Нержавеющая сталь - 14 Октября 2010 - Сайт о научно-технической информации

Нержавеющая сталь (в обиходе - «нержавейка») - хромосодержащий сплав стали (содержание хрома обычно не менее 12%), обладающий высокой стойкостью к коррозии, т.е. нержавеющими свойствами.

Сопротивление к коррозии напрямую зависит от содержания хрома. При содержании 12% сплавы являются нержавеющими в обычных условиях и в слабоагрессивных средах, более 17% - агрессивных окислительных и других средах, в том числе в азотной кислоте крепостью до 50%.

Кроме хрома нержавеющая сталь содержит примеси различных химических элементов. Наиболее характерными являются молибден, никель и азот. Никель обеспечивает хорошую пластичность и вязкость. Различное содержание элементов приводит к образованию различных видов кристаллических решеток, и, как следствие, различным свойствам стали. В наиболее агрессивных средах (серной, соляной, плавиковой, фосфорной кислотах и их смесях) применяют сильнолегированные сплавы с высоким содержанием никеля, молибдена, меди, кремния.

Высокая сопротивляемость коррозии обеспечивается оксидной пленкой (нерастворимые окислы содержащихся химических элементов) на поверхность стали, самопроизвольно образующейся из-за окисления на открытом воздухе. При повреждении этот слой самостоятельно восстанавливается.

Существует мнение, что нержавеющая сталь является дорогим материалом. Однако, благодаря очень большому сроку эксплуатации по сравнению с другими материалами и минимальными эксплуатационными расходами, нержавеющая сталь легко выигрывает по соотношению цена/качества при долгосрочном использовании.

[ копировать ссылку ]Преимущества нержавеющей стали

Срок службы конструкций из нержавеющей стали составляет 30 ÷ 50 лет без изменения внешнего вида
Высокое сопротивление коррозии, прочность и износостойкость
Эстетичные поверхности из нержавеющей стали создают имидж качества и надежности
Не требует покраски: не поддается коррозии и обладает эстетичным внешним видом
Визуально сочетается с любыми строительными материалами: стеклом, камнем, мрамором, гранитом, кирпичом, бетоном, металлом, деревом, пластиком
Широкие возможности дизайнерских и архитектурных решений: как придание нового, более современного вида при реставрации старого здания, так и при возведении нового
Возможность использовать как для интерьеров, так и для экстерьеров, возможность единой дизайнерской концепции
Минимальные требования к уходу во время эксплуатации
Устойчивость к царапинам
На поверхности шлифованной (сатинированной или матовой) нержавеющей стали не остаются отпечатки пальцев
Хорошие антивандальные свойства (прочность и способность автоматически восстанавливать устойчивость к коррозии при повреждении)
Простота обработки и изготовления
Жаропрочность и безопасность при пожарах или взрывах (высокие жаропрочные свойства, в т.ч. нержавеющие стали, выдерживающие температуру 5500° ÷ 8000°С)
Высокие гигиенические свойства (не имеет пор или трещин для проникновения грязи и бактерий), нейтральна и не загрязняет окружающую среду
Возможность полной переработки

[ копировать ссылку ]Типы нержавеющей стали

По типу поверхности

Нержавеющая сталь различается видами обработки поверхности. По типу поверхности выделяют следующие виды нержавеющей стали:

// Типы нержавеющей стали▲▼

Нержавеющая сталь, обработанная пескоструйным способом

По составу

Аустенитная сталь – наиболее распространенный тип нержавеющей стали. Содержание никеля (не менее 7%, обычно около 17%) придает пластичность, немагнитные свойства, широкий температурный спектр, обеспечивает легкий процесс сварки.

Ферритная нержавеющая сталь - близка по свойствам к малоуглеродистой стали, но с высокой сопротивляемостью коррозии (низкое содержание хрома 12 - 17%, низкое содержание углерода). Сплавы с содержанием хрома 12% используются в строительстве, содержащие 17% хрома используются в домашнем хозяйстве, декоративной отделке, бытовой технике.

Дуплексная (ферро-аустенитная) сталь – с двумя типами кристаллической решетки (ферритный и аустенитный). Содержание никеля 4-8%, хрома 18-28%. Дуплексная структура обеспечивает одновременно прочность и гибкость. Чаще всего используются средах с высоким содержанием хлорида: целлюлозно-бумажной промышленности, нефтехимической, судостроительстве.

Мартенситная сталь – прочна и жестка при средней сопротивляемости коррозии (содержание хрома 11-о 13%), хорошие магнитные свойства, высокое сопротивление старению, упрочняется закалкой. Содержат обычно 12% хрома и умеренный уровень углерода. Чаще всего используется для производства режущих инструментов, промышленного оборудования, например, турбин, насосов шахт, в космической отрасли.

[ копировать ссылку ]Применения нержавеющей стали

Нержавеющая сталь используется во всех сферах деятельности человека, но наибольшее применение в следующих направлениях:

Строительстве и архитектуре
- Гостиницы
- Торгово-развлекательные центры, ночные колубы
- Бассейны
- Общественные места
- Частный сектор
- Фасады строений в агрессивных средах (мегаполисы, морские побережья)
Пищевой промышленности
Бытовых приборах
Химической и нефтехимической промышленности
Целлюлозно-бумажном производстве
Электроэнергетике
Охране окружающей среды
Транспортном машиностроении

[ копировать ссылку ]Использование нержавеющей стали в строительстве и архитектуре

Нержавеющая сталь, используемая первоначально в производстве, стала широко применяться в архитектурном строительстве, отделке жилых интерьеров, производстве мебели и аксессуаров. Это обусловлено, прежде всего, практичностью и функциональностью нержавеющей стали. Нержавеющая сталь - это материал очень практичный, и одновременно благородный.

Нержавеющая сталь появилась впервые около ста лет тому назад, но в строительстве и архитектуре ее начали массово применять недавно. Она была использована при строительстве и дизайне крупнейших торговых центров - La Defense (Париж), Canary Wharf (Лондон), Sony Center (Берлин) и Petronas Towers (Куала Лумпур).

В архитектуре и дизайне интерьера применение нержавеющей стали позволяет одновременно решить и эстетические и функциональные задачи: оригинальный внешний вид этого материала прекрасно сочетается с его коррозионной стойкостью и устойчивостью к деформации.

Нержавеющая сталь обеспечивает широкие возможности для архитекторов и дизайнеров. Она хорошо комбинируется со стеклом, камнем, деревом и другими материалами и прекрасно приспособлена для отделки фасадов и интерьеров общественных зданий.

Инертность к агрессивным атмосферным осадкам, выхлопным газам дает возможность использовать нержавеющую сталь в конструкциях на открытом воздухе: архитектурных элементах фасадов, витринах, рекламных установках, фонтанах, скульптурных композициях. Уличные конструкции (окна и фасады и пр.) из нержавеющей стали красиво выглядит и практически не изнашивается. Как кровельный материал нержавеющая сталь превосходна.

Термостойкость, повышенная коррозийная стойкость в водных средах и гигиеничность обуславливает применение этого материала в изготовлении конструкций и оборудования для саун, бассейнов и ванных комнат, где важен экологический аспект.

В интерьерах чаще всего используется как материал для перилл, окон и дверей, противопожарных дверей, из нее изготавливают лифты.

Хороший декоративный материал для дизайнерских конструкций в ресторанах, офисах, пабов, дискотек и станций метро. Часто из нее производится мебель для офисов и магазинов. Комбинируя нержавеющую сталь со стеклом, деревом или камнем изготавливают красивые и элегантные изделия.

[ копировать ссылку ]Эксплуатация нержавеющей стали

Перегородка и шлюзовая кабина из сатинированной нержавеющей стали

При изготовлении конструкций очень важное значение имеет правильный подбор марки нержавеющей стали.
Не рекомендуется удалять защитную пленку до момента установки готового изделия.
Для очистки нержавеющей стали хорошо подходит обычная теплая вода или слабощелочные чистящие средства (рН 9÷11, например, мыло)
Для очистки поверхностей из нержавеющей стали можно применять обычные растворители (не содержащие хлор). После этого рекомендуется ополаскивать водой
Не следует применять высокоабразивные или содержащие железо губки и моющие средства, которые могут поцарапать или иным образом повредить металл
Не используйте дезинфицирующие жидкости или порошки, содержащие хлор. Хлориды могут повредить конструкции из нержавеющей стали
Конструктивные элементы зданий, которые не имеют естественной очистки дождевой водой, лучше всего мыть 1-2 раза в год
Элементы, находящиеся в постоянном контакте с водой (например, поручни и ступеньки лестниц плавательных бассейнов) рекомендуется очищать ежедневно

Правильно подобранные и обработанные нержавеющие стали при надлежащем уходе являются идеальным материалом и гарантией того, что изделия, изготовленные из них, прослужат многие десятилетия.

[ копировать ссылку ]Основные марки нержавеющей стали

AISI 304

Аустенитная, с низким содержанием углерода. Легко поддается сварке, устойчива к межкристаллитной коррозии. Высокая прочность при низких температурах. Поддается электрополировке. Является наиболее универсальной и широко используемой из всех марок нержавеющих сталей. Используется в установках для пищевой, химической, текстильной, нефтяной, фармацевтической и бумажной промышленности.

AISI 310

Сталь тугоплавкая аустенитная жаростойкая. В окисляющей среде можно применять обычно до 1100°С и до 1000°С в восстанавливающей среде, но в любом случае в атмосфере содержащей менее 2 гр. серы (S) на 1 м³.

AISI 310S

Является низкоуглеродистой версией AISI 310 и предлагается для использования в условиях, где возможна коррозия высокотемпературными газами или конденсатами. Используется в установках для термической обработки и при гидрогенизации, а также теплообменниках для печей; изготовлении дверей, штифтов, кронштейнов, деталей установок для конверсии метана, газопроводов, камер сгорания. Может применяться как материал для нагревательных элементов в производстве подогревателей воздуха. А также, как материал для конвейерных лент в транспортерах печей, отводных трубах газовых турбин и моторов.

AISI 316

Улучшенная версия AISI 304 (с добавлением молибдена), что делает ее особенно устойчивой к воздействию коррозии. Технические свойства этой стали при высоких температурах гораздо лучше, чем у аналогичных сталей, не содержащих молибден. Молибден (Mo) делает сталь более защищенной от питтинговой коррозии в хлористой среде, морской воде и парах уксусной кислоты.

AISI 316L

Сталь аналогичная AISI 316 с очень низким содержанием углерода. Особенно подходит для изготовления сварных конструкций. Обладает высокой устойчивостью к межкристаллитной коррозии, применяется в температурных режимах до 450°С.

AISI 316 и 316L используются для химического оборудования, инструментов, вступающих в контакт с морской водой и атмосферой, при изготовлении оборудования для проявления фотопленок, в установках для переработки пищи, емкостях для отработанных масел.

AISI 316T1

Наличие титана (Ti), в пять раз превышающее содержание углерода, обеспечивает стабилизирующий эффект в отношении осаждения карбидов хрома (Cr) на поверхность кристаллов.

AISI 321

Хромоникелевая сталь с добавкой титана (Ti), особенно рекомендуется в изготовлении сварных конструкций и для использования при температурах между 400°С и 800°С. Устойчива к коррозии. Применяется в оборудовании для нефтеперерабатывающей промышленности, химическом оборудовании и оборудовании, устойчивом к высоким температурам. Также применяется для изготовления сварного оборудования в разных отраслях промышленности (трубы, детали печной арматуры, теплообменники, муфели, реторты, патрубки и коллекторы выхлопных систем).

AISI 430

Наиболее широко применяемые ферритные хромистые стали. Имеют хорошие прочностные и механические характеристики, что обеспечивается высоким содержанием хрома и низким содержанием углерода; хорошо деформируются, используются в процессах вытяжки и штамповки. В отличие от аустенитных никельсодержащих сталей, низкоуглеродистые хромистые ферритные стали устойчивы к процессам коррозии в различных серосодержащих средах. Поэтому изделия из стали AISI 430 могут быть использованы в системах для перекачивания газа, нефти и чистых нефтепродуктов. Конструкции из AISI 430 меньше изменяют размеры при колебаниях температур.

Благодаря низкому коэффициенту термического расширения, сталь оптимальна для изделий, испытывающих перепады температур, а высокая теплопроводность определяет преимущества использования этой стали в системах теплообмена. Обладая сравнительно низкой тепловой инерцией (удельной теплоемкостью), сталь AISI 430, при меньших энергозатратах, быстрее прогревается и охлаждается, что позволяет избежать возможного перегрева в процессе приготовления пищевых продуктов.