Доброго времени суток, дорогие винокуры! Недавно мы столкнулись с удивительным для нас явлением. Некоторые детали оборудования сделанного из нержавеющей стали марки AISI 304 магнитятся и ржавеют. Что нас очень озадачило и удивило. Соответственно мы решили в этом вопросе разобраться подробней и вот что выяснилось.
Нержавеющая сталь марки AISI 304 является хромоникелевой и относится к аустенитной группе сталей, то есть является не магнитной. Так же как ее аналоги стали 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т и др.
Однако при определенных физических воздействиях металлопрокат данной группы может проявлять магнитные свойства. Так, например, при сварке любого типа, под воздействием высокой температуры, происходит выгорание легирующих элементов и изменение структуры металла в месте сварного шва. Соответственно в этом месте металл начинает проявлять магнитные свойства. Изменение структуры кристаллической решетки металла также происходит при механическом воздействии, как то ковка металла, накатка резьбы, воздействие прессом, изгиб металла и т.д. Что также ведет к проявлению магнитных свойств. При этом общие химические и физические свойства стали не меняются.
Теперь по поводу ржавчины. В первую очередь ржавчина может проявиться на сварочном шве. Из-за чего это может произойти. В процессе сварки на поверхности шва образуется пленка, которая имеет малую сопротивляемость к агрессивной среде, вот она то и может покрыться коррозией, то есть ржавчиной. Также ржавчина может проявиться мелкими пятнами и на самом металле. Это происходит из-за способа обработки металла, так сказать наведения красоты. После сварки конструкция зачищается стальной корщеткой, наводятся так называемые риски. Микрочастицы от этой щетки застревают в более мягкой нержавейке, они то и проявляются ржавыми пятнышками при взаимодействии с влагой, содержащейся, в том числе и в воздухе. Оба эти вида коррозии удаляются элементарно с помощью полировальной губки и больше не проявляются.
В общем, в процессе изучения этих вопросов мы поняли одно, физика наука интересная и увлекательная, которая не раз нас еще удивит!
С уважением, коллектив магазина НОВАТРА!
Информация взята из научных источников.
Многих частных потребителей волнует вопрос, нержавейка магнитится или нет. Дело в том, что визуально отличить обычную сталь от нержавеющей невозможно, и поэтому широко распространен метод проверки материала при помощи магнита. Считается, что нержавейка не должна магнитится, но на практике такой способ диагностики не всегда позволяет получить достоверный результат. В итоге нередко материалы, которые не магнитятся, прекрасно переносят контакты с водой. С другой стороны, изделия, который прошли «тест», покрываются ржавчиной. В итоге вопрос, магнитится или нет нержавеющая сталь, становится все более запутанным. От чего же зависят магнитные свойства нержавейки?
Под термином «нержавейка» понимают различные материалы, состав которых может содержать в своей структуре феррит, мартенсит или аустенит, а также их различные комбинации. Характеристики нержавеющей стали зависят от фазовых составляющих и их соотношения. Итак, какая нержавейка магнитится, а какая нет?
Нержавеющие стали, которые не магнитятся
Чаще всего для производства нержавеющей стали используется хромоникелевый или хромомаргенцевоникелевый сплав. Эти материалы являются немагнитными. Они крайне широко распространены, из-за чего многие потребители на основе своего практического опыта дают отрицательный ответ на вопрос, магнитится ли нержавейка. Немагнитные стали делятся на следующие группы:
· Аустенитные. Из материалов аустенитного класса (например, из стали AISI 304) производят оборудование для пищевой промышленности, тару для пищевых жидкостей, кухонную посуду, а также разнообразное холодильное, судовое и сантехническое оборудование. Высокая стойкость к агрессивным средам обеспечивает широкое распространение этого типа стали.
· Аустенитно-ферритные. В основе таких материалов используются хром и никель. В качестве дополнительных легирующих элементов могут применяться титан, молибден, медь и ниобий. К главным достоинствам аустенитно-ферритных сталей относятся улучшенные показатели прочности и большая стойкость структуры к коррозионному растрескиванию.
