Нержавеющая полоса – незаменимый прокат для современной промышленности

1 Нержавеющая полоса – что собой представляет этот металлопрокат?

Нержавеющая полоса – это вид сортового проката, представляющий собой металлическое изделие сплошного прямоугольного сечения и имеющий предусмотренные сортаментом такие размерные характеристики, как ширину, толщину и длину.Изготавливают полосу из нержавейки методом холодного или горячего проката, по качеству и точности которого продукцию делят на категории:

• А – повышенной точности;
• Б – высокой;
• В – нормальной.

Выпускают следующих размеров:

• толщина 2–80 мм;
• ширина 15–200 мм;
• длина 3–12 м.

По назначению длиной:

• мерной;
• кратной мерной;
• немерной.

По серповидности (степени изогнутости полосы) делят на классы:

• 1 – серповидность не более 0,2 % от длины;
• 2 – не более 0,5 %.

2 Полоса из нержавеющей стали – свойства, определяемые металлом изготовления

Нержавеющая сталь (как и полоса, изготовленная из нее) обладают некоторыми свойствами, о которых мы поговорим далее. Нержавейка относится к разряду высоколегированных сталей. Хром (Cr) является основным элементом легирования, содержание которого достигает 12–20 % и выше. Именно наличие Cr в составе нержавеющей стали придает самому сплаву и изделиям из него высокие антикоррозионный свойства и стойкость к воздействию различных агрессивных сред.

Кроме хрома нержавейка включает углерод, кремний, марганец, серу и фосфор (C, Si, Mn, S и P). Для придания металлу требуемых физико-механических характеристик и большей стойкости в различных агрессивных средах также добавляют титан, никель, ниобий, кобальт, молибден (Ti, Ni, Nb Co, Mo).

Коррозионная стойкость нержавейки, обусловленная высоким содержанием хрома, основана на свойствах этого элемента. Cr на поверхности полосы при контакте с кислородом образует тонкий слой нерастворимых в неблагоприятной среде окислов, препятствующих разъеданию, коррозии стали. Для слабоагрессивных сред и обычных условий достаточно содержания хрома в 12 %. При 17 % Cr полоса из нержавеющей стали способна противостоять более агрессивным средам, включая 50-процентный раствор азотной кислоты.

В зависимости от соотношения компонентов сплава нержавеющие стали подразделяют на:

• хромистые;
• хромоникелевые;
• хромомарганцевоникелевые.

Для производства полосы из нержавейки используют коррозионно-стойкие, жаропрочные и жаростойкие сплавы стали. Наиболее распространенные и известные:

• никельсодержащие – 12Х18Н10Т, 20Х23Н18, 08Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т;
• без никеля – 20Х13, 95Х18, 40Х13, 15Х25Т;
• и другие.

В обозначении марки сплава буквы указывают на присутствие основных легирующих компонентов (Н – никель, Х – хром, М – молибден, Т – титан). Первой цифре соответствует определенное процентное содержание углерода, не равное указанному числовому значению. Числовые величины после обозначений элементов отражают процентное содержание последних. Количественный состав остальных легирующих компонентов определяется по справочникам и зависит в целом от марки конкретной стали.

В обозначении полосы из нержавейки, помимо ее размерных характеристик, указывают марку нержавеющей стали, использованной для изготовления. В зависимости от указанного сплава соответствующими качествами обладает само изделие и этим же определяется область применения полосы. К ее преимуществам, характерным различным маркам стали в разной степени, относят:

• превосходные антикоррозийные свойства, способность выдерживать воздействие щелочной, кислотной и другой химически агрессивной среды;
• высокая стойкость к действию различных температур;
• универсальность – при высокой прочности достаточная гибкость, позволяющая сгибать и придавать необходимую форму;
• долговечность;
• совместимость с любыми другими материалами;
• пожаробезопасность;
• гигиеничность;
• технологичность, возможность сваривать;
• высоко эстетичный вид изделий.

3 Использование полосы из нержавейки – марка сплава определяет спрос

Благодаря своим качествам полоса из нержавейки широко используется в промышленности и быте. Ее применяют как готовое изделие в строительстве и других производствах для создания металлоконструкций различного назначения, в качестве декорирующего материала.

Но основное применение полосы – использование ее как исходный материал, заготовку при производстве фасонного проката в виде уголков, швеллеров, труб, иного профиля. Из нее делают различные детали самого разного назначения при изготовлении оборудования, оснастки, аппаратуры, бытовых и промышленных приборов. Изготавливают режущие и другие инструменты, рессоры, декоративные элементы для отделки и иного.

Используют полосу и продукцию из нее в следующих сферах:

• пищевая промышленность;
• медицинская отрасль;
• архитектура и строительство;
• производство приборов;
• нефтехимическая и химическая промышленность;
• энергетика;
• тяжелое и обрабатывающее машиностроение;
• целлюлозно-бумажная отрасль;
• транспортное машиностроение;
• горнодобывающая промышленность;
• других.

Изделия из полосы или покрытые ею защищены от коррозии, обладают повышенной стойкостью к перепадам температуры и отличаются изящным, эстетичным видом. Предназначены для эксплуатации в обычных условиях, на открытом воздухе, в различных агрессивных средах и при высоких рабочих температурах (550–800 °С).

В зависимости от класса точности полосу из нержавейки используют:

• повышенного (А) – в космической промышленности, авиастроении, оборонной отрасли, для производства деталей высокой сложности и особой точности;
• обычного (В) – для изготовления конструкций общего назначения и несложных деталей.

4 Полоса нержавеющая 12Х18Н10Т – свойства, применение

Полоса нержавеющая 12Х18Н10Т является самой распространенной и используемой, что обусловлено маркой сплава. 12Х18Н10Т – титаносодержащая нержавеющая сталь, относящая к аустенитному классу (аустенит – внутренняя структура стали, представляющая собой твердый раствор из совокупности сплавов железа и легирующих элементов). Преимущества: ударная вязкость и высокая пластичность. Оптимальная термообработка – закалка резким охлаждением с температуры 1050–1080 °С в воде. Полосе из 12Х18Н10Т после закалки характерны невысокие прочность и твердость, максимальные вязкость и пластичность.

Температуры применения аустенитных сталей как жаропрочных находятся в пределах до 600 °С . Никель и хром – основные легирующие компоненты. После закалки 12Х18Н10Т приобретает устойчивую структуру однородного аустенита, где для предотвращения межкристаллической коррозии присутствует незначительное количество карбидов титана. Уровень прочности стали относительно небольшой 700–850МПа.

Легирующие элементы 12Х18Н10Т влияют на структуру этой стали следующим образом. Хром – содержание в сплаве 17–19 % – основной элемент, который обеспечивает высокую стойкость к коррозии и способность стали к пассивации. Перевод металла в аустенитный класс обеспечивает легирование никелем, что принципиально важно, так как приводит к сочетанию уникального набора эксплуатационных показателей стали с высокой технологичностью. Под воздействием углерода 0,1 % сплав при превышении температуры в 900 °С приобретает структуру полностью аустенитную. Соотношение концентраций Cr и Ni специфическим образом способствует стабильности аустенита стали при охлаждении с температуры обработки до состояния твердого раствора. Присутствие в сплаве титана, алюминия, кремния способствует образованию феррита (с ферритной структурой кристаллической решетки).

Характер и степень обработки (закалка, упрочнение, другое) влияют на область применения полосы 12Х18Н10Т и изделий из нее. Используют:

• в криогенной технике при температурных режимах до –269 °С (для сварных конструкций);
• для реакционного, емкостного, теплообменного оборудования (включая трубопроводы и паронагреватели, работающие под высоким давлением), эксплуатируемые при температурных режимах до 600 °С;
• для деталей муфелей, печной аппаратуры, коллекторов систем выхлопа.

Для жаростойких изделий из полосы 12Х18Н10Т максимальная температура использования в течение 10000 часов составляет 800 °С. При 850 °С начинается интенсивное окалинообразование. Сталь стойка к окислению в среде продуктов сгорания топлива и атмосферном воздухе при непрерывной работе на температурных режимах до 900 °С и в случае теплосмен до 800 °С.

Коррозионно-стойкую полосу 12Х18Н10Т применяют при производстве:

• сварной аппаратуры для различных отраслей промышленности;
• конструкций и деталей, функционирующих в контакте с окислительными средами (включая азотную кислоту), органическими растворителями, некоторыми видами органических кислот низкой и средней концентрации, в атмосферных условиях и так далее.

Уникальное сочетание свойств и характеристик полосы 12Х18Н10Т определило ее самое широкое использование практически во всех промышленных отраслях. У изделий из этого материала длительный срок эксплуатации и высокие характеристики на протяжении всего времени службы.

5 Полосы нержавеющей стали для ножа и других целей

Полосы нержавеющей стали для ножа изготавливают, как правило, из таких сплавов как 30Х13, 40Х13, 50Х14МФ, 65Х13, 08Х18Т1, Х14М4Ф1, 95Х18. Ниже приведена таблица, в которой указаны наиболее распространенные и часто используемые марки сталей для полос, а также область их применения.

Назначение наиболее востребованных нержавеющих сталей