Какие бывают марки нержавеющей стали?

Нержавеющая сталь окружает вас повсюду, она используется в различных отраслях промышленности и в повседневных предметах. Но знаете ли вы, какими различными сортами она бывает? Каждая марка, от аустенитной до мартенситной, обладает уникальными свойствами для конкретного применения. В этой статье вы узнаете о ключевых марках, их свойствах и местах широкого применения.

Основные категории нержавеющей стали

К основным маркам нержавеющей стали относятся аустенитная нержавеющая сталь, ферритная нержавеющая сталь, дуплексная нержавеющая сталь, мартенситная нержавеющая сталь и нержавеющая сталь осадкового твердения. Каждая марка обладает неповторимыми достоинствами и находит специфическое применение.

Аустенитные марки нержавеющей стали

Аустенитная нержавеющая сталь широко используется во многих областях благодаря своей превосходной коррозионной стойкости и отличным технологическим свойствам. Никель играет в ней ключевую роль, придавая материалу хорошую прочность и коррозионную стойкость.

304 нержавеющая сталь

• Состав: В основном содержит 18-20% хрома (Cr) и 8-10% никеля (Ni), а остальное в основном железо (Fe) и очень небольшое количество других примесных элементов.
• Пример данных: В типичной посуде из нержавеющей стали 304 соотношение хрома и никеля строго контролируется в пределах указанного выше диапазона. Элемент хром образует плотную защитную пленку из оксида хрома, которая эффективно блокирует ежедневную коррозионную среду, такую как водяной пар и соль, элемент никель обеспечивает стабильность структуры посуды, делая ее нелегкой для деформации и повреждения.
• Характеристики: Хорошая устойчивость к большинству распространенных кислот, щелочей и солевых коррозионных агентов.
• Преимущества: В пищевой промышленности, например, в резервуарах линии по производству молока, он может долгое время находиться в контакте с молочными продуктами без коррозии, обеспечивая безопасность и гигиену продуктов питания.

316 нержавеющая сталь

• Состав: Содержание хрома составляет 16-18%, никеля - 10-14%, а также молибдена (Mo) - 2-3%.
• Пример данных: Если взять в качестве примера трубы из нержавеющей стали 316, используемые в морской среде, то точное добавление молибдена позволяет им эффективно справляться с высокой концентрацией хлоридов в морской воде. В морской воде хлорид-ионы чрезвычайно агрессивны, но нержавеющая сталь 316 может предотвратить точечную и щелевую коррозию благодаря такому сочетанию ингредиентов, обеспечивая долгосрочную стабильную работу трубопровода.
• Характеристики: Благодаря усилению молибденом коррозионная стойкость значительно повышается по сравнению с нержавеющей сталью 304, что особенно важно для хлоридсодержащих сред.
• Преимущества: При транспортировке хлоридсодержащих агрессивных жидкостей в химической промышленности срок службы трубопровода из этой стали может быть значительно увеличен по сравнению с трубопроводами из нержавеющей стали 304.

нержавеющая сталь 321

• Состав: Содержит 17-19% хрома, 9-12% никеля и 0,2-0,5% титана (Ti).
• Пример данных: В некоторых высокотемпературных компонентах аэрокосмических двигателей хром и никель обеспечивают базовую коррозионную стойкость и структурную прочность, а титан соединяется с углеродом, образуя стабильные карбиды.
• Характеристики: Добавление титана делает его чрезвычайно устойчивым в высокотемпературных средах и предотвращает охрупчивание, вызванное выпадением карбида.
• Преимущества: В химических реакторах, работающих при высоких температурах и высоком давлении, он может сохранять хорошую прочность и вязкость при длительной работе при высоких температурах, что позволяет избежать угрозы безопасности, вызванной изменением структуры материала.

