Как сделать нержавейку

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 04.10.2024

Нержавеющая сталь – это сплавы на основе железа с различными примесями. Чаще всего легирующими добавками являются углерод, хром, никель, титан, ниобий. Каждый из элементов придает сплаву новые физико-механические свойства, тем самым повышая его прочность или увеличивая пластичность. Главное преимущество нержавейки – сопротивление коррозии, этим своим свойством она обязана хрому, который присутствует в составе каждого нержавеющего сплава. Достаточное количество этого элемента обеспечивает антикоррозийные свойства металла.

Присутствие никеля придает сплаву множество важных качеств: пластичность, жаропрочные свойства, повышает качество свариваемости, снижает скорость распространения коррозии. С приобретением антикоррозийных свойств нержавейка не уступает по прочности обычной стали. Нержавейка сохраняет все ценные качества металлов: она одновременно прочна и пластична, хорошо поддается обработке: резке, сварке, прокату, растяжению, гибке. За счет хороших показателей нержавейку применяют для изготовления нержавеющего металлопроката. Все марки нержавейки изготавливаются в соответствии с ГОСТ 5632-2014.

Расшифровка маркировки сталей

Легированные стали – те, в которые вводят специальные химические элементы: никель, хром, кобальт, титан, вольфрам. Их добавление в состав стали служит для воздействия на структуру металла и получения улучшенных свойств. Маркировка сталей зависит от химического состава. В начале указываются цифры, обозначающие содержание углерода в сотых долях процента (ГОСТ 4543-2016). Далее стоят буквы, которые обозначают легирующие элементы. В наименованиях марок стали и сплавов химические элементы обозначены следующими буквами:

А (в начале марки) - сера;
А (в середине марки) - азот;
Б - ниобий;
В - вольфрам;
Г - марганец;
Д - медь;
Е - селен;
К - кобальт;
М - молибден;
Н - никель;
П - фосфор;
Р - бор;
С - кремний;
Т - титан;
Ф - ванадий;
Х - хром;
Ц - цирконий;
Ю - алюминий;
ч - РЗМ (редкоземельные металлы: лантан, празеодим, церий и пр.).

Если буква А стоит в конце маркировки, то это говорит о том, что сталь относится к высококачественной. Буква Ш ставится в конце маркировки у особо высококачественных сталей.

После буквы иногда стоят цифры, обозначающие содержание легирующего элемента в процентном соотношении. При отсутствии цифры содержание элемента составляет не более 1%.

В начале маркировки инструментальных легированных сталей на первом месте стоит цифра, обозначающая среднее содержание углерода в средних долях процента (ГОСТ 5950-2000). Если она не указана, то процентное содержание составляет 1% и более. Далее обозначение нержавеющей стали совпадает с конструкционными сталями.

Иначе маркируются сорта нержавеюющей стали специального назначения. В начале ставится буква, обозначающая назначение стали:

А – автоматная;
Э – электротехническая;
Ш – шарикоподшипниковая;
Р – быстрорежущая.

После идут цифры, обозначающие среднее число основного легирующего элемента.

Классификация марок нержавейки

В разных странах классификация нержавейки отличается, но есть общие схожие принципы, по которым происходит разделение нержавеющей стали на несколько видов:

Аустенитная;
Ферритная;
Мартенситная;
Дуплексная.

Аустенитная нержавеющая сталь

К аустенитной группе относятся сплавы с повышенным содержанием хрома и никеля. Аустенитная нержавейка отличается повышенной прочностью и гибкостью, легко поддается разным видам обработки и имеет повышенные антикоррозийные свойства. Нержавейка этого типа нашла свое применение в промышленности. Аустенитная сталь относится к немагнитным металлам.

Эта группа делится на несколько видов нержавейки:

А1 – сталь, содержащая большое количество серы. За счет этого имеет самый низкий показатель антикоррозийности.

А2 – самая часто используемая марка нержавейки. Легко поддается сварке, не теряет своих свойств при низких температурах. Из недостатков можно отметить то, что данная сталь не выдерживает агрессивную кислую среду.

А3 – улучшенная версия стали А2. В состав добавлены компоненты, позволяющие нержавейке не менять своих свойств при высоких температурах и в кислой среде.

А4 – сплав с добавлением в состав молибдена (до 3%). Преимущественно используется в судостроении, так как сталь характеризуется высоким уровнем сопротивления в кислой среде.

А5 – имеет практически такие же свойства, как и А4. Отличаются между собой только соотношением добавок в составе сплава. Нержавейку данного типа используют для повышенного сопротивления сверхвысоким температурам.

Ферритная нержавеющая сталь

Мартенситная нержавеющая сталь

Особым типом нержавеющих сталей являются мартенситные сплавы. Они отличаются высокими показателями прочности и износоустойчивости. Мартенситные марки стали в своем составе минимальное количество вредных веществ, которые не выделяются при нагревании. К мартенситным сплавам относится жаропрочная коррозионная сталь.

Дуплексная нержавеющая сталь

Последний вид нержавеющей стали, который сочетает в себе свойства всех остальных групп, – дуплексные сплавы. Инновационные стали разрабатываются индивидуально, в зависимости от потребностей заказчика.

