В тех местах, где требуется дополнительная прочность, надежность и долговечность крепежей, используются изделия из нержавеющей стали. Сплавы имеют разный состав и технические характеристики, ряд специфических свойств и различий. Общим у них являются более высокие, чем у других типов стали показатели устойчивости к воздействию внешних факторов. В разных странах приняты и действуют собственные нормативы и стандарты. В документах с большой долей точности выделяются марки металла в отдельные категории с одинаковыми показателями, но различной по смыслу маркировкой.
Какая сталь относится к нержавеющей
В стандартном понимании сталь представляет собой соединение двух химических элементов — железа и углерода. Первый составляет основу изделий, второй придает им твердость и жесткость. Особенностью таких материалов является склонность к окислению железа при контакте с содержащимся в воде и воздухе кислородом. При добавлении в сплав хрома в доле 10% и выше, подобной реакции не происходит. Причина — образование на поверхностях изделий тонкого слоя оксида хрома, который изолирует железо от кислорода. Если необходимо придать нержавеющей стали дополнительные качества для решения той или иной инженерной задачи, то в сплав добавляются такие минералы, как молибден, фосфор, никель, азот, титан, селен, алюминий, медь.
Технический прогресс в области создания многих марок стали с одной стороны дал простор учёным для разработки уникальных приборов и механизмов. С другой — создал определенные сложности в плане выбора металлов с созвучными названиями. Речь идет о наиболее популярных представителях аустенитной категории (Austenitic) А2 и А4. Именно эти сплавы чаще всего служат сырьем для изготовления устойчивых к коррозии изделий.
Различия и приоритеты в выборе стали А2 и А4
Основа обоих видов металла абсолютно одинакова, так как металлургия не отличается разнообразием производства в силу своей специфики. Так, базовый состав марок А2 и А4 помимо железа включает в себя:
- хром — 18%
- никель — 8%
- углерод — до 0,08%
Кардинальное отличие, расширяющее возможности и сферу применения марки А4 заключается в добавлении в сплав до 3% молибдена. Такое решение делает ее невосприимчивой к воздействию концентрированных кислот, щелочей и прочих агрессивных химических соединений. Благодаря этому, более дорогая марка А4 выбирается для изготовления крепежей под соединения, к которым предъявляются самые высокие требования. Как правило, такие изделия используются в морских сооружениях, на химическом производстве, прочих местах с агрессивной окружающей средой.
Сопоставление марок нержавейки А2 и 304 / А4 и 316
По сути, это очень похожие по составу и техническим характеристикам марки нержавеющей стали. Разночтение обосновано действующими в разных странах и частях света нормативами.
Так, состав А2 практически полностью соответствует 304 (AISI) и 1.4301 (DIN, EN). По ГОСТ действует сочетание символов 12Х18Н10.
Расшифровывается оно процентным содержанием в сплаве минералов:
- углерод;
- хром;
- никель.
Что касается марки А4, то она совпадает с такими сплавами, как 316 (AISI) и 1.4401 (DIN, EN). По национальному каталогу ГОСТ — 03Х17Н14М2.
Здесь расшифровка касается долей таких минералов:
- молибден;
- углерод;
- хром.
В отечественной классификации можно встретить и упрощенную маркировку в дробном выражении — 18/10/3, указывающую на присутствие в составе хрома, никеля и молибдена.
Значение буквы L в названиях 304L и 316L
Символом «L» обозначаются низкоуглеродистые стали. Это тоже категория нержавейки, где процент содержания элемента варьируется в пределах 0,02. Антикоррозионные свойства и прочность от этого никак не изменяются, но улучшается способность сплава к сварке и качество готового шва. Устранение выделение карбида придает деталям повышенную устойчивость при эксплуатации в агрессивной среде.
Магнитная и немагнитная сталь
В теории, все сплавы, содержащие железо, обладают эффектом магнетизма. Вопрос только в том, насколько явно он проявляется у тех или иных марок.
Так, магнетизм присутствует у таких марок:
Аустенитные марки А2, А4 (304, 316) по техническим характеристикам такими свойствами не обладают. Но тут есть один нюанс. Когда металл подвергается механической обработке, магнетизм появляется. Причем, прямо пропорционально величине и скорости воздействия.
Виды пищевой нержавеющей стали
По техническим и санитарным требованиям — это материал нейтральный и инертный, не изменяющий своих характеристик при нагревании, охлаждении, контакте с органикой и бытовой химией. Промышленность использует марку А2, а в импортном исполнении — AISI 304, 18/8 и 18/10.
Расшифровка обозначений А2-70 и А2-80
Такая маркировка наносится на изделия, изготовленные из нержавеющей стали по технологии холодной обработки (катания и штамповки). Обозначения 70 и 80 указывают на показатели прочность деталей на разрыв. Это 700 Н/мм² и 800 Н/мм² для первой и второй марки. Метизы отличаются не только стойкостью к коррозии, но и сохранением рабочих характеристик при работе в условиях экстремально низких температур.
Сравнительная прочность болтов нержавеющих и стальных класса 8.8, 10.9
Способность изделий противостоять нагрузкам на разрыв измеряется в Н/мм² и указывает на предел, по достижению которого металл разрушается. У изделий из нержавеющей стали этот показатель указывается в цифрах после указания марки — 70 и 80 (700 и 800 Н/мм²). У стальных болтов прочность указывается в первой цифре маркировки — 8 и 10 (800 и 1000 Н/мм² соответственно). При равных показателях у болтов из обычной стали большая текучесть, а значит и склонность к растяжению и деформации.
О принадлежности стали А1 к категории нержавеющих
Присутствие в маркировке сплава буквы «А» указывает на то, что она относится к классу аустенитных, то есть устойчивых к воздействию агрессивных веществ. Увеличенный процент содержания серы в стали А1 (303, 1.4305) увеличивает твердость материала, его способность к проведению манипуляций, требующих высокой точности. Снижение уровня прочности вносит свои ограничения в сферы применения изделий. Что касается устойчивости к коррозии, то она несколько ниже, чем у марки А2.
Отличия марок AISI304 и SUS304
По сути, это два практически одинаковых материала. Разница состоит только в стране изготовления и выборе способа маркировки готовой продукции. Обе марки близки по составу к распространенной в России нержавеющей стали А2.
По принадлежности названия стали имеют такое географическое происхождение:
- AISI304 — США;
- SUS304 — Япония.
Что технологий производства, что состав сплавов практически не различаются, и максимально приближены к марке А2.
По составу нержавеющие стали подразделяются на аустенитные, мартенситные и ферритные группы, различающиеся по составу и свойствам. Технология производства допускает временное превышение содержания некоторых веществ на определенных этапах, но соответствие единым стандартам конечного продукта. Если есть незначительные отклонения, то они согласовываются с заказчиком.
Таблица марок стали и их химического состава %:
Марка стали | Стандарт | C (углерод) | Si (кремний) | Mn (марганец) | P (фосфор) | S (сера) | Cr (хром) | Mo (молибден) | Ni (никель) | Прочее |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ферритные стали, F1 | по ГОСТ ISO 3506 | 0,12 | 1 | 1 | 0,04 | 0,03 | 15,0 - 18,0 | --i | ≤ | |
Ферритные стали, 430 | по ASTM A 276–06 | 0,12 | 1 | 1 | 0,04 | 0,03 | 16,0 - 18,0 | ≤ 0,75 | ||
Мартенситные стали, C1 | по ГОСТ ISO 3506 | 0,09 - 0,15 | 1 | 1 | 0,05 | 0,03 | 11,5 - 14 | |||
Мартенситные стали, 410 | по ASTM A 276–06 | 0,08 - 0,15 | 1 | 1 | 0,04 | 0,03 | 11,5 - 13,5 | 1 | ||
Мартенситные стали, 420 | по ASTM A 276–06 | ≥ 0,15 | 1 | 1 | 0,04 | 0,03 | 12,0 - 14,0 | |||
Аустенитные стали, A2 | по ГОСТ ISO 3506 | 0,1 | 1 | 2 | 0,05 | 0,03 | 15,0 - 20,0 | --i | 8,00 - 19,00 | Cu ≤ 1,00; k, l |
Аустенитные стали, 304L | по ASTM A 276–06 | 0,03 | 1 | 2 | 0,045 | 0,03 | 18,0 - 20,0 | 8,00 - 12,00 | ||
Аустенитные стали, 304 | по ASTM A 276–06 | 0,08 | 1 | 2 | 0,045 | 0,03 | 18,0 - 20,0 | 8,00 - 11,00 | ||
Аустенитные стали, А3 | по ГОСТ ISO 3506 | 0,08 | 1 | 2 | 0,045 | 0,03 | 17,0 - 19,0 | --i | 9,00 - 12,00 | Cu ≤ 1,00; m |
Аустенитные стали, 321 | по ASTM A 276–06 | 0,08 | 1 | 2 | 0,045 | 0,03 | 17,0 - 19,0 | 9,00 - 12,00 | Ti: 5 x (C+N) ≤ 0,70 | |
Аустенитные стали, А4 | по ГОСТ ISO 3506 | 0,08 | 1 | 2 | 0,045 | 0,03 | 16,0 -18,5 | 2,00 - 3,00 | 10,00 -15,00 | Cu ≤ 4,00 |
Аустенитные стали, 316L | по ASTM A 276–06 | 0,03 | 1 | 2 | 0,045 | 0,03 | 16,0 - 18,0 | 2,00 - 3,00 | 10,00 - 14,00 | |
Аустенитные стали, 316 | по ASTM A 276–06 | 0,08 | 1 | 2 | 0,045 | 0,03 | 16,0 - 18,0 | 2,00 - 3,00 | 10,00 - 14,00 | |
Аустенитные стали, А5 | по ГОСТ ISO 3506 | 0,08 | 1 | 2 | 0,045 | 0,03 | 16,0 - 18,5 | 2,00 - 3,00 | 10,50 - 14,00 | Cu ≤ 1,00; Ti: 5 x С ≤ 0,8 |
Аустенитные стали, 316Ti | по ASTM A 276–06 | 0,08 | 1 | 2 | 0,045 | 0,03 | 16,0 - 18,0 | 2,00 - 3,00 | 10,00 - 14,00 | N ≤ 0,10; Ti: 5 × (С+N) ≤ 0,7 |