нержавеющая сталь 310

• Состав: Содержание хрома составляет около 25%, а содержание никеля достигает 20%.
• Пример данных: В нагревательных элементах промышленных высокотемпературных печей высокое содержание хрома и никеля позволяет выдерживать длительный высокотемпературный обжиг при температуре свыше 1000°C. Особенности: Обладает чрезвычайно высокой устойчивостью к высоким температурам и может стабильно работать в условиях сверхвысоких температур в течение длительного времени.
• Преимущества: Она часто используется в ключевых компонентах промышленных печей, таких как печные трубы. В стекольной промышленности печные трубы из нержавеющей стали 310 в высокотемпературных печах могут выдерживать высокотемпературную эрозию и термическое напряжение при плавлении стеклянного сырья. Ее превосходные характеристики обеспечивают непрерывный и стабильный процесс производства стекла. В термообработке компоненты нагревательных камер, используемые в оборудовании для высокотемпературного отжига металлических деталей, могут обеспечить равномерную и стабильную высокотемпературную среду для деталей, обеспечивая качество и эффект процесса термообработки.

нержавеющая сталь 309

• Состав: Содержит 23-25% хрома и 12-15% никеля.
• Пример данных: В компонентах горелок больших котлов хромовые элементы демонстрируют отличную антиоксидантную способность в окислительной среде высокотемпературного горения. После испытаний, проведенных при температуре 800°C и кислороде 10% в течение 500 часов, толщина оксидной пленки увеличилась всего на 0,05 мм. Никелевый элемент обеспечивает хорошую высокотемпературную прочность и сопротивление ползучести, что позволяет горелке стабильно работать в жестких условиях с длительной высокой температурой, высоким давлением и эрозией продуктами сгорания топлива.
• Характеристики: По сравнению с нержавеющей сталью 304, она обладает лучшей устойчивостью к высокотемпературному окислению и подходит для высокотемпературных и относительно жестких условий эксплуатации.
• Преимущества: В опорной конструкции футеровки нагревательной печи в металлургической промышленности, она может выдерживать радиационное тепло высокотемпературной стальной заготовки и эрозию атмосферы в печи, обеспечивая надежную структурную поддержку для нормальной работы нагревательной печи.

Ферритная нержавеющая сталь

Ферритная нержавеющая сталь использует хром в качестве основного легирующего элемента, а ее кристаллическая структура находится в ферритной фазе. Она обладает такими характеристиками, как низкая стоимость, определенная устойчивость к высоким температурам и магнетизм, но ее коррозионная стойкость слабее, чем у аустенитной нержавеющей стали, особенно в среде с сильными кислотами, щелочами и высоким содержанием хлоридов.

430 класс 

• Состав: Содержание хрома составляет около 17-19%, никеля практически нет или очень низкое содержание никеля, остальное - железо и небольшое количество других элементов.
• Пример данных: Если взять в качестве примера обычную кухонную мойку из нержавеющей стали 430, то толщина защитной пленки оксида хрома, образованной на ее поверхности хромом, составляет около 0,02-0,05 мкм, что обеспечивает ей определенную коррозионную стойкость под действием слабой кислоты и щелочи, пятен воды и ежедневных моющих средств на кухне. Благодаря низкой стоимости, при крупномасштабном производстве кухонной посуды, стоимость сырья может быть снижена примерно на 30% по сравнению с никельсодержащей нержавеющей сталью, что может удовлетворить экономические требования.
• Характеристики: Обладает хорошей стойкостью к окислению и эффективностью обработки, а также относительно низкой стоимостью.
• Преимущества: В некоторых частях автомобильных выхлопных систем, таких как корпуса глушителей, хотя выхлоп содержит высокотемпературные выхлопные газы и небольшое количество коррозионных веществ, антиокислительная и высокотемпературная стойкость может соответствовать требованиям кратковременного использования.

Класс 434

• Состав: По сравнению с 430 серией, содержание хрома немного увеличено, около 18-20%, и содержит определенное количество молибдена, обычно около 0,75-1,25%.
• Пример данных: В некоторых емкостях для хранения в химической промышленности, таких как резервуары для хранения органических химикатов, содержащих небольшое количество хлористых примесей, хром обеспечивает основные антиоксидантные свойства, а молибден оказывает значительное ингибирующее действие на коррозию хлористых примесей. После испытаний в среде органических растворов, содержащих 0,5% хлорида, скорость коррозии оказалась примерно на 40% ниже, чем у нержавеющей стали 430, что эффективно продлевает срок службы резервуара.
• Характеристики: Повышенное содержание хрома и молибдена улучшает коррозионную стойкость в хлоридсодержащих средах.
• Преимущества: В водогрейных компонентах небольших котлов она может лучше противостоять комбинированной коррозии от следов хлоридов и высокотемпературного пара в воде, чем нержавеющая сталь 430, снижая частоту обслуживания и замены компонентов; в компонентах бытовой техники, к которым предъявляются определенные требования по коррозионной стойкости, например, в баках электрических водонагревателей, характеристики могут соответствовать основным требованиям использования и учитывать контроль затрат, предоставляя потребителям относительно экономичные варианты продукции.

Класс 444

• Состав: Содержание хрома дополнительно увеличено до 19-23%, а содержание молибдена - до 1,5-2,5%.
• Пример данных: В оборудовании для хранения кислых продуктов в пищевой промышленности, например, в резервуарах для хранения маринованных продуктов, высокое содержание хрома и молибдена делает его хорошо устойчивым к коррозии органических кислот в кислых продуктах. После погружения в кислую среду со значением рН 3-4 в течение 1000 часов, его глубина коррозии составляет всего около 20% от обычной ферритной нержавеющей стали, что эффективно обеспечивает качество продуктов питания и хранения оборудования гигиены и безопасности.
• Характеристики: Дальнейшее увеличение содержания хрома и молибдена значительно повышает устойчивость к кислой среде.
• Преимущества: В мягких средствах защиты от коррозии в морской среде, таких как водосточные трубы в приморских зданиях, хотя они подвергаются воздействию воздуха и дождевой воды, содержащей определенное количество соли, хорошая кислотостойкость и определенная коррозионная стойкость к хлоридам могут уменьшить коррозионное повреждение трубопровода, продлить срок службы.

Дуплексные марки нержавеющей стали

Дуплексная нержавеющая сталь сочетает в себе характеристики аустенитной и ферритной структур, обладает высокой прочностью, хорошей коррозионной стойкостью и износостойкостью. Она широко используется во многих областях, где требуются высокие комплексные характеристики материала. Уникальная дуплексная структура делает ее характеристики лучше, чем у однофазной нержавеющей стали.

Класс 2205

• Состав: Типичный состав содержит 22% хрома, 5-6% никеля и 3% молибдена, а доля ферритной и аустенитной фаз примерно одинакова.
• Пример данных: В реакционной башне химической промышленности хром может образовывать эффективную оксидную пленку в обеих фазовых структурах, никель стабилизирует аустенитную фазу, повышая прочность и технологические характеристики материала, а молибден улучшает общую коррозионную стойкость. В смешанной коррозионной среде, содержащей 5% хлорида натрия и 1% серной кислоты, скорость коррозии составляет около 1/3 от скорости обычной аустенитной нержавеющей стали, и она хорошо работает в сложных коррозионных средах, содержащих хлорид-ионы и сульфиды.
• Характеристики: Отличная коррозионная стойкость, устойчивость к высоким температурам и высокая прочность.
• Преимущества: При прокладке подводных трубопроводов в морской технике он может выдерживать огромное давление морской воды, размывание течением и коррозию, вызванную высоким содержанием хлоридов в морской воде. Высокая прочность гарантирует, что трубопровод не сломается и не деформируется в условиях высокого давления в морских глубинах. Хорошая коррозионная стойкость предотвращает коррозию и перфорацию трубопровода под воздействием морской воды, обеспечивая безопасную транспортировку подводных нефтегазовых ресурсов.

Класс 2507

• Состав: Содержание хрома составляет около 25%, никеля - 6-8%, молибдена - 3,5-4,5%, содержание азота также относительно высокое, около 0,25-0,35%.
• Пример данных: В высококоррозионных реакторах крупных химических предприятий высокое содержание хрома и молибдена делает ее чрезвычайно устойчивой к различным сильным кислотам, сильным щелочам и высококонцентрированным растворам хлоридов. После погружения в раствор соляной кислоты 20% на 500 часов скорость потери веса при коррозии составляет лишь около 10% от скорости потери веса обычной дуплексной нержавеющей стали. Добавление азота дополнительно повышает прочность материала и устойчивость к точечной коррозии, а также эффективно предотвращает коррозию и ухудшение характеристик материала в условиях бурной химической реакции, высокой температуры и высокого давления в реакторе.
• Характеристики: Это супердуплексная нержавеющая сталь, демонстрирующая отличную прочность и коррозионную стойкость в суровых условиях, богатых хлоридами.
• Преимущества: В ключевых структурных компонентах морских нефтяных буровых платформ, таких как буровые установки и елки, он может не только противостоять сильной коррозии в морской среде, но и выдерживать удары волн, вес оборудования и различные динамические нагрузки во время работы. Высокая прочность и высокая коррозионная стойкость обеспечивают долговременную надежность в чрезвычайно суровых условиях, снижая затраты на обслуживание платформы и риски для безопасности. 

Мартенситные марки нержавеющей стали

Мартенситная нержавеющая сталь известна своей высокой твердостью и высокой прочностью, что достигается в основном за счет высокого содержания углерода и соответствующего содержания хрома, но ее коррозионная стойкость относительно слабая. Она подходит для случаев с высокими требованиями к прочности и износостойкости и относительно мягкой коррозионной средой.

Класс 410

• Состав: Содержание хрома составляет 11-13%, содержание углерода обычно находится в пределах 0,15-0,25%, а остальное - железо и небольшое количество примесных элементов.
• Пример данных: При изготовлении кухонных ножей элементы хрома придают ножам определенную степень устойчивости к ржавчине, а элементы углерода повышают твердость и износостойкость ножей за счет термообработки. Например, обычный кухонный нож из нержавеющей стали 410 имеет твердость по Роквеллу (HRC) 48-55, легко режет различные ингредиенты, сохраняет остроту и поверхность лезвия при ежедневном использовании и чистке. После одного года использования в кухонных условиях площадь ржавчины на поверхности не превышает 5%.
• Характеристики: Обладает высокой твердостью и хорошей износостойкостью.
• Преимущества: В небольших передаточных механизмах в машиностроении, когда шестерни из нержавеющей стали 410 подвергаются определенным механическим нагрузкам и трению, их твердость гарантирует, что поверхность зубьев шестерен не будет легко изнашиваться и деформироваться, обеспечивая точность и надежность системы передачи, в некоторых болтах и гайках в автомобильных деталях, они подвергаются предварительной нагрузке и вибрационным нагрузкам во время эксплуатации автомобиля.

Класс 420

• Состав: Содержание углерода выше, чем в серии 410, обычно в пределах 0,2-0,4%, а содержание хрома - 12-14%.
• Пример данных: При производстве хирургических инструментов в медицинских приборах, таких как скальпели, более высокое содержание углерода позволяет достичь твердости по Роквеллу (HRC) 50-60 после соответствующей термообработки. После 100 имитаций хирургических разрезов износ лезвия составляет всего 410% по сравнению с обычной серией 410.
  Он нелегко деформируется и изнашивается, когда материал подвергается давлению и трению, тем самым повышая срок службы пресс-формы и качество изделия. При производстве спортивных товаров, таких как некоторые высококлассные лезвия для фехтования, его характеристики позволяют ему обладать хорошей эластичностью и износостойкостью. После 100 фехтовальных матчей упругость клинка уменьшилась не более чем на 10%, что позволяет удовлетворить строгие требования к производительности фехтования.

Класс 440

• Состав: Содержание углерода может достигать 0,6-1,2%, а содержание хрома - 16-18%.
• Пример данных: В области производства ножей высокого класса, таких как высококлассные ножи для стейков для профессиональных поваров или многофункциональные ножи для выживания на природе, высокое содержание углерода позволяет достичь твердости по Роквеллу (HRC) 58-65 благодаря специальному процессу термообработки. При нарезке твердых ингредиентов или работе в сложных условиях на открытом воздухе лезвие остается острым примерно на 50% дольше, чем у обычных ножей. Элемент хром обеспечивает относительно хорошую коррозионную стойкость. После пребывания во влажной атмосфере на открытом воздухе в течение месяца ржавчина на поверхности незначительна и легко очищается, обеспечивая работоспособность и срок службы ножа.
• Характеристики: Это одна из самых твердых мартенситных нержавеющих сталей с чрезвычайно высокой износостойкостью и твердостью.
• Преимущества: При выборе инструментальных материалов для прецизионной обработки инструменты из нержавеющей стали серии 440 хорошо зарекомендовали себя при резке металлических материалов высокой твердости. Их высокая твердость позволяет эффективно врезаться в материал, уменьшать износ инструмента и шероховатость обрабатываемой поверхности. При резке легированной стали с твердостью HRC 40-50 износ инструмента снижается примерно на 70% по сравнению с обычными инструментами.

Нержавеющие стали с прецизионным упрочнением

Нержавеющие стали, упрочненные осаждением, достигают высокой прочности благодаря добавлению легирующих элементов, таких как алюминий, медь и молибден, а также в результате термической обработки. Эти марки обеспечивают исключительную прочность и твердость при сохранении хорошей коррозионной стойкости.

Класс 17-4PH

Нержавеющая сталь 17-4PH - наиболее широко используемая нержавеющая сталь, упрочняемая осаждением, содержащая 15-17% хрома, 3-5% никеля и 3-5% меди. Она обладает превосходной прочностью, вязкостью и коррозионной стойкостью, что делает ее идеальной для аэрокосмической промышленности, химического оборудования и механических компонентов, требующих высокой прочности и коррозионной стойкости.

Класс 15-5PH

Нержавеющая сталь 15-5PH обладает еще большей прочностью и лучшей коррозионной стойкостью, чем 17-4PH. Она широко используется в аэрокосмической промышленности, медицинском оборудовании и морской технике. Благодаря содержанию хрома 14-15%, никеля 3-5% и меди 2-3%, процесс закалки осаждением обеспечивает превосходную механическую прочность и коррозионную стойкость, что делает ее пригодной для работы в более сложных условиях.

Сравнительная таблица марок нержавеющей стали

Класс	Тип	Характеристики	Приложения	Распространенные сплавы
Аустенитная нержавеющая сталь	Высокая коррозионная стойкость, отличная обрабатываемость	Выдающаяся коррозионная стойкость, свариваемость и хорошая обрабатываемость	Пищевая промышленность, медицинские приборы, архитектурные экстерьеры, химическое оборудование	304, 316, 321, 310
Ферритная нержавеющая сталь	Хорошая устойчивость к окислению, магнитные свойства	Стойкость к высоким температурам, низкая прочность	Автомобилестроение, бытовая техника, декоративные цели	430, 434, 444
Дуплексная нержавеющая сталь	Высокая прочность, отличная коррозионная стойкость	Сочетает в себе преимущества аустенитной и ферритной нержавеющей стали, подходит для высокопрочных сред	Химическая промышленность, морская техника, нефтегазовая отрасль	2205, 2507
Мартенситная нержавеющая сталь	Высокая твердость, хорошая износостойкость	Высокая прочность, низкая коррозионная стойкость, идеально подходит для высокопрочных применений	Автомобильные компоненты, производство инструментов, аэрокосмическая промышленность	410, 420, 440
Нержавеющая сталь с осадкой	Высокая прочность, хорошая коррозионная стойкость	Подходит для сред, требующих высокой прочности и коррозионной стойкости	Аэрокосмическая промышленность, химическое оборудование, медицинская промышленность	17-4PH, 15-5PH

Применение марок нержавеющей стали

Нержавеющая сталь стала незаменимым материалом в различных отраслях промышленности. Будь то гигиенические требования в пищевой промышленности, антибактериальные свойства в медицинских приборах или коррозионная стойкость в судостроении, различные марки нержавеющей стали обеспечивают индивидуальные решения.

Пищевая промышленность и производство напитков

Рекомендуемые классы: 304, 316L

Эти марки соответствуют гигиеническим стандартам, не содержат вредных элементов и идеально подходят для оборудования пищевой промышленности.

Медицинская промышленность

Рекомендуемые классы: 316L, 304L

Эти марки обладают превосходными антибактериальными свойствами, коррозионной стойкостью и легкостью очистки, что делает их пригодными для использования в медицинских инструментах и имплантатах.

Химическая промышленность

Рекомендуемые классы: 2205, 2507

Эти дуплексные нержавеющие стали предназначены для работы в условиях высокой коррозии, например, в химических реакторах и трубопроводах.

Строительная промышленность

Рекомендуемые классы: 304, 316

Благодаря своей долговечности и эстетичности эти марки широко используются в экстерьерах зданий (навесные фасады), декоративных элементах и несущих конструкциях.

Автомобильная и аэрокосмическая промышленность

Рекомендуемые классы: 410, 420
Эти мартенситные нержавеющие стали подходят для деталей, требующих износостойкости и высокой прочности, таких как валы и режущие инструменты.
Морская техника

Рекомендуемые классы: 316, 2507

Обладая исключительной коррозионной стойкостью, эти марки идеально подходят для работы в морской воде, например, в судостроении и на морских платформах.

Вопросы и ответы

Какая нержавеющая сталь лучше?

Выбор "лучшей" нержавеющей стали зависит от конкретного применения. Для высокой коррозионной стойкости часто лучше всего подходит 316. Для высокопрочных компонентов могут больше подойти 410 или 420.

В чем плюсы и минусы нержавеющей стали 304 и 316?

304 содержит 18% хрома и 8% никеля, что обеспечивает хорошую стойкость к окислению, но менее эффективно работает в высокоагрессивных средах. 316 содержит 16% хрома, 10% никеля и 2% молибдена, что повышает коррозионную стойкость, но стоит дороже из-за добавления молибдена.

Что лучше, 304 или 420 нержавеющая сталь?

Это зависит от предполагаемого использования. 304 лучше подходит для общего назначения и коррозионной стойкости. Напротив, 420, с более высоким содержанием углерода, идеально подходит для применений, требующих высокой прочности и износостойкости.

Является ли 430 нержавеющая сталь дорогой?

Нержавеющая сталь 430, ферритного класса, относительно недорога благодаря низкому содержанию никеля и высокому содержанию хрома. Она широко используется в бытовой технике, кухонном оборудовании и автомобильных выхлопных системах.

Какая самая дешевая марка нержавеющей стали?

Ферритные нержавеющие стали, как правило, более экономичны, чем аустенитные. В качестве основного легирующего элемента в этих сталях используется хром, а никель содержится в минимальном количестве, что снижает производственные затраты. Несмотря на меньшую коррозионную стойкость по сравнению с аустенитными сталями, они являются экономичным выбором для менее требовательных применений.

Является ли нержавеющая сталь 304 магнитной?

Нержавеющая сталь 304, как правило, немагнитна благодаря своей гранецентрированной кубической (FCC) кристаллической структуре. Однако процессы холодной обработки, такие как растяжение, изгиб или прокатка, могут изменить ее структуру и придать ей некоторый магнетизм. Это магнитное свойство не указывает на изменение состава основы.

Какого цвета нержавеющая сталь 304?

Нержавеющая сталь 304 имеет типичный серебристо-белый металлический блеск с гладкой, яркой поверхностью. Ее цвет остается стабильным с течением времени и не тускнеет.

Заключение

Выбор нержавеющей стали - это не универсальное решение. Он должен соответствовать специфическим требованиям конкретного применения. Различные марки нержавеющей стали отличаются по коррозионной стойкости, прочности, термостойкости, обрабатываемости и стоимости. Выбор правильной марки зависит от понимания ваших требований и их соответствия свойствам материала.