Нержавеющая сталь, попросту нержавейка – это сталь легированная. Основной характеристикой и преимуществом нержавейки является её устойчивость к коррозии, как в атмосфере, так и в агрессивных средах.
Исторически, нержавеющая сталь была изобретена английским металлургом в 1913 году. Он обнаружил, что низкоуглеродистая сталь в сочетании с хромом становится устойчивой к кислотной коррозии.
Нержавеющие стали содержат основной элемент – железо, и хром, содержание которого от 11% - до 30%. Хром в нержавейке образует тонкую оксидную пленку (оксид хрома). Этот слой, толщиной в несколько десятков атомов, обеспечивает защитные свойства нержавеющей стали. При разрушении оксидной пленки, например порезом и царапанием, она восстанавливается.
Современные типы нержавеющих сталей помимо Cr - хрома и Fe - железа, содержат углерод, а также могут содержать: Ni - никель, Ti - титан, Mo - молибден, Nb - ниобий. Добавление этих элементов в состав нержавейки улучшает её физические и механические свойства и устойчивость к коррозии.
Стали аустенитные нержавеющие. В качестве основной фазы – аустенит (γ-фаза). Такие нержавеющие стали содержат никель и хром, а иногда азот и марганец. Самой популярной аустенитной сталью является нержавеющая сталь класса 304 или Т304. Она содержит до 20% хрома и до 10% никеля. Сталь 304 немагнитная, с высокой коррозийной стойкостью, высокой пластичностью и прочностью.
Стали ферритные нержавеющие. В качестве основной фазы – феррит. Такие нержавеющие стали содержат помимо железа, только хром, поэтому они менее пластичны, чем аустенитные стали. Самая популярная ферритная нержавеющая сталь класса 430. Сталь 430 содержит 17% хрома. Ферритные стали применяются в основном в агрессивных средах.
Стали мартенситные нержавеющие. Такие стали низкоуглеродистые и обладают структурой мартенсита, названной в честь её открывателя Адольфа Мартенса. Самая популярная сталь класса 410, которая содержит 12% хромa и 0,12% углеродa. Такая нержавеющая сталь обусловлена высокой твердостью и низкой жесткостью, т.е. сталь становится хрупкой. Стали мартенситные применяются в слабой агрессивной среде.
Стали аустенитные нержавеющие. Виды. Рассмотрим типы самой популярной группы нержавеющих сталей, которые обозначаются доп. номером в зависимости от химического состава.
А1. Нержавеющая аустенитная сталь, которая применяется, в основном, в механических и подвижных узлах. Сталь типа А1 имеет низкое коррозийное сопротивление из-за высокого содержания серы.
А2. Нержавеющая сталь аустенитной группы, которая является самой востребованной, благодаря тому, что сталь А2 немагнитна, нетоксична, незакаливаема, коррозийностойка. Нержавеющая сталь легко поддается сварке, не становясь при этом хрупкой. Сталь А2 не применяется в хлорсодержащих средах.
А3. Нержавеющая сталь схожая свойствами со сталью А2, но благодаря содержанию титана, нобия и тантала, имеет улучшенные свойства сопротивления коррозии при высокой температуре.
А4. Нержавейка, схожая с А2, но содержащая молибден в количестве до 3%. Сталь А4 имеет высокую устойчивость к коррозии и кислоте. Применяется в судостроении.
А5. Нержавейка, схожая с А4. Сталь А5 доп. стабилизирована ниобием, титаном и танталом. Имеет разное содержание легирующих добавок. Сталь обусловлена высокой степенью сопротивления высокой температуре.
Сварка нержавейки (нержавеющей стали).
Сварка нержавеющей стали может быть выполнена инвертором при ручной дуговой сварке MMA, полуавтоматом при полуавтоматической сварке MIG/MAG, а также с помощью аргонодуговой сварки TIG.
Сварка нержавейки – это процесс, имеющий ряд особенностей, в сравнении со сваркой углеродистых сталей. Сварка нержавейки трудна из-за её физико-механических свойств. Нержавеющая сталь имеет низкую температуру плавления, низкий показатель теплопроводности и высокий показатель теплового расширения.
Сварка нержавейки требует предварительного нагрева металла в случае содержания углерода более 0,20% и в случае сварки нержавеющей стали толщиной более 30мм. Обычно достаточно температуры в 150°С.