Нержавеющая сталь используется в широком спектре применений благодаря своей универсальности. Высокая устойчивость нержавеющей стали к растяжению, коррозии и ржавлению делает её важным компонентом быстрого прототипирования. Для работы с нержавеющей сталью важно понимать все её свойства. Поэтому необходимо руководство по выбору нержавеющей стали, описывающее различные типы нержавеющей стали, их марки, качество и области применения.
Чтобы упростить вам задачу, эта статья поможет вам выбрать подходящую нержавеющую сталь. В ней подробно описываются различные марки нержавеющей стали, принципы её работы и типы нержавеющей стали, которые можно использовать в вашем проекте. Кроме того, она даст вам представление о том, как выбрать подходящую марку нержавеющей стали для быстрого прототипирования.
Оглавление
Что такое нержавеющая сталь?
Свойства материалов из нержавеющей стали
Металлические элементы, входящие в состав нержавеющей стали, играют важную роль в её химических и механических свойствах. Благодаря этому она является важным материалом для производства с использованием методов быстрого прототипирования, таких как обработка на станках с ЧПУ и изготовление листового металла. Свойства нержавеющей стали зависят от используемой марки. Однако ниже приведены некоторые общие свойства нержавеющей стали, применимые ко всем используемым маркам стали.
Коррозионная стойкость
Нержавеющая сталь содержит хром, что обеспечивает ей высокую устойчивость к коррозии. Это одно из важнейших свойств стали, делающее нержавеющую сталь пригодной для многих процессов быстрого прототипирования, таких как обработка на станках с ЧПУ. Благодаря своему составу, нержавеющая сталь также способна выдерживать агрессивные химические и атмосферные воздействия.
Высокая прочность на растяжение
Ещё одним важным свойством нержавеющей стали является её высокая прочность на разрыв. Благодаря этому нержавеющая сталь отлично подходит для изготовления изделий, выдерживающих давление и вес.
Сила и выносливость
Нержавеющая сталь выдерживает трение и удары даже в суровых условиях. Она также способна выдерживать высокие нагрузки, не трескается и не ломается под давлением.
Пластичность
Нержавеющая сталь обладает высокой пластичностью и поэтому может выдерживать нагрузки, возникающие в процессе производства, не деформируясь. Кроме того, нержавеющая сталь твёрдая и быстро теряет тепло. Поэтому её сложно резать или формовать без подходящего инструмента. Если требуется повторная обработка, это может привести к повреждению и порче деталей.
Преимущества нержавеющей стали
Нержавеющая сталь используется во многих отраслях благодаря своим многочисленным полезным свойствам. Ниже перечислены некоторые из причин её использования в различных отраслях.
- Коррозионная стойкостьПоскольку нержавеющая сталь — это сплав, хром делает её устойчивой к ржавчине. Поэтому нержавеющую сталь можно использовать для изготовления изделий, устойчивых к хлору, щелочам и кислотам, не подверженных ржавлению. Различные марки нержавеющей стали, такие как 416, 316, 440, 2205 и т. д., обладают превосходной коррозионной стойкостью.
- Предел прочности. Нержавеющие стали, такие как марки 416 и 431, обладают более высокой прочностью на разрыв, чем другие металлы. Это связано с тем, что они способны выдерживать больший вес и нагрузки даже при очень высоких или низких температурах.
- Простота обслуживания. За нержавеющей сталью легко ухаживать после ее изготовления, поэтому ее долгосрочная ценность выше первоначальной стоимости.
- Термостойкий. Такие марки нержавеющей стали, как 2205 и 416, устойчивы к образованию окалины под воздействием высоких температур. Поэтому они лучше подходят для изготовления изделий, подверженных воздействию экстремальных температур.
Недостатки нержавеющей стали
Однако, несмотря на то, что свойства нержавеющей стали делают её полезной во многих ситуациях, у неё есть свои недостатки. Вот некоторые из недостатков использования нержавеющей стали в вашем следующем проекте.
- Дорогой. Нержавеющая сталь содержит дополнительные легирующие элементы, такие как никель и хром. Это делает её более дорогой, чем другие виды стали. Эти элементы играют ключевую роль в устойчивости нержавеющей стали к ржавчине. Из-за особенностей обработки нержавеющей стали её поверхностная обработка и полировка также требуют больших затрат.
- Легко испачкаться. Изделия из нержавеющей стали легко загрязняются, что снижает их привлекательность.
- Трудно изготовить. Изготовление может быть очень сложным в зависимости от типа используемой нержавеющей стали. Поэтому, прежде чем выбрать подходящую, необходимо знать о различных марках нержавеющей стали.
Различные виды нержавеющей стали
Прежде чем выбрать марку нержавеющей стали для вашего проекта, необходимо ознакомиться с различными типами нержавеющей стали. Каждый тип нержавеющей стали обладает разными свойствами. Поэтому в некоторых случаях они могут быть хорошим выбором. Ниже представлены основные типы нержавеющей стали и их марки.
Ферритная нержавеющая сталь
Ферритные нержавеющие стали широко используются в строительстве, поскольку они прочнее других видов стали. Они имеют ту же объёмно-центрированную кубическую кристаллическую структуру (ОЦК), что и чистое железо или углеродистая сталь, и содержат больше железа и хрома, а также небольшое количество других металлов.
Из-за своей структуры ферритная нержавеющая сталь не закаляется нагревом. Кроме того, ферритная нержавеющая сталь дешевле. Если внешний вид не важен, ферритная нержавеющая сталь — хороший выбор.
В различных типах ферритной стали присутствуют такие металлы, как никель, марганец, кремний, фосфор, сера и титан. Ниже представлен список распространённых марок нержавеющей стали, производимых из ферритных сталей:
- Оценка 409. Эта нержавеющая сталь не ржавеет при экстремальных температурах и обладает хорошими механическими свойствами. Она в основном используется в выхлопных трубах автомобилей, а также в зданиях, подверженных воздействию высоких температур и т. д.
- Оценка 416. Этот тип ферритной стали лучше всего поддаётся механической обработке. Поэтому её используют для изготовления резьбовых деталей, гаек, валов насосов и двигателей, клапанов и шестерён.
- Оценка 430. Ферритная нержавеющая сталь марки 430 менее подвержена ржавчине, а также устойчива к жаре и окислению. Поэтому эта марка нержавеющей стали широко используется в пищевой промышленности и производстве товаров для дома.
Аустенитные нержавеющие стали
Одна из самых известных марок стали на рынке — аустенитная нержавеющая сталь, например, 316. Она имеет гранецентрированную кубическую (ГЦК) кристаллическую структуру и содержит большое количество никеля и хрома. Благодаря этому она обладает превосходной коррозионной стойкостью и немагнитными свойствами, особенно после отжига.
Благодаря высокому содержанию никеля и повышению прочности после холодной обработки аустенитные нержавеющие стали хорошо работают при низких температурах. Кроме того, аустенитные нержавеющие стали могут использоваться в пищевой и производственной промышленности. Ниже приведены три наиболее распространённые аустенитные нержавеющие стали и области их применения.
- 316 класс. Марка 316 выпускается двух марок: 316 и 316 L. Оба типа просты в обработке. Благодаря этому они могут использоваться в пищевой промышленности и энергетике для производства продукции с использованием технологий быстрого прототипирования.
- 304 класс. Вы, вероятно, столкнётесь с этим типом нержавеющей стали. В её состав входят никель и хром, которые являются цветными металлами. Благодаря этому она используется для изготовления изделий, пригодных для использования в соленой воде. Из неё изготавливают такие изделия, как крепёжные элементы, трубы и морозильные камеры, используемые в пищевой промышленности.
- 310 классЭта нержавеющая сталь может обладать высокой устойчивостью к высоким температурам. Благодаря высокой термостойкости и устойчивости к образованию окалины, она используется в качестве криогенного материала в резервуарах для сжигания. Благодаря этой особенности, она находит и другие применения.
Мы провели сравнение стали 4140 и 4130, пожалуйста, ознакомьтесь с!
