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.

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».

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.

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.

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.