Нержавеющие стали, которые магнитятся
· Мартенситные. Благодаря закалке и отпуску материал характеризуется высокой прочностью, не уступающей соответствующему параметру стандартных углеродистых сталей. Мартенситные марки находят свое применение в изготовлении абразивов и в машиностроительной отрасли. Также их них делают столовые приборы, и в этом случае можно смело давать положительный ответ на вопрос, магнитится ли пищевая нержавейка. Материалы классов 20Х13, 30Х13, 40Х13 широко используются в шлифованном или полированном состоянии, а класс 20Х17Н2 высоко ценится за непревзойденную устойчивость к коррозии, превосходя по этому показателю даже 13%-ные хромистые стали. Благодаря высокой технологичности этот материал хорошо подходит для любых видов обработки, включая штамповку, резание и сварку.
· Ферритные. Эта группа материалов легче мартенситных сталей из-за меньшего содержания углерода. Один из самых востребованных сплавов – это магнитная сталь AISI 430, которая находит свое применение в производстве оборудования для пищевых производственных предприятий.
Практическое значение магнитных свойств нержавейки
Магнитные свойства высококачественных аустенитных нержавеющих сталей.
Метизы BEST-Крепёж из нержавеющих сталей АISI 304 и АISI 316 позволяют сформировать надёжное крепление, стойкое к образованию коррозии. На них возлагают повышенную ответственность в строительстве и промышленной индустрии, на пищевом и химическом производстве - везде, где ожидается воздействие различных агрессивных сред. В силу чего важно знать: из какой стали сделан крепёж. В быту сформировалось мнение о том, что коррозионностойкие сплавы немагнитны. Поэтому на строительных площадках состав сплава принято определять при помощи бытового магнита. Суть теста проста, если металлическое изделие его притягивает - значит: «..это крепёж не из нержавейки, а из обычный стали.. ».
На самом деле определение стали, опираясь на магнитные свойства изделия, непрофессионально и, зачастую вводит в заблуждение. Когда мы говорим о «магнитности» того или иного сплава, на самом деле рассматриваем вопрос: какова его магнитная проницаемость (или магнитная восприимчивость).
Хромоникелевые стали А2 и А4 по ГОСТ Р ИСО 3506-1 (согласно АISI они соответствуют сплавам 304 и 316) относят к аустенитным коррозионностойким сталям. Среди прочих они выделяются низким содержанием углерода на фоне повышенного содержания хрома и никеля. Сплавы марок A4 дополнительно легируют молибденом для повышения коррозионной стойкости в агрессивных средах:
|
Марка стали по ГОСТ Р ИСО 3506 |
Химический состав, % |
||||||||
|
M n |
|||||||||
|
A 2 |
≤ 4 |
||||||||
|
≤ 4 |
|||||||||
Хромоникелевые сплавы после закалки на аустенит обладают высокой пластичностью благодаря в первую очередь высокому содержанию никеля (8-14%) вкупе с малым содержанием углерода (не более 0,08%). Благодаря аустенитной структуре их магнитная проницаемость близка к значению немагнитных материлов: 1,002 и выше. Несмотря на это, стали марок А2 и А4 нельзя назвать немагнитными, т.к. их магнитная проницаемость выше μ r =1. Различные легирующие элементы заметно изменяют магнитные свойства получаемых сплавов. Так например, некоторые стали марки А2 обладают μ r =1,8.
Ко всему прочему термомеханические процессы производства существенно изменяют магнитную и фазовую структуру изделий из хромоникелевых сплавов. При холодных деформациях заготовок обязательных в ходе производственных процессов происходит увеличение магнитной проницаемости готовой продукции из-за структурной трансформации аустенита. Изменения магнитных свойств обусловлены образованием ферромагнитных фаз в структуре этих сталей. В результате чего проверка изделий из аустенитных сталей при помощи магнита или измерителя магнитной восприимчивости может дать неожиданный результат для сплава, который рассматривается как немагнитный. Метизы подвергнутые в ходе производства механическому воздействию, как например, волочение, гибка, нагартовка и т.д., могут вызывать притяжение к себе магнита, даже будучи выполненными из марок сталей А2 по ГОСТ Р ИСО 506.
Единственно достоверным показателем качества метизов из аустенитной сталей является определение её состава. Только крепёжные изделия из регламентированных сплавов обеспечат долговечность эксплуатации крепления даже под воздействием различных агрессивных сред.