Мартенситные нержавеющие стали
Мартенситные нержавеющие стали содержат большое количество углерода (от 0,1% до 0,12%) и хрома (от 10,5% до 18%) и обладают магнитными свойствами. Из-за высокого содержания углерода для закалки этих сталей требуется нагрев и охлаждение.
Благодаря этому их можно использовать там, где требуются прочность, стойкость и обрабатываемость нержавеющей стали. Существует множество типов мартенситной нержавеющей стали. Ниже перечислены некоторые из наиболее часто используемых в быстром прототипировании.
- Оценка 431. Из рассматриваемых здесь мартенситных нержавеющих сталей марка 431 наименее подвержена ржавчине. После термической обработки, например, отпуска, она становится твёрдой и очень устойчивой к коррозии. Поэтому её часто используют для изготовления деталей, предназначенных для использования в пресной воде.
- Оценка 440. Сталь марки 440 доступна в трёх вариантах: 440a, 440b и 440c. Они изготавливаются из твёрдой высокоуглеродистой стали, прошедшей термическую обработку для повышения прочности и износостойкости. Кроме того, они не подвержены воздействию кислот, щелочей и воды. Поэтому их можно использовать в условиях, характерных для подобных условий.
- Оценка 416. Если вам требуется обработка нержавеющей стали, то марка 416 — одна из лучших (обрабатываемость примерно как 85%). Поэтому она является важным материалом для изготовления валов двигателей, винтов, гаек, болтов, шестерён и клапанов.
Дуплексная нержавеющая сталь
Дуплексная нержавеющая сталь — это новый тип нержавеющей стали, состоящий преимущественно из равного количества феррита и аустенита. Эта смесь обладает очень высокой прочностью и коррозионной стойкостью, особенно к хлоридной коррозии.
Они также устойчивы к нагрузкам благодаря высокому содержанию хрома и молибдена и низкому содержанию никеля. Это делает их вдвое прочнее других марок стали. Дуплексные стали экономичны и широко используются в строительстве, на морских платформах и в других отраслях. Дуплексные стали доступны в двух различных марках:
- Оценка 2304. Нержавеющая сталь марки 2304 нравится потребителям за её устойчивость к ржавчине и высокую прочность. Она превосходит нержавеющую сталь марки 316, поскольку не содержит молибдена. Она широко используется в производстве изделий для пищевой промышленности и производства напитков.
- Оценка 2205. Нержавеющая сталь марки 2205 сочетает в себе свойства как ферритной, так и аустенитной стали. Благодаря высокому содержанию молибдена и хрома она обладает высокой устойчивостью к ржавчине.
Дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь
Нержавеющие стали, закалённые методом дисперсионного упрочнения, относятся к аустенитным или мартенситным классам. Их также можно подвергать термической обработке, что облегчает их обработку, намагничивание и повышает их прочность. Марки нержавеющей стали различаются по содержанию никеля и хрома. Ниже приведены несколько распространённых марок нержавеющей стали, закалённых методом дисперсионного упрочнения.
- 17-4PH (17% хром, 4% никель)Эта нержавеющая сталь содержит хром марки 17% и никель марки 4%. Благодаря высокой коррозионной стойкости она может использоваться во многих отраслях пищевой промышленности. Она также используется для более крупная обработка с ЧПУ применения, такие как изготовление лопаток авиационных двигателей или других механических деталей.
- 15-5 PH (15% хром, 5% никель). Хром 15% и никель 5% образуют этот тип нержавеющей стали, обладающий теми же свойствами, что и эти два материала. Его можно использовать для изготовления множества деталей, таких как детали самолетов, клапаны, шестерни, валы, детали нефтяных скважин и ядерных реакторов.
Как выбрать правильную марку нержавеющей стали
Существуют различные типы нержавеющей стали. Поэтому существует множество вариантов для старта. Тем не менее, выбрать правильную марку нержавеющей стали для вашего проекта может быть сложно. Поэтому этот раздел послужит руководством по выбору нержавеющей стали и расскажет о различных факторах, которые помогут вам определиться с выбором марки нержавеющей стали.
Рассмотрим процесс сварки
Аустенитные нержавеющие стали подходят для любых процессов, где требуется использование хорошо свариваемой нержавеющей стали. Это обусловлено низким содержанием углерода.
Также можно сваривать ферритные нержавеющие стали, такие как 409 и 430. Мартенситная сталь, с другой стороны, не подходит для сварки, поскольку она непрочная, легко ломается и часто трескается.
Рассмотрите возможность формовки
Аустенитные стали, такие как 316 и 304, и ферритные стали, такие как 430 и 409, хорошо подходят для процессов, требующих легко формуемых нержавеющих сталей. Мартенситные нержавеющие стали менее хрупкие и менее трудно формуются.
Коррозионная стойкость
Среди различных типов нержавеющей стали аустенитная сталь отличается высокой коррозионной стойкостью. Это обусловлено высоким содержанием хрома и молибдена. Её можно использовать на открытом воздухе, поскольку она не подвержена влиянию погодных и других факторов. Ферритные и мартенситные стали дешевле аустенитных с точки зрения коррозионной стойкости.
Термообрабатываемость
Термическая обработка — важный фактор при выборе подходящей марки нержавеющей стали для проекта. Мартенситную сталь 17-4 PH можно подвергать термической обработке. Однако аустенитные и ферритные стали не выдерживают высоких температур, связанных с термической обработкой.
Механические свойства
Механические свойства нержавеющей стали, безусловно, очень важны при выборе подходящего сорта. Прежде чем сделать выбор, следует учесть такие факторы, как температура, прочность, вязкость, пластичность и растяжимость.
Экономическая эффективность и доступность
Качество очень важно при выборе правильной марки стали. Вы можете выбрать марку, которую легко найти, которая менее подвержена коррозии, менее дорогая и хорошего качества. Аустенитная сталь — хороший выбор с точки зрения качества, но её сложнее найти, поскольку она дороже других видов стали.
Распространенные области применения нержавеющей стали
Нержавеющая сталь используется в различных отраслях промышленности. Вот некоторые примеры её применения в изделиях для быстрого прототипирования.
Пищевая промышленность
Кухонная утварь, такая как мойки, столовые приборы, тарелки и блюда, изготовлена из нержавеющей стали. Её можно использовать в этой сфере, поскольку она не ржавеет, не подвержена коррозии и не способствует размножению микроорганизмов.
Медицинская сфера
Медицина — важная область применения нержавеющей стали. В этом случае нержавеющая сталь может использоваться для изготовления хирургических инструментов. Например, её можно использовать для изготовления хирургических имплантатов для фиксации переломов костей и инструментов для имплантации.
Аэрокосмическая и автомобильная промышленность
Детали самолётов и автомобилей изготавливаются из нержавеющей стали – важного материала. Нержавеющая сталь может использоваться в этих областях при условии её правильного и точного производства.
Другие отрасли
Нержавеющая сталь также может использоваться в других целях, например, для изготовления посуды и осветительных приборов. Как видите, нержавеющая сталь очень универсальна, что важно для быстрого изготовления прототипов, например, при обработке на станках с ЧПУ.
Заключение
Нержавеющая сталь играет очень важную роль в производстве. Выбор подходящей нержавеющей стали зависит от многих факторов, таких как марка и свойства. Эта статья поможет вам разобраться в этом вопросе, рассказав, как выбрать подходящую нержавеющую сталь. В ней рассказывается о различных типах нержавеющей стали, их марках и характеристиках. Также здесь даны рекомендации по выбору подходящей стали.
Часто задаваемые вопросы
Почему нержавеющая сталь не ржавеет?
Коррозионная стойкость нержавеющей стали обусловлена свойствами входящих в её состав металлов. Благодаря наличию таких элементов, как хром, нержавеющая сталь обладает превосходной коррозионной стойкостью.
Какая нержавеющая сталь лучше?
В зависимости от ваших потребностей и местоположения, нержавеющая сталь марки 316 обладает высокой устойчивостью к коррозии и является лучшим выбором при воздействии хлора, химикатов и окружающей среды.
Как долго служит нержавеющая сталь?
Срок службы нержавеющей стали — понятие относительное, поскольку он зависит от способа и места её использования, а также от состава. Обычно срок службы нержавеющей стали составляет от 20 до более чем 1000 лет.