11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Когда появилась нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь — это сплав железа с углеродом к которому добавлен некий химический элемент, повышающий устойчивость стали к самопроизвольному разрушению, т.е. к разным видам коррозии. Нержавейка бывает трёх типов:

  1. коррозионостойкая;
  2. жаростойкая;
  3. жаропрочная.

По химическому составу, т.е. в зависимости от того, что добавили в сталь для повышения коррозионной стойкости, нержавейка делится также на три типа. Различают:

  1. хромистую,
  2. хромоникелевую
  3. хромомарганцевоникелевую нержавеющую сталь.

История изобретения нержавеющей стали

В начале XX века английский ученый-экспериментатор Гарри Бреарли заметил, что металл, который включает в свой состав хром, не поддается коррозии и не ржавеет. Этот ученый оформил патент на материал, который назвал мартенситная сталь. Специалисты знают ее теперь, как сталь марки AISI420. До Гарри Бреарли проводилось множестов работ по поиску нержавеющего металла. Большой вклад в эти исследования внесли немецкий ученый Моннартц Филлип и француз Джиллет Леон, которые старались изобрести различные виды нержавеющей стали.

Гарри Бреарли (18.02.1871 – 14.07.1948)

Нержавеющая сталь — применение

Нержавеющая сталь изменила многие сферы производства, которые испытали в связи с этим разнообразные изменения и подъем своей деятельности. Практичный и долговечный металл получил огромное признание в медицине и в пищевой промышленности. В пищевой промышленности все оборудование обязательно делается из нержавеющего металла. Ну, а с такими мелочами, как вилки, ложки, ножи – человек сталкивается по несколько раз на день.

Посуда из нержавеющей стали

В современной архитектуре, в строительстве, невозможно обойтись без элементов, изготовленных из нержавеющей стали. В любом интерьере, если присутствует данный металл, дизайн будет гармоничный и фантастический. Нержавейка отлично сочетается с такими материалами, как кирпич, камень, стекло. Данный металл не только удобен в долгой эксплуатации, но и своим красивым блеском придает постройке красивый внешний вид. Очень популярно нержавеющую сталь использовать для изделий декора в торговых центрах, ресторанах, кафе. Такие фрагменты объектам придают солидный, стабильный и надежный статус, а также практичны, так как металл не поддается коррозии.

Нержавеющая сталь, благодаря своей стойкости к воздействию агрессивной среды, находит свое применение в химической промышленности в машиностроении, при производстве разнообразных механических узлов и агрегатов.

Емкости из нержавеющей стали на производстве

Нержавеющие стали

Представить современную жизнь без антикоррозийной стали невозможно. Разработка такого сплава позволила сделать качественный рывок не только в металлургии, но и во многих других сферах. Нержавеющие стали отличаются от классической тем, что содержат в составе кроме железа и углерода еще и хром. Именно добавление хрома придает сплаву антикоррозийные свойства.

Продукция из нержавеющей стали очень разнообразна. У любого производителя вы сможете найти широкий выбор изделий. Так, например, качественную продукцию, что подтверждают многочисленные отзывы, можно заказать в интернет-магазине БСМ – Металл.

Физические свойства

Нержавеющая сталь обрела высокую популярность не только благодаря антикоррозийным свойства, но также за счет разнообразия физических свойств. Современные коррозионностойкие стали производятся путем добавления к стали различных примесей.

От количества и типа примеси зависят физические свойства готовой стали. Следует отметить, что некоторые марки нержавеющей стали поддаются коррозии после длительного срока эксплуатации. Это связано с составом, то есть добавлением того или иного метала. Такой сплав имеет другие преимущества, которые нивелирует подверженность окислению.

Следует выделить основные физические свойства нержавеющей стали, которые качественно выделяют ее из ряда других металлов. К таким свойствам относятся:

  1. Высокая прочность. Изделия, изготовленные нержавейки отличаются повышенной прочностью в сравнении с аналогами. Благодаря устойчивости к физическим нагрузка, изделия не повреждаются и не теряют начальную форму. Качественная сталь сохраняет надежность более десяти лет.
  2. Устойчивость к агрессивной внешней среде. Подобная сталь практически не подвержена изменениям в связи с условиями окружающей среды. Это позволяет длительное время сохранять эксплуатационные свойства изделия.
  3. Жаропрочность. Изделия из нержавейки устойчивы к высоким температурам, даже при воздействии открытого огня. Также не меняя форму, размеры и свойства при значительных перепадах температур.
  4. Экологичность. Антикоррозийные свойства препятствуют процессу окисления. Кроме того, материал не содержит в составе вредных компонентов, поэтому широко применяется в пищевой промышленности.
  5. Антикоррозийные свойства. Главное свойство, которым обладает такая сталь, это препятствие возникновению ржавчины. Причем сплав не поддается коррозии даже после воздействия кислот или щелочей.
  6. Внешний вид. Внешний вид изделий из нержавейки качественно отличается от предметов из других материалов. Сталь имеет чистый, блестящий вид, который не меняется после длительного срока эксплуатации.
  7. Податливость. Подобный сплав легко обрабатывать, и изготовление из него предмета желаемой формы не составляет труда.
Читать еще:  Легированная сталь что это значит

Выбор нержавейки с определенными физическими свойствами зависит от целей ее использования. На сегодняшний день, разнообразие компонентов для производства нержавеющей стали позволяет создать материал с необходимыми характеристиками.

Химический состав

Химический состав нержавеющей стали зависит от типа и марки сплава. Главными особенностями, которые характеризирует нержавейку, являются наличие в составе не менее 10,5% хрома и низкое содержание углерода. Углерод очень важен при изготовлении стали, так как он придает необходимую прочность. Процентная составляющая которого в антикоррозийном сплаве не должна превышать 1,2%.

Также в состав нержавейки может включатся Титан, Фосфор, Молибден, Сера, Никель и Ниобий. В зависимости от химического состава, нержавейка делиться на несколько типов.

Наиболее широко используемая – нержавейка группы А2. Группа А2 содержит в составе 10% никеля, 18% хрома и 0,05% углерода. Большую часть занимает основа, а именно железо с сопутствующими компонентами.

В состав сталей этой группы входят 0,05% углерода, 2% молибдена, 12% никеля и 17% хрома. Благодаря наличию в составе молибдена, сплав устойчив к воздействию кислоты, поэтому часто к нему применяется названия «кислостойкого».

Антикоррозийные стали группы А, благодаря химическому составу, легко поддаются сварке. Именно поэтому такой тип широко используется в промышленности. Из такой стали можно производить детали практически любой формы, с прочным соединением составных частей.

Особое внимание при производстве уделяется стали для пищевой промышленности. Коррозионностойкая сталь таком случае не должна содержать посторонних компонентов, которые могут негативно повлиять на вкусовые качества продуктов, а также примесей опасных для здоровья человека.

Сопротивления стали к коррозии зависит от количества хрома. Чем его составная часть больше, тем устойчивее сплав. Классическая нержавеющая сталь, используемая в обычных условиях, содержит не более 13% хрома. Для противостояния агрессивной среде доля хрома должно превышать 17%. Такой коррозионностойкий спав подходит для использования в кислотной среде.

Высокоустойчивые сплавы сохраняют свои свойства даже в азотной кислоте 50% насыщенности. Для устойчивости против более сильных кислот, в составе увеличивают процент никеля и добавляют другие компоненты в малых количествах.

Классификация нержавеющих сталей

Классификация нержавеющих сталей разнится в зависимости от стран, но имеет общие принципы. Маркировка нержавейки осуществляется в зависимости от химического состава, свойств и внутренней структуры готового материала. Исходя из этого сталь делят на такие типы:

  1. Ферритные. Данная группа сталей характеризируется высоким содержанием хрома, обычно более 20%. Поэтому иногда этот тип называют хромистым. Такой химический состав способствует высокой устойчивости к агрессивной внешней среде. Сплавы этой группы обладают магнитными свойствами. Стали ферритной группы относительно дешевые, широко используются в промышленности, уступая лишь аустенитным.
  2. Аустенитные. Группа противокоррозионных сплавов, которые отличаются высоким содержанием хрома и никеля. За счет этого они отличаются повышенной прочностью и гибкостью в сравнении с аналогами. Также легко поддаются сварке и устойчивы к коррозии. Наиболее широко используемые в промышленности. Относятся к немагнитным металлам.
  3. Мартенситные. Особый тип нержавеющих сплавов. Отличается повышенной прочностью и износоустойчивостью. Не подвержены воздействию высоких температур, при этом содержат минимальную часть вредных компонентов, которые не выделяют паров при интенсивном нагреве. К этой группе относят жаропрочную коррозионностойкую сталь.
  4. Комбинированные. Особый тип стали, комбинирующий свойства вышеуказанных групп. Такие инновационные стали разрабатываются индивидуально в зависимости от требуемых заказчиком свойств. На сегодняшний день выделяют аустенитно-ферритные и аустенитно-мартенситные стали.

Детали из нержавеющей стали

В свою очередь, марки нержавеющей стали аустенитной группы делятся на 4 типа:

  1. А1 – сталь, содержащая в составе значительную часть серы, из-за чего более подвержена коррозии чем остальные.
  2. А2 – наиболее широко используемая марка. Легко поддается сварке без потери физических свойств. Морозостойкая, но подвержена коррозии в агрессивной кислой среде.
  3. А3 – производная от А2, но с добавлением стабилизирующих компонентов. Отличается повышенной устойчивостью к высокой температуре и кислой среде.
  4. А4 – сплав с добавление молибдена (до 3%). Характеризуется сопротивлением кислой среде. Широко используется в судостроении.
  5. А5 – схожа с маркой А4. Отличается лишь соотношением стабилизирующих компонентов. Производиться для повышенного сопротивления высоким температурам.

Виды нержавеющей стали не ограничиваются вышесказанными типами. Так как даже малейшее изменения процентного соотношения компонентов могут значительно повлиять на свойства стали.

Область применения нержавеющих сталей

С момента разработки, коррозионностойкие стали применялись только в высокотехнологичном производстве в таких сферах как авиастроение, атомная энергетика, нефтехимическое производство и машиностроении. На сегодняшний день нержавеющие стали широко используются в различных сферах нашей жизни.

Деталь автомобиля из нержавеющей стали

Выделим основные сферы использования нержавеющих сплавов:

  1. Машиностроение. Нержавейка массово используется для производства автомобилей, промышленных станков и различных агрегатов. Обычно применяются ферритные и аустенитные типы.
  2. Химическая промышленность. Химическая промышленность сопровождается использованием агрессивных веществ, для содержания которых требуется специальное оборудование. Для его производства применяют аустенитные сплавы. Производственные емкости, трубы и сосуды не подвергаются воздействию химикатов и не теряют эксплуатационных свойств.
  3. Энергетика. В сфере электроэнергетики используются только высокопрочные материалы, так как прочность и надежность рабочих узлов имеют особую важность.
  4. Целлюлозно-бумажная промышленность. Практически все оборудование в этой сфере изготавливается из высококачественной нержавейки.
  5. Пищевая промышленность. К производству, хранению и перевозки продуктов питания выставлены повышенные требования. Поэтому при изготовлении оборудования можно использовать только стекло, несколько видов пластика и нержавейки. Это обеспечивает повышенный уровень гигиены.
Читать еще:  Чем отполировать нержавеющую сталь

В пищевой промышленности обычно используется сплав с содержанием малого количества компонентов, так как оборудование не подвергается воздействию сверхвысоких температур и агрессивных веществ. Для холодильных установок применяют морозостойкие материалы.

  1. Авиационно-космическая сфера. Особые типы нержавейки стали применять для постройки самолетов, ракет и космических кораблей.
  2. Строительство. Нержавейка широко используется в строительстве и в дизайне. Такие листы не поддаются царапинам и не оставляют следов от рук.

Коррозионностойкие стали также применяется во многих сферах, благодаря разнообразию видов и свойств.

История нержавеющей стали

История нержавеющей стали началась более двух веков назад, в 1797 году, когда ученый-химик Воклен, исследуя свойства хрома, обнаружил уникальную особенность данного металла – чрезвычайную устойчивость к воздействию кислоты. Прошло много лет, прежде чем это важное открытие нашло практическое применение в самых разных сферах нашей жизни.

Изобретение нержавеющей стали: у истоков

Версия основная — официальная

Официальным создателем нержавейки считается металлург Гарри Бреарли (Брирли) – английский исследователь, возглавлявший в начале 20 века лабораторию по изучению металлов. Деятельность лаборатории курировали сталеплавильные компании Шеффилда, первостепенной целью которых было изучение стальных сплавов, предназначавшихся для отливки оружейных стволов.

Пытаясь создать сплав с высокими прочностными и жаростойкими характеристиками, Бреарли добавлял к железу различные присадки и опытным способом исследовал получившиеся свойства металла. Неудачные образцы складировались тут же в лаборатории и со временем ржавели. Однажды ученый заметил, что одна из заготовок, отлитая больше месяца назад, не покрылась ржавчиной, а сохранила свой первоначальный блеск.

Этот состав, открытый случайно, и был взят за основу современных нержавеющих сплавов. В его состав входило железо, хром, марганец, углерод и кремний. Именно Гарри Бреарли в 1913 г. получил патент на первый мартенситный сплав, ставший предшественником современной марки AISI 420.

Другие исследователи нержавеющих металлов

Но не все согласны с первенством Бреарли в истории изобретения нержавейки. В 1821 г. французский исследователь Пьер Бертье доказал, что добавление никеля в состав сплава делает его устойчивым к ржавчине. Правда, у этого предшественника нержавейки выявилась другая проблема. Материал получался очень хрупким, что являлось серьезным недостатком для его использования. В дальнейшем над первоначальным рецептом работал ряд авторов. Один из них – Элвуд Хейнс подал документы для получения патента на год раньше Бреарли, но смог получить его только спустя семь лет.

В 1904 году Джиллет в производстве бритвы использовал сплав, химические свойства которого хорошо противостояли коррозийным процессам. Немецкий ученый Филипп Моннартц в 1911 г. опубликовал свои результаты изучения коррозионностойкой стали. Э. Маурэр и Б. Штраус в 1912 г. получили патент на аустенитный нержавеющий состав с высоким содержанием хрома и никеля.

Тем не менее, Бреарли был признан основоположником и главным исследователем дальнейших теоретических и практических разработок в области нержавейки.

Вывод нержавейки на массовый рынок

Бреарли продолжил свои опыты с необычной заготовкой и выяснил, что получившийся состав устойчив к воздействию кислот. Несомненно, у новой стали был большой потенциал. Несмотря на то, что в оружейном производстве применения она не нашла, ее успешно можно было использовать в других сферах.

Ученый предложил ведущим металлургическим компаниям использовать прокат с новыми химическими свойствами для изготовления столовых приборов, но не встретил заинтересованности со стороны производителей. Они считали материал бесперспективным, дорогим в производстве и отказались изготавливать продукцию и продвигать ее на рынке. Дальнейшая судьба нержавейки оказалась под большим вопросом.

Но через год Э. Стюарт, сотрудник компании, производящей столовые приборы, согласился в качестве эксперимента выпустить пробную партию ножей. Продукция получила высокую оценку среди потребителей и, после усовершенствования технологии изготовления, компания Шеффилда признала хорошие перспективы нового изобретения на рынке.

Производство набирало обороты. Всего через несколько лет на изобретение были получены патенты в Европе, США и Канаде. В результате сотрудничества Бреарли и Хейнса была создана международная корпорация по производству и изготовлению продукции из мартенситных и ферритных нержавеющих сталей.

Популяризация нержавеющих сплавов

Широкую известность среди мировой общественности нержавеющая сталь получила чуть более 100 лет назад, после выхода заметки в New York Times о технологическом прорыве, совершенном компанией Шеффилда. По заявлению британского производителя, новый вид изделий не подвержен коррозии, не теряет первоначального блеска под воздействием воды и кислот, не покрывается пятнами и не тускнеет со временем.

Изначально новый сплав предназначался для изготовления столовых приборов, но уже через несколько лет стал использоваться в самых разных отраслях промышленности и машиностроения.

Типы нержавеющих сталей

В результате многочисленных экспериментов с базовым химическим составом и соотношением присадок были выделены основные группы сплавов:

  • Ферритные – низкоуглеродные, с большим содержанием хрома (до 30%), пластичные и легкие в обработке.
  • Мартенситные – хромисто-углеродные составы, обладающие высокой прочностью.
  • Аустенитные (хромо-никелевые) – немагнитные сплавы, по антикоррозийным свойствам превосходящие ферритные и мартенситные.
  • Комбинированные – сочетающие свойства аустенитных и ферритных сталей.
Читать еще:  Станок правильно отрезной и6122 регулировка длины отрезков

Нержавеющая сталь сегодня – основные сферы использования

Современную жизнь сложно представить без нержавейки. Когда нержавеющая сталь появилась в промышленности, это упростило многие технологические процессы и помогло модернизировать производство, вывести его совершенно на новый уровень развития.

Долговечный и практичный металл получил широкое распространение в пищевой промышленности. Оборудование, производственные линии, емкости и резервуары для транспортировки и хранения продукции, столовые приборы и посуда – роль нержавейки в этой сфере, действительно, огромна.

В медицине нержавейка решила проблемы обработки и гигиеничности инструментов и рабочих поверхностей. Она используется при изготовлении медицинского оборудования и мебели, расходных материалов, инструментов.

Основное назначение коррозионностойкой стали в данной отрасли – производство деталей, устройств и агрегатов для станкостроения, транспортного машиностроения, нужд промышленности.

В нефтехимической промышленности коррозионностойкие стали используют в производстве реакторов, труб, агрегатов, узлов, конструкций, резервуаров, к которым предъявляются высокие требования прочности и стойкости к агрессивным средам.

Архитектура и строительство

В архитектуре и строительстве из нержавеющих сплавов изготавливаются элементы декора и отделки, опорные конструкции. Материал великолепно сочетается с деревом, стеклом, камнем и в любом интерьере будет смотреться превосходно.

Космос и авиация

В авиационно-космической промышленности материал незаменим для создания специального оборудования, приборов, деталей.

С годами возможности использования антикоррозийных сплавов только расширяются. Правильно подобранные и обработанные металлоизделия – идеальный материал для длительного и беспроблемного использования. В настоящее время существуют десятки разновидностей металлопроката нержавейки, свойства которого определяются требованиями соответствующей отрасли.

История нержавеющей стали

Современная история нержавеющей стали начинается в 1797 год, когда в горах России французский химик Воклен обнаружил залежи хрома. Проведя исследования, Луи Никола Воклен обнаружил, что хром имеет свойство сопротивляться кислоте.

Нержавеющий металл известен с древности. Образцы изделий, устойчивых к ржавлению, найдены при раскопках на территориях Индии и Египта и датируются тысячелетиями до нашей эры. Но обычно изобретателем нержавеющей стали называют английского ученого, изобретателя и инженера Гарри Бреарли, который опытным путем установил, что если к обычной стали добавить не менее 11% хрома, получается сплав c повышенной температурой плавления, который не тускнеет и не ржавеет. Исследовательская лаборатория под руководством Бреарли во время Первой мировой войны была занята поиском способа защиты стволов винтовок от эрозии. В ходе экспериментов, пробуя создавать новые сплавы и заметил, что те металлосоединения, в которых присутствует хром, долгое время остаются сверкающими и блестящими, будто только после производства и полировки. Такие сплавы были неподатливы ржавчине, их не портили кислоты. В 1913 году Гарри Бреарли запатентовал первую мартенситную сталь, являющуюся предшественником нынешней стали под маркой AISI 420.
На самом же деле, химические свойства стали, устойчивой к коррозии, представил французский ученый-изобретатель Леон Джиллет в 1904 году. А Филипп Моннартц из Германии опубликовал результаты исследований по коррозийной стойкости нержавеющей стали в 1911 году. В 1912 году Эдуард Маурэр и Бенно Штраус из компании «Krupp Iron Works» запатентовали первую аустенитную нержавеющую сталь с содержанием 21% хрома и 7% никеля.
Нескольких лет производители не соглашались использовать нержавейку, и Бреарли решил изготовить несколько ножей на пробу производителям. Среди них оказался Эрнест Стюарт, которому принадлежит название – “нержавеющая сталь”.
В 1914 году компанией “Джордж Ибберсон & Ко” впервые запущены в производство ножи из нержавеющей стали, однако изделия не обрели популярность: их качество и внешний вид оставляли желать лучшего.
В 1924 году была запатентована сталь 18-8, содержащая 18% хрома и 8% никеля. Эта аустенитная нержавеющая сталь обрела популярность и начала широко применяться не только для производства посуды, но и в других отраслях, например, при строительстве одних из первых самолетов с металлическими фюзеляжами.
С годами применение нержавейки становилось пищевая промышленность, медицина, архитектура, электроэнергетика, машиностроение, нефтехимическая промышленность – трудно в современном мире найти сферу, в которой бы не использовалась нержавеющая сталь. Существует несколько десятков разновидностей металлопроката нержавейки, обладающих различными качествами – в зависимости от требований отрасли. Нужно ли для каких-то целей нержавеющую трубу купить, перфорированный лист или иной профиль – сегодня это не представляет сложности.

В наши дни нержавеющей сталью называет любой вид стали с содержанием хрома от 11% до 18%, который способствует образованию самообновляющейся пленки окиси хрома на уровне атомов вокруг стали. Именно эта пленка и придает стали коррозийную стойкость.
Применение нержавеющей на сегодняшний день не знает границ: ее используют практически во всех сферах деятельности человека от тяжелого машиностроения до электроники. “Нержавейка” – прекрасный материалом для производства оборудования для профессиональной кухни, ведь помимо прочности обладает такими свойствами, как гигиеничность и экологичность. Блеск нержавеющего металла привлекает современных архитекторов, дизайнеров, скульпторов. Произведения архитектурного искусства, созданные из нержавейки, отличаются своеобразной изысканностью и украшают многие города мира.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector