Изобретение нержавеющей стали помогло решить много проблем, возникающих перед человечеством на протяжении не одного столетия. Благодаря крепежу, произведенному из сплава, устойчивого к воздействию коррозии, многие отрасли, начиная с гражданского и промышленного строительства, включая судостроение, и заканчивая машиностроением, вышли на новый уровень. Но далеко не всем известен факт, что соединительные детали из «нержавейки» раскрывают свой потенциал лишь при правильном подборе под условия работы. Каждому виду такой стали присущи свои конкретные свойства и рекомендации по применению в зависимости от особенностей эксплуатации.
Преимущества
Крепеж из «нержавейки» по сравнению с аналогичными по функционалу деталями из углеродистой стали имеет следующие основные преимущества:
высокая устойчивость к воздействию большого количества видов коррозионно-активных (химически-агрессивных) соединений и влаги;
улучшенные показатели прочностных/механических характеристик. Особенно проявляется это качество, когда эксплуатация ведется при повышенных либо криогенных температурах;
даже при долгосрочной эксплуатации сохраняется хорошая внешняя эстетическая привлекательность;
нетоксичность, подкрепляемая гигиеничностью и инертностью к медпрепаратам и ингредиентам пищевых продуктов.
Отдельного разговора заслуживают свойства пленки оксида хрома (Сr2О3), благодаря наличию которой углеродистая сталь становится нержавеющей. Как известно, для придания обычному металлу антикоррозионных свойств, на его поверхность может наноситься защитный слой на основе никеля (элемент Nі) или того же хрома. Но в отличие от такого покрытия, пленка Сr2О3
при повреждении восстанавливается, практически, мгновенно. Поэтому, например, винт из нержавеющей стали сохраняет свои антикоррозионные качества даже после серьезного повреждения механического характера, вплоть до излома на 2 части.
Типы нержавеющей стали
Основной критерий, на основе которого осуществляется подразделение «нержавейки» на типы – это кристаллическая структура.
По данному признаку такая сталь формирует 4 группы (см. рис.).
Ферритные. Эти стали низкоуглеродистые (содержание С<0,1%) и хромистые (Сr≈10%-30%). Характеризуются достаточно высокой прочностью, но не в ущерб пластичности. Относительно просто обрабатываются и стоят при этом недорого. Закаливанию путем термообработки не поддаются.
Мартенситные. Стали тоже хромистые (содержание Сr≈12%-17%) с количеством углерода С≤1%. Отлично переносят термообработку – процедуру закалки с последующим отпуском. В результате проведения этих технологических операций металл обретает высокую твердость. Поэтому из мартенситных сталей изготавливаются режущие приспособления/инструменты, всевозможные виды подшипников и ножи.
Аустенитные. Относятся к категории хромоникелевых сплавов с содержанием Сr≈16%-26% и Nі≈8,5%-25%. Также в них входит помимо углерода, еще и молибден. Обладают немагнитностью. Коррозионная устойчивость заметно лучше, чем у металлов предыдущих типов. Твердость аустенитных сталей уменьшается после термической обработки (закалки). Становятся высокопрочными при прохождении процедуры наклепа (нагартовки).
Двухфазные. Характеризуются сочетанием различных качеств сталей ферритного и аустенитного типов.
Стандарты AISI
Производство нержавеющей стали, идущей на изготовление крепежных элементов, нормируется стандартами, действующими на территории отдельно взятого государства, либо имеющими силу в мировом масштабе. В нашей стране – это ГОСТы. В число вторых входят нормативные документы немецкой системы стандартизации DIN, а также стандарты, разработанные американским институтом AISI. Положения нормативного документа организации из США подразделяют нержавеющую сталь на серии. Рассмотрим в данном контексте наиболее популярные сплавы этого типа.
Серия 200. Из этой группы самой востребованной является сталь нержавеющая хромомарганцевая марки АІSІ 201. По сравнению со старшими сериями она более дешевая. Причина – вместо дорогостоящего никеля (Nі) в качестве легирующих добавок используются азот (N) и марганец (Мn). Помимо них, в стали АІSІ 201 содержатся примеси углерода (С), хрома (Сr) и меди (Сu). Такой состав обусловил применение этого металла при изготовлении не только крепежа, но и резервуаров для сохранения продуктов питания и жидкостей – фляги, термосы, оборудования пищепрома и столовых приборов.
Серия 300. Здесь номенклатура нержавеющего проката, из которого производятся соединительные детали, намного шире. Это стали марок:
АІSІ 316.Российским аналогом является нержавеющая сталь 08X17H13M2;
АІSІ 316 T. Отечественная металлургия выпускает ближайшую по свойствам сталь марки 10X17H13M2T;
АІSІ 321. Российские меткомбинаты производят такую сталь под маркой 12X18H10T.
Серия 400. «Нержавейка», относящаяся к данной группе, отличается наиболее низким процентным содержанием углеродной составляющей. Наиболее востребована сталь АІSІ 430. Изготовленные из нее крепежные элементы пригодны для работы в условиях повышенных температур. Причина – этот сплав характеризуется высокой жаропрочностью. Ближайший отечественный аналог – нержавеющая сталь 12X17.
Химический состав
Химический состав сталей устойчивых к воздействию коррозии, из которых производится крепеж, установлен ГОСТом ІSО 3506-1-2014.Для удобства рассмотрения, содержащиеся в нем сведения представлены в табличной форме.
Тип стали
Марка
Требования к химическому составу,%<а>
@
Сu
Nі
Мо
Сr
S
Р
Мn
Sі
С
Ферритная
F1
---
1,0
<и>
15-18
0,03
0,04
1,0
1,0
0,12
<л>, <м>
Мартенситная
С4
---
1,0
0,6
12-14
0,15-0,35
0,06
1,5
1,0
0,08-0,15
<б>, <и>
С3
---
1,5-2,5
---
16-18
0,03
0,04
1,0
1,0
0,17-0,25
---
С1
---
1,0
---
11,5-14
0,03
0,05
1,0
1,0
0,09-0,15
<и>
Аустенитная
A5
1,0
10,5-14
2-3
16-18,5
003
0,045
2,0
1,0
0,08
<з>, <м>
A4
4,0
10-15
2-3
16-18,5
0,03
0,045
2,0
1,0
0,08
<ж>, <и>
A3
1,0
9-12
<д>
17-19
0,03
0,045
2,0
1,0
0,08
<з>
A2
4,0
18-19
<д>
15-20
0,03
0,05
2,0
1,0
0,10
<е>, <ж>
A1
1,75-2,25
5-10
0,7
16-19
0,15-0,35
0,2
6,5
1,0
0,12
<б>, <в>, <г>
Символ «@» - «Сноска».
В таблице сноски обозначают:
<а> – указан предельный максимум;
<б> – вместо серы можно использовать селен (Sе);
<в> – при содержании Nі<8%, элемента марганец должно быть Мn≥5%;
<г> – если никеля содержится Nі>8%, требования к предельному содержанию Сu не применяется;
<д> – принимать решение о присутствии в стали элемента Мо может ее производитель. Этот вопрос подлежит обязательному согласованию с заказчиком, если наличие данного металла оказывает влияние на эксплуатационные условия сплава;
<е> – если содержание Сr<17%, никеля должно содержаться Nі≥12%;
<ж> – в аустенитных сталях, содержащих углерод минимум 0,03%, азота должно присутствовать N≤ 0,22%;
<з> – для обеспечения стабилизации: титан должен содержаться в количестве (5×8%С )≤Ті≤0,8%, либо тантал (Та) и/или ниобий (Nb) должен присутствовать в объеме (10×%С)≤(Та, Nb)≤1,0%;
<и> – для придания стали особых механических качеств производитель может принимать решение о ее легировании углеродом в объеме, большим чем указано в договоре поставки. Но при этом необходимо соблюдать чтобы элемента С было не больше 0,12%;
<к> – производитель стали может самостоятельно принимать решение о легировании молибденом;
<л> – титан может содержаться в пределах (5×%С)≤Ті≤0,8%;
<м> – допустимое содержание элементов Та и/или Nb (10×%С)≤(Та, Nb)≤1,0%
Обозначение крепежных деталей из нержавеющей стали
Систему обозначений марок «нержавейки» устанавливают положения все того же ГОСТа ІSО 3506-1-2014. Ее действие распространяется на стержневые резьбовые детали – это шпильки с полной нарезкой или с гладким срединным сегментом, винты со шляпками всевозможных конфигураций, а также болты. Обозначение включает две разделенные дефисом части.
Первая представляет собой условное общепринятое обозначение марки сплава. Состоит она из буквы, вслед за которой идет цифра. Буквы могут быть такими:
А – сталь нержавеющая аустенитная;
С – сталь мартенситного типа;
F – сплав ферритный.
Вторая часть обозначает класс прочности. Она включает 2 или 3 цифры. Их последовательность отображает одну десятую минимальной граничной прочности при воздействии силы, работающей на растяжение.
Например, мягкая нержавеющая сталь аустенитного типа, граничная прочность которой при нагрузке на разрыв составляет не меньше 500 МПа обозначается так: А1-50. В целом, для удобства как производителей крепежных деталей из «нержавейки», так и потребителей данной продукции ГОСТом ІSО 3506-1-2014 утверждена схема соответствия сочетаний букв и цифр, отображающих определенный тип стали с повышенными антикоррозионными свойствами.
Сноски на схеме означают, что:
а) – указанные классы стали определяются химическим составом в соответствии с данными, представленными в выше размещенной таблице;
b) – допускается дополнительная маркировка аустенитных сталей, в которых углерода сдержится С≤0,03%, литерой «L». Например, А2L-50;
с) – если крепежные детали были подвергнуты процедуре пассивации по нормам стандарта ІSО 16048, возможно нанесение дополнительной маркировки в виде литеры «Р». Например, А4-70Р.
Заключение
Сегодня наиболее востребован крепеж из аустенитных сталей А4 и А2, поскольку они удовлетворяют большинство потребностей профессиональных строителей и опытных домашних мастеров. Для решения задач большей сложности, выдвигающих повышенные требования к прочностным характеристикам конструкции, рекомендуется использовать соединительные детали, в качестве сырья для изготовления которых выступал сплав С1 мартенситного типа. Но поиск такой продукции может занять продолжительный отрезок времени, поскольку ее выпуском занимается ограниченное число производителей. Использование крепежа из ферритной «нержавейки» марки F1 наблюдается крайне редко – только в случае, если такое требование заложено разработчиками в проект создаваемого объекта.
Внимание! Данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер и, ни при каких условиях, не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) ГК РФ
Срочный заказ
