Нержавіючі сталі для виробництва кріплення. Види та властивості.

Останнім часом все більшого поширення на ринку отримують кріпильні вироби, виготовлені з нержавіючої сталі. Володіючи такою важливою перевагою, як стійкість до корозії, нержавійку поступово стає все більш популярним як серед великих виробничих підприємств, так і серед приватних осіб, які використовують його для своїх потреб.

«Системи Кріплень» поставляє на ринок України нержавіючий кріплення і такелаж вже протягом багатьох років. У даній статті ми дамо загальну інформацію про види та властивості нержавіючих сталей, що використовуються для виробництва кріплення.

Отже, що власне таке «нержавіюча сталь»? Нержавіюча сталь –це легована сталь (тобто, така сталь, яка містить, крім вуглецю, інші елементи, які покращують її властивості), яка володіє корозійною стійкістю в атмосфері і агресивних середовищах. Елементом, який забезпечує корозійну стійкість сталі, є хром (Cr). Вміст хрому в нержавіючої сталі повинна бути не менше 10%.

Крім хрому, до складу нержавіючої сталі можуть входити й інші легуючі елементи, такі як молібден (Mo), нікель (Ni), Титан (Ti), фосфор (P), сірка (S) та інші.

«Рецепт» нержавіючої сталі був відкритий у Великобританії в 1913 році. Однак, активна виплавка високоякісної сталі почалася з другої половини 20 століття. При цьому світовими центрами з розробки та виплавлення нержавіючих сталей стали металургійні галузі Німеччини, США і СРСР. Кожна з цих країн розробила власну класифікацію та стандарти нержавіючих сталей:

AISI (American Iron and Steel Institute) в США

DIN (Deutsche Industrie Norm) в Німеччині

ГОСТ – в СРСР

Крім перерахованих вище, в даний час діє ще європейський стандарт EN

Незважаючи на існуючі розходження у всіх цих стандартах, найбільш поширені нержавіючі сталі, очевидно, мають аналоги в усіх існуючих класифікаціях.

Таблиця відповідності основних марок нержавіючої сталі з різним стандартам і вміст легуючих добавок

Всі нержавіючі сталі можна розділити на 3 основні групи:

Мартенситні нержавіючі сталі (C1). Тверда, магнітна сталь, що містить відносно невелике, до 14% хрому. Дані стали зміцнюються загартуванням і відпусткою, як і звичайні вуглецеві сталі. Дані сталі використовуються переважно для виготовлення столових приладів, ріжучих інструментів, у загальному машинобудуванні. Через невеликого вмісту хрому, дані стали найбільш схильні до корозії. Практично не застосовуються для виробництва кріпильних виробів.

Феритні нержавіючі сталі (F1). Дані стали набагато м'якше, порівняно з мартенситными, у зв'язку з меншим вмістом вуглецю. Також володіють магнітними властивостями і також не знайшли широкого застосування для виготовлення кріплення.

Аустенітні нержавіючі сталі (А1, А2, А3, А4, А5). Дана група нержавіючої сталі отримала найбільше поширення в промисловості, в тому числі і для виробництва кріпильної техніки. Дані сталі містять 16-20% хрому і 5-14% нікелю, який забезпечує значну корозійну стійкість даних сталей. Дані сталі є немагнітними, або слабомагнитными, добре піддаються обробці тиском, зварювання та тепловій обробці.

Аустенітні нержавіючі сталі маркіруються буквою А, дана маркування була розроблена в Німеччині і саме для спрощений маркування кріпильних виробів.

Виділяють 5 основних підгруп аустенітної нержавіючої сталі, що позначаються, відповідно: А1, А2, А3, А4 і А5.

Розглянемо їх більш детально:

Нержавіюча сталь А1

Стали даний підгрупи (А1) характеризується високим вмістом сірки, що робить їх найбільш схильних до корозії. При цьому стали А1 володіють досить високою твердістю і зносостійкістю. Нержавіючі сталі А1 використовуються при виготовлення пружинних шайб, штифтів, шплінтів і деталей рухомих з'єднань.

Нержавіюча сталь А2

Найпоширеніша марка нержавіючої сталі для виготовлення кріпильних виробів. Побутова назва - «харчова нержавіюча сталь». Дана сталь є нетоксичною, з високою стійкістю до корозії в атмосфері або чистої води. Спочатку сталь А2 є немагнітної однак слабкі магнітні властивості можуть проявитися після холодної механічної обробки сталі – об'ємної штампування або висадки. (При виробництві кріпильні виробів, таких як болти, гвинти, гайки і шайби застосовується штампування). Тому, досить поширений побутовий метод визначення нержавіючої сталі з допомогою магніту, найчастіше, дає невірний результат – нержавіюча сталь може володіти слабомагнитными властивостями.

У німецькій класифікації DIN, виходячи з таблиці, така сталь А2 може відповідати одній з трьох нержавіючих сталей:

· DIN 1.4301 (американський аналог AISI 304, радянський найближчий аналог 12Х18Н10),

· DIN 1.4948 (американський аналог AISI 304Н, радянський найближчий аналог 08Х18Н10),

· DIN 1.4306 (американський аналог AISI 304L, радянський найближчий аналог 03Х18Н11).

Кріпильні вироби зі сталі А2 не рекомендується використовувати в кислотах і хлорвмісних рідинах (в басейнах, морський і солоній воді) – в цьому випадку їх корозійна стійкість виявляється недостатньою.

Нержавіюча сталь А3

Нержавіюча сталь підгрупи А3 має схожі властивості з сталями A2, але при цьому додатково легированы титаном, ніобієм або танталу. Це підвищує корозійну стійкість сталей при високих температурах і надає пружинні властивості.

Використовуються при виготовленні деталей з високою жорсткістю і пружними властивостями (шайби, кільця і ін)

Нержавіюча сталь А4

Друга за поширеністю підгрупа нержавіючих сталей для кріплення - підгрупа A4. Побутова назва - «кислотостійка неіржавіюча сталь» Стали А4 за своїми властивостями теж схожі зі сталями A2, але додатково легированы додаванням 2-3% Молібдену. Молібден надає сталі А4 в значній мірі більш високу корозійну стійкість в агресивних середовищах і в кислотах.

Такелажні кріплення і вироби з сталей A4 добре чинять опір дії хлорвмісних середовищ і солоної води, і тому рекомендуються для використання в суднобудуванні.

Кріплення із сталей А4 зберігає працездатність аж до температур - 60C.

У німецькій класифікації DIN, виходячи з таблиці, така сталь А4 може відповідати одній з трьох нержавіючих сталей:

· DIN 1.4401 (американський аналог AISI 316, радянський найближчий аналог 03Х17Н14М2)

· DIN 1.4404 (американський аналог AISI 316L, радянський найближчий аналог 03Х17Н14М3)

· DIN 1.4435 (американський аналог AISI 316S, радянський найближчий аналог 03Х17Н14М3)

Так як підгрупа А4 володіє підвищеною корозійною стійкістю не тільки в атмосфері або у воді, але і в агресивних середовищах - тому народна назва стали А4 "кислотостійка" або ще називають "молибденка" із-за вмісту Молібдену в складі сталі.

Нержавіючі сталі підгрупи А4 практично не володіють магнітними властивостями.

Підгрупа А5

Сталь підгрупи А5 має властивості подібні одночасно зі сталями A4 і зі сталями А3, так як теж додатково легована титаном, ніобієм або танталом, але з іншим відсотковим вмістом легуючих добавок. Ці особливості надають стали А5 підвищену опірність високих температур.

Сталь А5 також, як А3, має пружинні властивості і застосовується для виготовлення різного кріплення з високою жорсткістю і пружними властивостями. При цьому працездатність кріплення із сталі А5 зберігається при високих температурах і в агресивному середовищі.

Застосування нержавіючих сталей для виготовлення кріпильних виробів

Наведемо коротку таблицю найбільш поширених видів кріплення та відповідних цим видам нержавіючих сталей: