нікелю та молібдену.

 

Значення літери L у назвах 304L та 316L

 

Символом «L» позначаються низьковуглецеві сталі. Це теж категорія нержавіючої сталі, де відсоток вмісту елемента варіюється в межах 0,02. Антикорозійні властивості та міцність від цього ніяк не змінюються, але покращується здатність сплаву до зварювання та якість готового шва. Усунення виділення карбіду надає деталям підвищеної стійкості при експлуатації в агресивному середовищі.

 

Яке кріплення міцніше: "оцинковка" чи нержавіюча сталь?

 

Існує думка, що звичайне сталеве кріплення міцніше нержавіючого. Насправді міцність кріплення визначається за результатами сертифікаційних випробувань і залежить не від матеріалу, а від його класу міцності та якості його виготовлення.

 

Магнітна та немагнітна сталь

 

Теоретично, всі сплави, що містять залізо, мають ефект магнетизму. Питання лише тому, наскільки явно він проявляється в тих чи інших марок.

 

Так, магнетизм є у таких марок:

 

• феритні - 409, 430 і 439;
• мартенситні -410, 420, 440.

 

Аустенітні марки А2, А4 (304, 316) за технічними характеристиками таких властивостей не мають. Але тут є один аспект. Коли метал піддається механічній обробці, з'являється магнетизм. Причому прямо пропорційно величині і швидкості впливу.

 

Види харчової нержавіючої сталі

 

За технічними та санітарними вимогами – це матеріал нейтральний та інертний, що не змінює своїх характеристик при нагріванні, охолодженні, контакті з органікою та побутовою хімією. Промисловість використовує марку А2, а імпортному виконанні — AISI 304, 18/8 і 18/10.

 

Розшифровка позначень А2-70 та А2-80

 

Таке маркування наноситься на вироби, виготовлені з нержавіючої сталі за технологією холодної обробки (катання та штампування). Позначення 70 та 80 вказують на показники міцність деталей на розрив. Це 700 Н/мм² та 800 Н/мм² для першої та другої марки. Метизи відрізняються як стійкістю до корозії, а й збереженням робочих характеристик під час роботи за умов екстремально низьких температур.

 

Таблиця марок сталі та їх хімічного складу %: