Нержавеющая сталь

Нержавеющая стальНЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ, специальная сталь, очень устойчивая в отношении ржавления и разъедания кислотами, щелочами, растворами солей. Изобретена около 1915 г. почти одновременно в Англии (Brearley), в Америке (Haynes) и в Германии (Strauss & Maurer). Главной составной частью нержавеющей стали, сообщающей металлу высокую химическую устойчивость, является хром в количестве 12—14%; другие специальные примеси (Ni, Si, Си, W и Мо) только усиливают указанное действие хрома. Нержавеющая сталь делится на хромовую и хромоникелевую; в первой наряду с обычными примесями (С, Si, Мn, S, Р) содержится 12—14% Сг, во второй - кроме 10—22% Сг имеется еще 6—10% Ni. Характерной особенностью нержавеющей стали является малое содержание в ней С (< 0,5%), так как только при этом условии нержавеющая сталь легко подвергается механической обработке и приобретает высокую химическую устойчивость. Присутствие других специальных примесей (Сu, Si, W, Мо) мало характерно для нержавеющей стали и нередко объясняется только патентными соображениями изобретателей. Приведенная общая характеристика состава нержавеющей стали иллюстрируется данными табл. 1.

Общая характеристика состава нержавеющей стали

Нержавеющая сталь готовится исключительно в электрических печах, обеспечивающих меньший угар Сг по сравнению с мартеновскими печами и исключающих в противоположность тигельной плавке возможность науглероживания металла. Сг вводится в виде малоуглеродистого (< 1% С) феррохрома, получаемого рафинированием обыкновенного феррохрома с 5—6% С или выплавкой его по способу Гольдшмита. Применение малоуглеродистого феррохрома является слабым местом металлургии нержавеющей стали и сильно повышает стоимость ее. При отливке нержавеющей стали соблюдается ряд предосторожностей для получения слитков с возможно здоровой поверхностью; еще больше предосторожностей соблюдается при горячей механической обработке слитков и при дальнейшей термической обработке готовых изделий, так как при недостаточно осторожной обработке нержавеющей стали в ней легко появляются трещины.

Нержавеющая сталь, в особенности при малых содержаниях С (0,1—0,2%) и высоком нагреве (1000—1200°С), легко поддается всем видам горячей обработки - прокатке, ковке и штамповке; в последние годы достигнуты крупные успехи также и в холодной обработке нержавеющей стали волочением, прокаткой и штамповкой. Нержавеющая сталь вследствие большого содержания в ней специальных примесей является в большей или в меньшей степени самозакаливающейся и при умеренных скоростях охлаждения получается аустенитной или же мартенситной структуры и только при очень замедленном охлаждении она приобретает перлитную структуру. Последняя является нежелательной как вследствие меньшей химической устойчивости ее по сравнению с мартенситной и аустенитной структурами, так и вследствие невысоких механических качеств. Поэтому все изделия из нержавеющей стали подвергаются закалке и последующему отпуску. Закалка в масле или в струе воздуха производится от температуры 900—1200°С, причем присутствующие в нержавеющей стали карбиды растворяются с образованием однородного твердого раствора. При последующем отпуске до температуры в 400—600°С в изделиях получают какую- либо из структур отпуска (троостит, сорбит), отвечающую наиболее выгодным механическим свойствам. Наиболее характерные свойства нержавеющей стали  - кислотоупорность и неокисляемость - резко выделяют ее из ряда других железных материалов, как это видно, например из табл. 2.

Характеристика химической устойчивости различных сортов нержавеющих сталей

При высокой химической устойчивости нержавеющая сталь отличается и высокими механическими качествами, зависящими не только от химического состава нержавеющей стали, но и от термической обработки ее, как это видно из табл. 3.

Характеристика механических свойств различных сортов нержавеющих сталей

Нержавеющая сталь применяется в различных отраслях промышленности: в машиностроении - для турбинных лопаток, для клапанов двигателей внутреннего сгорания, для разного рода паровых вентилей; в химической промышленности - для мешалок, реакционных сосудов, змеевиков и прочей аппаратуры; в пищевой - для бродильных чанов, варочных и испарительных сосудов; в бумагоделательной - для голлендеров (ролов) и голлендерных ножей. Особенно разнообразны применения нержавеющей стали при изготовлении медицинских инструментов и различных протезов, а также предметов домашнего обихода (кухонная посуда, ножи, вилки, ложки и пр.). С удешевлением нержавеющей стали область ее применения несомненно будет расширяться, и м. б. она найдет себе место и в крупном строительстве мостов, зданий, заводских, ж.-д. и военных сооружений.

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 14 - 1931 г.