Разновидности нержавеющей стали не ограничиваются вышеперечисленными, так как любое процентное изменение веществ в составе может привести к созданию нового типа нержавейки.

Применение нержавеющей стали

Раньше нержавейка применялась только на промышленных производствах, но по истечении времени нержавеющую сталь широко используют в разных сферах нашей жизни.

К основным сферам относятся:

Машиностроение;
Химическая промышленность;
Энергетика;
Целлюлозно-бумажная промышленность;
Пищевая промышленность;
Медицина;
Авиационно-космическая сфера;
Строительство.

Пищевая нержавейка

В пищевой промышленности применяется сталь нержавеющая пищевая - сплав с низким количеством химических добавок, так как оборудование не подвергается перепадам температур и агрессивным веществам. Для холодильных и морозильных агрегатов используют морозостойкие материалы.

Широкое применение получили марки нержавеющей стали для пищевой промышленности AISI 304, AISI 304L, AISI 316, AISI 316L, AISI 316Ti, AISI 321, AISI 430.

Нержавеющая медицинская сталь

Высокие коррозийные свойства, за счет чего сталь выдерживает строгие гигиенические нормы СанПиН;
Сталь не выделяет вредных веществ при нагревании;
Твердая и практичная, на такой стали не образуются царапины и вмятины;
Медицинской стали можно придать любую форму при изготовлении.

Зарубежные марки нержавеющей стали

200-я серия: AISI 201 и AISI 202

Стали марок AISI 201 и AISI 202 (AISI - American Iron and Steel Institute — Американский институт стали и сплавов) относятся к аустенитной группе сплавов. В своем составе имеют хром, никель, марганец, медь и азот. Данные стали обеспечивают высокий уровень прочности готового изделия, прекрасно деформируются и меняют свою форму. Благодаря своему сбалансированному составу стали этих марок характеризуются высокими антикоррозийными показателями.

Нержавеющая сталь AISI 201 и AISI 202 применяется при изготовлении бытовых домашних приборов, трубопроводов и строительных конструкций.

Между собой марки отличаются процентным соотношением добавок. У AISI 201 в составе большее количество углерода, серы, марганца и меди, за счет чего достигаются высокие показатели прочности и пластичности стали. В составе AISI 202 увеличено количество никеля. AISI 201 считается улучшенной версией AISI 202. При эксплуатации стали в умеренно агрессивной среде обе марки не теряют своих физических свойств.

Российский аналог AISI 201 — 12Х15Г9НД
Российский аналог AISI 202 — 12Х17Г9АН4

Марки нержавеющей стали 300-й серии

По своему химическому составу эта серия может относиться к аустенитной или дуплексной группе сплавов. Тип нержавейки зависит от процентного содержания основных добавок: углерода, никеля, хрома, титана. Данная серия является универсальной. За счет хороших показателей прочности, износоустойчивости и антикоррозийности, нержавейка этой группы имеет высокий спрос на рынке.

AISI 301

AISI 301 относится к немагнитным сталям. Имеет высокий уровень прочности и обладает пластичностью. Марка 301 нашла свое применение в средах с пониженной агрессивностью. Чаще всего ее используют в условиях стандартного воздействия атмосферы, например, при изготовлении деталей для автомобилей и железнодорожного транспорта, бытового оборудования и медицинской техники.

Химический состав и расшифровка AISI 301, %

Cr — от 16 до 18
Ni — от 6 до 8
Mn — 2
Si — 1
C — 0,15
N — 0,1
P — 0,045
S — 0,03

Российский аналог AISI 301 — 15Х17Н7

AISI 302

Для изготовления пружин и стопорных колец используется нержавеющая сталь AISI 302. Материал характеризуется высокими показателями прочности и пластичности. Обладает стойкостью к образованию коррозии.

Химический состав и расшифровка AISI 302, %

AISI 420

Характеристики стали AISI 420: повышенный уровень износостойкости, жаропрочности и антикоррозийности. Стоимость сплава значительно ниже, чем у других марок из этой серии, так как в составе нет дорогих элементов.

Химический состав и расшифровка AISI 420, %

Fe — ~84
Cr — 12-14
Si — до 0,6
Mn — до 0,6
Ni — до 0,6
C — 0,35-0,44
P — до 0,03
S — до 0,025

Такое сочетание элементов позволяет добиться хороших физических свойств нержавейки. Сплав относится к мартенситной группе. Эта марка востребована в разных отраслях промышленности: пищевой, химической, строительной.

Российский аналог AISI 420 — 40Х13

AISI 430

Сталь AISI 430 считается максимально устойчивым к коррозии сплавом. Марка относится к группе ферритных сталей. Сбалансированный состав и хорошие эксплуатационные характеристики стали преимуществами нержавейки AISI 430. Отсутствие дорогостоящих элементов делают сталь доступной и востребованной.

Химический состав и расшифровка AISI 430, %

Fe — ~81
Cr — 16-18
C — до 0,12
Si — до 0,8
Mn — до 0,8
P — до 0,035
S — до 0,025

Область применения AISI 430:

Нефтедобывающая промышленность;
Пищевая промышленность;
Строительство;
Машиностроение;
Химическая промышленность.

Российский аналог AISI 430 — 12Х17

AISI 439

AISI 439 – нержавеющая сталь, принадлежащая ферритной группе. Не содержит в составе никель и стабилизирована титаном. Характеризуется высокими показателями устойчивости к коррозии в разных среднеагрессивных и агрессивных средах.

Применяется марка AISI 439 в машиностроении, пищевой промышленности, архитектуре и строительстве. Из нержавейки изготавливают внутреннюю и наружную фурнитуру, сервисный инструмент.

Химический состав и расшифровка AISI 439, %

Fe — ~79
Cr — 16-18
Si — до 0,8
Mn — до 0,8
Ti — до 0,8
Ni — до 0,6
Cu — до 0,3
C — до 0,08
P — до 0,035
S — до 0,025

Наличие алюминия и титана в нержавеющей стали AISI 439, в соединении с уменьшенным содержанием углерода, гарантирует ей хорошие пластические и прочностные свойства.

Российский аналог AISI 439 — 08Х17Т

AISI 441

Сталь AISI 441 относится к группе ферритных сплавов. Нержавеющая сталь 441 стабилизирована титаном и ниобием. В составе находится большое количество хрома, благодаря чему является коррозионностойкой маркой нержавеющей стали. Преимущества марки AISI 441:

Низкий коэффициент термического расширения;
Высокий уровень теплопроводности;
Не допускается инерционный перегрев материала.

Химический состав и расшифровка AISI 441, %

Cr — 16-18
Si — до 0.8
Mn — до 0.8
Ti — до 0.8
Ni — до 0.6
Cu — до 0.3
C — до 0.08
P — до 0.035
S — до 0.025

Нержавеющая сталь AISI 441 применяется в автомобильной промышленности, в производстве теплообменников и труб, для строительства архитектурных элементов. Материал подходит для изготовления выхлопных систем. Сварка стали производится при низких температурах. Сплав может использоваться при температуре 500-800 градусов.

Отечественные марки нержавеющей стали

Современный рынок предлагает разные марки нержавеющей стали для применения в разных отраслях промышленности.

06ХН28МДТ

Нержавейка 06ХН28МДТ применяется для изготовления сварного химического оборудования, работающего при температуре до 80 градусов в средах повышенной агрессивности.

Химический состав и расшифровка 06ХН28МДТ, %

Ni — 26-29
Cr — 22-25
Cu — 2,5-3,5
Mo — 2,5-3
Si — ≤0,8
Mn — ≤0,8
Ti — 0,5-0,9
C — ≤0,06
P — ≤0,035
S — ≤0,02
Fe — ост.

Сплав может подвергаться ручной и автоматической сварке.

Импортный аналог 06ХН28МДТ — AISI 904L

08Х17Н13М2Т

Одним из популярных вариантов отечественной нержавеющей стали является марка 08Х17Н13М2Т. Состав данной марки нержавейки отличается повышенным содержанием молибдена. Именно этот элемент увеличивает антикоррозийные свойства и позволяет не воспринимать воздействие агрессивной среде. Помимо этого, молибден повышает устойчивость к высоким температурам. Нержавеющая сталь этой марки характеризуется высокой пластичностью, легко подвергается формовке и не обладает магнитными свойствами.

Область применения марки 08Х17Н13М2Т:

Пищевая промышленность;
Химическая промышленность;
Изготовление медицинских изделий;
Изготовление оборудования и инструментов.

Химический состав и расшифровка 08Х17Н13М2Т, %

C — до 0,08
Si — до 0,8
Mn — до 2
Ni — 12-14
S — до 0,02
P — до 0,035
Cr — 16-18
Mo — 2-3
Cu — до 0,3
(5 С - 0,7) Ti
Fe — ~61

Импортный аналог 08Х17Н13М2Т — AISI 316Ti

08Х18Н9

Сталь 08Х18Н9 – аустенитная нержавеющая сталь с высоким содержанием хрома. Широко распространенная марка нержавеющей высоколегированной стали. Нержавейка характеризуется высокими показателями жаростойкости и антикоррозийности. Сплав легко поддается сварке. Применяется при производстве стальных фальцев, арматуры, теплообменного оборудования.

Химический состав и расшифровка 08Х18Н9, %

08Х18Н10

Марка нержавеющей стали 08Х18Н10 также относится к аустенитной группе сплавов. Характеризуется повышенной прочностью, пластичностью и стойкости к сверхвысоким температурам. Сплав не имеет магнитных свойств.

Область применения 08Х18Н10

Строительство;
Машиностроение;
Пищевая промышленность;
Горнодобывающая промышленность;
Изготовление металлопроката, оборудования и арматуры.

Химический состав и расшифровка 08Х18Н10, %

Cr — 17-19
Ni — 9-11
C — 0,8
Si — 0,8
Ti — 0,5
Cu — 0,3
Mn — 0,2
P — 0,035
S — 0,02

Импортный аналог 08Х18Н10 — AISI 304

08Х18Н10Т

Аналогом предыдущей марки является 08Х18Н10Т. Высоколегированная сталь этой марки относится к аустенитной группе. Это коррозионностойкий сплав, и он характеризуется высокими показателями жаропрочности. Магнитные свойства отсутствуют. Применяется для изготовления фальцев, теплообменного оборудования, деталей печной арматуры.

Область применения 08Х18Н10Т

Строительство;
Машиностроение;
Электроэнергетика;
Пищевая, топливная, химическая промышленность.

Химический состав и расшифровка сплава 08Х18Н10Т, %

Cr — 17-19
Ni — 9-11
Mn — до 2
Si — до 0.8
Ti — 0.4-0.7
Cu — до 0.3
S — до 0.2
C — до 0.08
P — до 0.035
Fe — ~69

Импортный аналог 08Х18Н10Т — AISI 321

08Х22Н6Т

Нержавеющая сталь 08Х22Н6Т относится к аустенитно-ферритной группе сплавов. Является антикоррозийныс сплавом, не теряет свои свойства даже при использовании в агрессивной среде. Область применения этой марки нержавейки обширна, из нее изготавливают сварное оборудование и различные сосуды.

Химический состав и расшифровка 08Х22Н6Т, %

Cr — 21-23
Si — до 0.8
Mn — до 0.8
Ni — до 0.8
Cu — до 0.3
C — до 0.08
P — до 0.035
S — до 0.025
(5 С - 0.65) Ti
остальное Fe

К нержавеющей стали марки 08Х22Н6Т можно применять любой вид сварки. Сварной шов также защищен от появления ржавчины и внешнего механического воздействия.

10Х17Н13М2Т

Сталь 10Х17Н13М2Т относится к группе аустенитных сплавов. В основном, эта марка применяется при изготовлении сварных конструкций, которые используются в агрессивной среде. Нержавеющая сталь сохраняет свои физические свойства и характеристики даже при высоких температурах (до 600 градусов).

Химический состав и расшифровка 10Х17Н13М2Т, %

Cr — 16-18
Ni — 12-14
Mo — 2-3
Mn — не более 2
Si — не более 0.8
Ti — 0.5-0.7
Cu — не более 0.3
P — не более 0.035
S — не более 0.02

К нержавеющей стали этой марки можно применять любые виды сварки: ручная, автоматическая электродуговая, газовая.

Импортный аналог 10Х17Н13М2Т — AISI 316Ti

10Х18Н10Т

Жаропрочная нержавеющая сталь 10Х18Н10Т применяется для изготовления деталей сварной аппаратуры, работающей в агрессивной среде. Подходит для производства печного оборудования, теплообменников и труб.

Химический состав и расшифровка 10Х18Н10Т, %

Cr — 17-19
Ni — 10-11
Mn — 1-2
Si — до 0.8
C — до 0.1
P — до 0.035
S — до 0.02
5(С - 0.02) Менеджеры ответят на любой Ваш вопрос!

Основы закалки нержавеющей стали: выбор температурных режимов, основные этапы и важные особенности. Необходимое оборудование, материалы и инструмент. Как закалить нержавейку в домашних условиях.

Закалка нержавеющей стали отличается от закалки нелегированных сталей более высокой температурой, временем выдержки, а также скоростью разогрева и охлаждения. Это вызвано тем, что легирующие компоненты изменяют критическую (аустенитную) точку нагрева и снижают теплопроводность металла.

Для того чтобы закалить коррозионностойкую сталь (нержавейку), ее необходимо нагреть до температуры не менее тысячи градусов, а затем охладить в масляной среде. Известно, что для успешной закалки обычной стали нужно, чтобы содержание в ней углерода было не менее 0.4 %.

Это не относится к нержавейке, т. к. легирующие добавки дают возможность закалить ее при более низком содержании углерода. У народных умельцев, изготавливающих ножи и режущий инструмент, самой популярной является отечественная нержавейка марки 40X13 (и ее аналоги), которая содержит 0.35÷0.45 % углерода и около 12÷14 % хрома.

Основные этапы процессы каления

Для закалки нержавейки желательно знать ее точную марку, или, по крайней мере, к какому из типов по углероду она относится (больше или меньше 0.4 %). Это очень важно, поскольку для того, чтобы правильно закалить изделие, после самой закалки его необходимо еще и отпустить.

Марку фабричной нержавейки можно узнать у продавца заготовки, который также может посоветовать, как лучше ее закалить. Если же в качестве исходного материала используется какая-нибудь старая вещь, то на помощь придет интернет с таблицами изделий и марками сталей, из которых они изготовлены.

В общем случае полный цикл термообработки детали из нержавейки включает в себя следующие этапы:

Особое внимание следует обратить на спецодежду и все необходимое для соблюдения пожарной безопасности, особенно в процессе охлаждения детали в масле.

Что потребуется для работы

Для закалки нержавеющей стали в первую очередь нужно решить вопрос с источником нагрева. В бытовых условиях закалить нержавейку можно, нагревая ее с помощью горна, камерной печи или открытого пламени.

Если требуется качественно закалить длинномерное изделие, то лучше использовать первые два варианта, т. к. в этом случае прогревается одновременно весь объем нержавейки. При газопламенной закалке нагревание происходит путем перемещения узкой зоны нагрева вдоль изделия, поэтому качество может быть ниже.

Но этот способ хорошо подходит для разовых работ. Если же необходимо закалить большое количество изделий из нержавейки или такую работу предполагается выполнять постоянно, то лучше потратить некоторое время и усилия на изготовление небольшой камерной печи (см. фото ниже) или соорудить импровизированный кузнечный горн.

С помощью такой печки можно разогреть до нужной температуры и закалить изделия не только из нержавейки, но и из жаропрочных сталей. В качестве огнеупорного материала здесь использован шамотный кирпич типа ШБ, а нагрев выполняется пламенем газовой горелки, направленным во внутреннюю камеру.

Если же нет желания делать стационарное термическое оборудование, но при этом возникла потребность закалить деталь из нержавейки длиной до 30÷40 см, то вполне можно обойтись простейшим кузнечным горном, согнутым из листа стали (см. фото ниже).

В качестве топлива здесь используется обычный древесный уголь для шашлыков, а наддув осуществляется снизу с помощью строительного фена.

Для того чтобы качественно закалить заготовку из нержавейки с медленным остыванием, потребуется несколько литров минерального масла в жестяной емкости. Подойдет любое автомобильное или индустриальное масло, даже моторная отработка.

Главным инструментом при термообработке являются обычные или зажимные клещи. Кроме того, потребуются плотные негорючие перчатки или рукавицы и такая же спецодежда или кузнечный передник. Все работы следует выполнять либо на открытом воздухе, либо в хорошо проветриваемом помещении, вдали от горючих материалов.

Технология домашнего каления нержавейки

На самом деле закалить заготовку для будущего изделия из нержавейки (ножа или инструмента) не так уж и сложно. Для этого достаточно разобраться с температурными режимами и следовать всем рекомендациям. Однако термообработка относится к производству повышенной опасности.

Поэтому для закалки нержавеющей стали в домашних условиях прежде всего нужно определиться с организацией места проведения работ. Чтобы качественно закалить нержавейку и при этом не нанести ущерба помещению и собственному здоровью, необходимо соблюдать некоторые условия.

Во-первых, все источники нагрева должны быть безопасны, устойчивы и надежно защищены от случайного контакта с нагретыми элементами. Во-вторых, закалочные жидкости должны находиться в надежных емкостях и располагаться в стороне от нагревательного оборудования.

Если требуется закалить длинномерное изделие из нержавейки, следует использовать емкости, позволяющие полностью погрузить его в закалочную жидкость с одного раза. В-третьих, место работ должно быть достаточно просторным для перемещений и проветриваемым от дыма и газов.

Выбор температурного режима

Чтобы правильно закалить свою деталь из нержавейки, в первую очередь необходимо соблюдать требования температурных режимов для стали, из которой она изготовлена. Практически все хромистые коррозионностойкие стали при закалке разогреваются немногим выше тысячи градусов.

Для нержавейки это является точкой устойчивого формирования аустенита — твердого раствора углерода в железе. Закалить нержавеющую сталь — это значит быстро охладить такую структуру, не дав ее атомам вернуться в исходное (до нагрева) состояние.

Поэтому важны как температура разогрева и время выдержки в нагретом состоянии, так и скорость охлаждения, которая для нержавейки не должна быть слишком большой. Замедление процесса остывания достигается охлаждением изделия в масле, которое имеет низкую теплопроводность.

Если закалить деталь в воде, то она будет очень хрупкой и почти наверняка покроется микротрещинами. Продвинутые народные умельцы измеряют температуру нагрева с помощью термодатчиков, а в бытовых условиях ее определяют по цвету металла. Точные температурные режимы для каждой марки нержавейки можно найти в технологических справочниках.

Процесс каления пошагово

Чтобы закалить небольшое изделие из нержавейки в домашних условиях без использования печей или горнов, достаточно нагреть его горелкой или на газовой плите, определяя температуру по цвету металла. После этого оно остужается в масле, очищается и подвергается отпуску, для которого вполне подойдет духовка газовой плиты.

Если требуется закалить заготовку из нержавейки в изотермическом режиме (на производстве это делается поддержанием нагрева в соляном расплаве), то можно поместить ее после разогрева на газу в сухой песок. В этом случае температура остывания контролируется по цвету побежалости.

Чтобы правильно закалить нержавейку, нужно знать ее марку. Нередко встречается утверждение, что тип нержавейки достаточно точно определяется по цвету искр на точильном камне. А что вы думаете по этому поводу? Поделитесь, пожалуйста, своим мнением в комментариях.

Наличие на поверхности изделий из нержавеющей стали окалины, оксидов, сварочных швов и других дефектов ухудшает их эксплуатационные свойства, портит внешний вид предметов. При наличии такого рода дефектов требуется дополнительная обработка. Самый популярный вид обработки – травление нержавейки в домашних условиях.

Способы обработки нержавейки

Для обработки нержавеющей стали разработан ряд методов, позволяющих придать изделиям требуемые параметры и эстетичный внешний вид. В домашних условиях можно применять следующие способы:

травление нержавеющей стали;
покраска;
сатинирование (шлифовка и полировка);
воронение;
хромирование.

Процедура травления нержавеющей стали

Основной способ очистить поверхность нержавеющей стали – травление (химическое и электрохимическое). Этот метод используется после термообработки изделия, холодной и горячей пластической деформации, а также для удаления следов сварки. Помимо очистки поверхности, травление нержавеющей стали восстанавливает пассивный слой, предохраняющий нержавеющий сплав от разрушительного воздействия высоких температур.

В основе метода лежит химическое взаимодействие поверхности металла с кислотами разной степени концентрации, в основном серной или соляной, расплавленных щелочных составов. Использование кислот предполагает двухступенчатый процесс: сначала обработка сернокислым раствором, затем – помещение в азотнокислую среду. При использовании щелочного метода используется раствор каустической соды.

При обработке нержавеющей стали необходим тщательный контроль над соблюдением технологических условий. Агрессивная среда, в которую помещают металл, должна воздействовать только на его поверхность, разрушая дефекты, не изменяя структуру самого предмета. Для предотвращения перетравливания применяются специальные присадки.

Электрохимическое (гальваническое) травление

Для его проведения необходимо выполнить ряд процедур.

Приготовление раствора. Подготовить водный раствор кислоты, выбранный для травления. Необходимо тщательно рассчитать его процентное содержание.

Подготовка поверхности. Необходимо выполнить обезжиривание любым методом, чтобы защитный лак качественно закрепился на нержавейке. После обработки касаться заготовки не рекомендуется, чтобы не вызвать отслоение лака и, как следствие, неоднородную обработку поверхности.

Создание защитного слоя. Нужно нанести защитный слой на участки, не нуждающиеся в травлении. В промышленности для этого используют специальные составы, которые можно применять и при домашней обработке (при соблюдении техники безопасности). Также в домашних условиях можно сварить защитный лак, состоящий из гудрона и канифоли, растворенных в скипидаре.

Травление. При проведении электрохимического травления нержавеющей стали заготовка опускается в ранее подготовленный раствор, после чего в созданную электрическую цепь подается напряжение. В этой цепи анодом является заготовка с подключенным положительным электродом, в качестве катода используют любую стальную пластину.

Продолжительность определяют по виду детали, внимательно наблюдая за состоянием заготовки, но не больше нескольких минут. После этого отключают напряжение, вынимают протравленную деталь из раствора и тщательно нейтрализуют кислоту с помощью реактивов.

Очистка нержавейки. Очищают нержавейку от остатков растворов специальными средствами, не влияющими на характеристики металла.

Химическое травление

Оно основано только на химических реакциях, без дополнительного воздействия электрического тока. Для травления нержавеющей стали в домашних условиях используются специально разработанные составы – травильные пасты. Они безопаснее реактивов, используемых в промышленных условиях. В состав таких паст не включается соляная кислота (из-за повышенного риска для здоровья).

От промышленных веществ домашние составы отличаются пониженным содержанием вредных хлоридов. Пасты изготавливаются на основе азотной и плавиковой (фтористоводородной) кислоты. Это жидкая желеобразная прозрачная субстанция, требующая осторожности при использовании.

Перед использованием пасты заготовку из нержавеющего сплава необходимо тщательно очистить и обезжирить. Для нанесения пасты на нержавейку используются специальные инструменты: пластиковые лопатки и кисти из кислотоустойчивых материалов.

Время выдержки пасты зависит от используемой марки, указано в инструкции к пасте. Возможный временной интервал – от 10 мин. до часа. Паста смывается большим количеством проточной воды (с соблюдением мер предосторожности).

При работе с крупными изделиями, большая площадь которых делает нанесение паст затруднительным, используют метод струйного напыления при помощи травильных спреев для обработки нержавейки.

Средства для травления

Из большого количества выпускаемых травильных паст можно выделить наиболее популярные марки.

Avesta Blue One (Швеция). Надежная травильная паста шведского производства Avesta BlueOne. Удаляет коррозийные проявления, мелкие дефекты сварки, придает блеск изделиям. Время обработки зависит от температуры окружающей среды: от 90 мин. при 100 о С до 20 мин. при 300 о С. Время травления нержавеющей стали зависит от состояния поверхности.

SAROX TS-K 2000 (Чехия). Очищает нержавейку от окалин и других дефектов, обеспечивая прекрасный вид сварочного шва. Благодаря высокой густоте гелеобразная паста эффективна даже для вертикальных поверхностей. Время обработки составляет 10 мин.

Stain Clean от ESAB (Швеция). Качественная марка, восстанавливающая антикоррозионные свойства нержавеющих сплавов. Не нуждается в перемешивании. Может применяться на вертикальных поверхностях. Отличается низким содержанием вредных азотных газов. Не применяется при t ниже +5 о С.

Другие методы обработки

Для отделочной обработки изделий из нержавеющей стали могут применяться и альтернативные способы.

Покраска

Самый доступный по цене и простой по выполнению метод, позволяющий быстро создать защитную пленку.

Сатинирование (полировка и шлифовка)

Этот метод обработки нержавейки сочетает практичность и эффективность. Поверхность нержавейки после обработки приобретает гладкость сатина. В домашних условиях для шлифования нержавейки используют малогабаритные инструменты: шлифовальную машинку, пневмонапильник и др. Маленькие площади сатинируются вручную, шлифовальными листами или ручным станком. Для получения качественного результата шлифовку начинают с применением листов зернистостью 180 грит, затем переходят на зерно 320, 600 грит. В заключение – полируют войлоком.

Воронение (чернение)

Поверхность нержавеющей стали покрывается защитной оксидной пленкой иссиня-черного цвета. Применяется три способа создания пленки: кислотный, щелочной и тепловой. Последний метод доступен только в промышленных условиях, когда нержавеющую сталь при температуре от 250 до 850 0 С обрабатывают одним из трех способов:

в растопленных солях;
в парообразном растворе спирта и аммиака;
в перегретом пару.

В быту применяют чернение нержавеющей стали в растворах кислот либо щелочей электрохимическим или химическим методом.

Хромирование

Этот способ обработки нержавейки надежно защищает поверхность изделий от механических и других повреждений. Но его выполнение требует знаний технологии и опыта работы. Поэтому в домашних условиях хромирование практически не применяется.

Видео по теме: Травление металла в домашних условиях

Как определить цену 1 кг лома нержавейки

Секреты никелирования металлических предметов в домашних условиях

Процесс хромирования металлических изделий в домашних условиях

Сегодня все большей популярностью пользуются легированные сплавы, особенно с добавлением хрома, который входит в состав нержавеющей стали, обладающей высокими антикоррозийными свойствами. Мы рассмотрим, какие бывают классы нержавейки.

1 Рассмотрим особенности коррозиеустойчивых сплавов

Стали с различными добавками, улучшающими физические свойства, называются легированными. К ним относятся и нержавеющая сталь, в состав которой обычно входит хром, как основной элемент, отвечающий за сопротивление коррозии. Для этой же цели используются в некоторых случаях никель, ванадий, марганец, медь и даже связанный азот. В гораздо меньшем процентном соотношении добавляются другие элементы, улучшающие качества металла: ниобий, кобальт и молибден, иногда – титан. И, конечно, не обойтись без вечных спутников железа – углерода, серы, фосфора, кремния. К слову, чем меньше их процентная доля в сплаве, тем выше качество стали.

Нержавеющий сплав образуется в том случае, если химический состав имеет включение более 13 % хрома. Если же этот элемент добавить в количестве свыше 17 % от общего соединения компонентов, то сталь будет устойчива к коррозии даже в предельно агрессивных средах. Различают 3 типа нержавейки, которые определяются физическими свойствами. Так, обычный сплав называют просто коррозиестойким, он применяется в быту, а также повсеместно на производстве, где нет необходимости высокой степени защиты металла от агрессивных сред. Второй тип – жаростойкий, у него устойчивость к коррозии сохраняется при крайне высоких температурах. И, наконец, жаропрочный, у которого, как можно понять из названия, в той же агрессивной среде остается неизменной прочность, но коррозия нержавеющей стали у марок этого типа вполне возможна.

Итак, две основные группы нержавеющих сплавов – хромистые и хромоникелевые. Та и другая включают в себя несколько структурных классов. В первую входят мартенситные и ферритные стали, а также еще одна, являющаяся промежуточной и объединяющая в себе некоторые химические показатели двух первых – это мартенситно-ферритный сплав. Во второй группе насчитывается 4 класса: аустенитные, а также переходные аустенитно-ферритные, аустенитно-мартенситные и аустенитно-карбидные. Существует также группа хромомарганцевоникелевых сталей, которые, в целом, схожи по своей структуре с хромоникелевыми. Рассмотрим более подробно все вышеуказанные типы и классы.

2 Типы нержавеющих сплавов и их свойства

Как уже было сказано, коррозийную стойкость железо приобретает при добавлении в его расплав другого металла, как правило, благородного или любого цветного. При этом, в зависимости от химического состава сплава, сталь может получить свойства одного из 3 типов нержавейки. Самый простой структурой обладают обычные коррозиестойкие марки, такие как 08X13 и 12X13. Они пластичны и могут быть использованы как в быту в виде различных изделий, так и в промышленности, там, где от деталей и узлов требуется устойчивость к ударным нагрузкам. Как ясно из маркировки, содержание хрома в этих сплавах составляет 13 %. Первые же 2 цифры – это количество углерода, исчисляющееся в сотой доле процента.

Следующие 2 типа относятся к сплавам, которые должны сохранять коррозиестойкость при воздействии высоких температур. В жаростойких сталях добавление хрома (или кремния) в количестве от 28 % и более обеспечивает снижение интенсивности окисления вплоть до полного его прекращения даже при сильном нагреве. Иными словами, окалина практически не возникает по той причине, что на поверхности уже имеется оксидная пленка. В той же степени хром может изменить структуру сплава при выработке жаропрочных марок сталей, которые обладают высокой степенью прочности под большой нагрузкой в процессе сильного и длительного нагрева.

3 Химические свойства хромистых коррозиестойких сталей

Следует отметить, что железо, которое является основой любой стали, имеет несколько состояний, совпадающих с фазами активности и покоя кристаллической решетки, которые зависят от степени коррозийной стойкости. Чем она выше, тем более пассивным считается металл. Наиболее распространенными считаются сплавы с образующейся при закалке мартенситной структурой, обладающие достаточно высокой пластичностью. Согласно химическим характеристикам, это железо в α-фазе (чистый металл), содержащее насыщенный твердый раствор углерода. К таковым относятся пищевая и быстрорежущая нержавейка, из которой изготавливают изделия для использования в быту на кухне, например, всевозможные емкости и ножи. Мартенситные стали способны выдержать контакт со слабоагрессивными химическими веществами.

Другой тип – ферритные сплавы с достаточно высоким магнитным показателем. Разница у них по большей части в форме кристаллической решетки, она имеет кубическую структуру, в отличие от тетрагональной мартенситной. В целом же это средненасыщенный твердый раствор углерода в α-железе с добавлением легирующих элементов, таких как хром. Примечательно, что такие сплавы не подвергаются изменениям при нагреве до предельно возможных температур и не теряют свои свойства. Чаще всего таким изделиям находят применение в пищевой промышленности или для изготовления инструментов. Мартенситно-ферритные сплавы имеют свойства обоих перечисленных типов, то есть они механически устойчивы, обладают высокой прочностью и имеют магнитный потенциал. Но устойчивость к окислительной среде у таких сталей не очень высока, намного ниже, чем у обычных ферритных сплавов.

4 Отличительные черты аустенитных сплавов

В первую очередь рассмотрим аустенитные структуры сталей, которые определяются, как γ-железо (высокотемпературное изменение кристаллической решетки металла) в виде твердого раствора с углеродом. Проще говоря, такие сплавы могут подвергаться межкристаллической коррозии даже при высоком содержании хрома, если не имеют включения дополнительных элементов, таких как титан или ниобий. Во избежание их обязательно подвергают термообработке. В остальном это очень пластичные, прочные и технологичные стали, содержащие, помимо хрома еще и никель, которые относят к разряду конструкционных. Также из этих сплавов изготавливают инструменты, а вот в пищевой промышленности, равно как и для изготовления кухонной утвари, марки данного класса непригодны, поскольку никель весьма аллергенный.

Межкристаллической коррозией называют внутреннее окисление металла, проходящее по границам отдельных зерен стали. По этой причине разрушение изделия остается незаметным, при сохранении характерного блеска узнать о коррозии можно только по звуку при ударах

Что примечательно, каким бы ни был химический состав аустенитных сплавов, они всегда немагнитные. Но при любой холодной деформации, например, под воздействием механических воздействий, они начинают приобретать небольшой магнитный потенциал. Это происходит по той причине, что при нарушении кристаллической решетки аустенит на некоторых участках превращается в феррит. Прочность таких сплавов достигается путем предельного уменьшения содержания углерода, впрочем, до определенного порога – не ниже 0,04 %, по причине присутствия в растворе никеля. В таких условиях легко образуются карбиды, то есть химическое соединение хрома с углеродом. Иногда в сплав добавляют связанный азот, благодаря которому возникают карбнитриды, также повышающие прочность стали. Примером может послужить марка нержавейки Х17АГ14.

Промежуточные сплавы имеют несколько иные характеристики, в частности, аустенитно-мартенситные. Они имеют более низкую коррозиестойкость, чем просто аустенитные структуры, но намного прочнее. При этом данный класс довольно тяжело поддается термообработке, вернее, воздействие на него высокими температурами связано с некоторыми сложностями. Зачастую такие сплавы со свойствами мартенситов требуют не только закалки, но также обработки холодом с последующим отпуском металла. Однако при такой технологии прочность нержавейки переходного класса повышается в несколько раз. В производстве элементов для тяжелых несущих конструкций стали, вроде марок 09X15Н8Ю или 20Х13Н4Г9, не используются, их применяют только для изготовления легких конструкций.

Особенность аустенитно-ферритных сплавов заключается в том, что они содержат сравнительно небольшое количество никеля в сравнении с другими промежуточными классами. За счет этого такие стали, как 12Х21Н5Т или 08Х22Н6Т, имеют гораздо лучшую свариваемость, швы при соединении металлопроката из них получаются очень качественные и прочные на деформацию. Обеспечивается это влиянием ферритной структуры, обеспечиваемой элементами Сr, Ti, Mo или Si. Однако следует отметить, что по той же причине, то есть из наличия ферритообразующих включений, в значительной степени ухудшается жаропрочность, равно как и пластичность. Высокой остается только механическая прочность.

В марках сталей обычно присутствуют буквы кириллицы, они тождественны латинским обозначениям, в частности Ю означает "ювенал" – алюминий, причем так он маркируется только в сталях. Другие элементы могут означаться также не по первым буквам, например кремний – С, от силициума, а марганец – Г, поскольку эта буква имеется в середине слова.

Читайте также: