Нержавеющая сталь (нержавейка)

Нержавеющая сталь – это сталь, которая обладает высокой коррозионной устойчивостью в агрессивных средах (морская и речная атмосфера, воздух, некоторые кислоты, растворы солей и т.д.). Нержавеющие стали принято еще называть «корозионно-стойкие», но это не означает, что они абсолютно не корродируют. Как и все металлы, нержавеющие стали также подвергаются коррозионному разрушению, только в меньшей степени.

Виды нержавеющих сталей (классификация)

Классифицируют нержавеющие стали по ГОСТ 5632 – 72. Можно выделить основные группы: хромистые, никелевые и хромоникелевые стали, хромомарганцевые, хромомарганцевоникелевые.

Основной элемент, который и делает обычную сталь нержавеющей, это хром. Металл обладает высокой коррозионной стойкостью. На его поверхности в окислительных атмосферах образуется защитная оксидная пленка.


При добавлении в сталь, хром образует с железом твердый раствор, увеличивая при этом коррозионную стойкость стали. При этом, содержание хрома не должно быть меньше, чем 11,7%. Эту границу можно отследить во время измерения потенциала, когда при содержании около 12 – 13% Cr, идет резкое изменение потенциала системы железо-хром. С увеличением содержания хрома, коррозионная стойкость стали увеличивается. Это присуще сплаву не только в атмосферных условиях, но и в ряде других агрессивных сред. Также можно сказать, что нержавеющие стали лучше противостоят коррозионным разрушениям с увеличением содержания окислителей в окружающей среде, т.к. электродный потенциал металла становится более положительным. Это не применимо для азотной кислоты, т.к. с увеличением ее концентрации хромистые стали быстрее поддаются коррозионному разрушению, наступает перепассивация. При малых концентрациях сталь обладает высокой стойкостью.

Среди нержавеющих сталей наиболее распространенными являются хромистые (с содержанием хрома от 13 до 30%), хромоникелевые (никеля до 12%), хромоникельмолибденовые и другие.

Все добавки, вводимые в сталь, могут улучшать либо ухудшать ее свойства. Вот, например, углерод, который присутствует во всех сталях, связывает хром в частицы карбидов (такие, как Cr23C7 и др.). Этим он удаляет его со сплава. Нержавейка теряет свои коррозионные свойства. Для того чтоб такого не случилось, в сплав вводится большее количество хрома. Если в стали углерода 0,15 – 0,20%, то хрома необходимо ввести не меньше, чем 13 – 14%.

Хромистые нержавеющие стали

Хромистые нержавеющие стали (нержавейка) широко применяются в промышленности и народном хозяйстве. Выпускается хромистая сталь в виде прутков, листов, труб, литых заготовок и деталей. Она наиболее экономична и в отношении легирования.


Ф.Ф. Химушин, опираясь на структуру и состав, предложил следующую классификацию:

- теплоустойчивые хромистые стали (полунержавеющие), которые содержат 5 – 10 % Cr и закалываются на мартенсит;

- клапанные хромистые стали (сильхромы и др.);

- нержавейки, с содержанием хрома 10 – 17%;

- сложнолегированные нержавейки (нержавеющие стали), которые содержат 12 – 17% Cr и применяются в качестве теплоустойчивых;

- хромистые стали кислотоупорные и нержавеющие с содержанием хрома 16 – 20 % (ферритного и полуферритного класса), жаростойкие стали ферритного класса с содержанием Cr 25 – 33%, хромоазотистые жаростойкие и нержавеющие стали;

- жаростойкие хромистые стали с добавками алюминия и других элементов.


Никелевые и хромоникелевые нержавеющие стали

Это наиболее распространенная и востребованная нержавеющая сталь. Сейчас выпускается около сотни марок такой нержавейки. С этой стали изготавливают листовой и сортовой прокат, холоднокатаные и горячекатаные трубы, поковки, всевозможные профиля и много другого для различных сфер деятельности человека.

В наше время есть марки хромоникелевых нержавеющих сталей с интерметаллидными и карбидными упрочнениями, легированные разными материалами, имеющие промежуточные структуры.

Никелевые и хромоникелевые нержавеющие стали подразделяются на следующие подгруппы:

- кислотостойкие хромоникелевые аустенитные стали с добавками меди и молибдена;

- аустенитные стали с небольшим содержанием углерода, в том числе и стабилизированные ниобием или титаном;

- окалиностойкие хромоникелевые стали с высоким содержанием хрома и никеля;

- аустенитно-ферритные хромоникелевые нержавейки;

- аустенитно-мартенситные хромоникелевые стали с мартенситом неустойчивой формы.

Хромомарганцевые и хромомарганцевоникелевые нержавеющие стали

Марганец, как и никель, является аустенитообразующим элементом. Кроме того, марганец способствует упрочнению стали. Нержавейка, в состав которой входит марганец, используется в условиях повышенной истираемости. Никель обладает лучшими аустенитообразующими свойствами, поэтому марганец необходимо вводить в состав стали в большем количестве, чем никель (почти в два раза).

Хромомарганцевые и хромомарганцевоникелевые стали принято делить на четыре подгруппы:

- аустенитная сталь, содержащая 12 – 14% хрома, с различным содержанием никеля и марганца;

- аустенитная нержавеющая сталь, содержащая около 17 – 19% Cr, а также никель, марганец и азот;

- аустенитно-мартенситная нержавейка с содержанием хрома около 12 – 18%, также, в состав которой входят никель и марганец;

- аустенитно-ферритная сталь с добавками различного количества марганца и 16 – 18% хрома.

Ссылка на первоисточник