Компания BEST-Крепёж специализируется на поставках крепёжных и анкерных элементов из коррозионностойких аустенитных сталей марок А2 и А4 по ГОСТ Р 3506-2009 с 2003 года. Отобранные нами за это время производители метизов зарекомендовали себя неизменным высоким качеством своей продукции, которая проходит обязательную сертификацию в Европе. Кроме того, каждую партию изделий BEST-Крепёж подвергают обязательному входному контролю на определение сплава при помощи спектрометра. Эти предупредительные меры дают нам полную уверенность в соответствии состава легирующих элементов стали требованиям ГОСТ. В особенно сложных вопросах или спорных случаях мы обращаемся за экспертизой к научным сотрудникам Московского института сталей и сплавов (НИТУ МИСиС). Тем не менее, Вы вправе сами подтвердить полученные результаты в любой другой независимой лаборатории.
Специалистами BEST-Крепёж накоплен большой опыт в области нержавеющих крепёжных и анкерных изделий промышленного и строительного направления. По необходимости мы подтверждаем состав легирующих элементов Протоколом анализа с указанием соответствующей марки стали. Кроме того, специалисты компании оказывают помощь в подборе и расчёте крепёжных изделий.
Обращайтесь в технический отдел BEST-Крепёж за консультацией на любой стадии проекта.
Плотность | 7630 кг/м.куб. |
Назначение | детали, работающие до 600 °С. Сварные аппараты и сосуды, работающие в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей и другие детали, работающие под давлением при температуре от —196 до +600 °С, а при наличии агрессивных сред до +350 °С.; сталь аустенитного класса |
Модуль упругости | |
Модуль сдвига | |
Свариваемость | Сваривается без ограничений |
Температура ковки | Начала 1200, конца 850. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе. |
Химический состав | Кремний:0.8,Марганец:2.0,Медь:0.30,Никель:9.0-11.0, Сера:0.020,Углерод:0.12,Фосфор:0.035, Хром:17.0-19.0,Титан:0.6-0.8, |
А2, А4 — Характеристика крепежных изделий из нержавеющих сталей
Нержавеющие стали А2, А4: структура, механические свойства, химический состав. Крепеж из стали А2, А4 (нержавеющие болты, винты, гайки, шайбы, шпильки и т. д.): механические свойства, значения моментов затяжки и усилий предварительной затяжки.
Аустенитные стали содержат 15-26% хрома и 5-25% никеля, которые увеличивают сопротивление коррозии и практически не магнитны.
Именно аустенитные хромникелевые стали обнаруживают особенно хорошие сочетание обрабатываемости, механических свойств и коррозионной стойкости. Эта группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа.
Стали аустенитной группы обозначаются начальной буквой «A» с дополнительным номером, который указывает на химический состав и применяемость в пределах этой группы:
Аустенитная структура
Группа стали | Номер материала | Краткое обозначение | Номер по AISI |
X 5 CrNi 18-10 / X 4 CrNi 18-12 | AISI 304 / AISI 305 |
||
X 6 CrNiTi 18-10 | |||
X 5 CrNiMo 18-10 / X 2 CrNiMo 18-10 | AISI 316 / AISI 316 L |
||
X 6 CrNiMoTi 17-12-2 |
Сталь A2 (AISI 304 = 1.4301 = 08Х18Н10) — нетоксичная, немагнитная, незакали-ваемая, устойчивая к коррозии сталь. Легко поддается сварке и не становится при этом хрупкой. Может проявлять магнитные свойства в результате механической обработки (шайбы и некоторые виды шурупов). Это наиболее распространенная группа нержавеющих сталей. Ближайшие аналоги — 08Х18Н10 ГОСТ 5632, AISI 304 и AISI 304L (с пониженным содержанием углерода).
Крепеж и изделия из стали A2 подходят для использования в общестроительных работах (например, при монтаже вентилируемых фасадов, витражных конструкций из алюминия), при изготовлении ограждений, насосной техники, приборостроения из нерж. стали для нефтегазодобывающей, пищевой, химической промышленности, в судостроении. Сохраняет прочностные свойства при нагреве до 425oС, а при низких температурах до -200oС.
Сталь A4 (AISI 316 = 1.4401 = 10Х17Н13М2) — отличается от стали А2 добавлением 2-3% молибдена. Это значительно увеличивает ее способность сопротивляться коррозии и воздействию кислот. Сталь А4 имеет более высокие антимагнитные характеристики и абсолютно не магнитна. Ближайшие аналоги — 10Х17Н13М12 ГОСТ 5632, AISI 316 и AISI 316L (с низким содержанием углерода).
Крепеж и такелажные изделия из стали A4 рекомендуются для использования в судостроении. Крепеж и изделия из стали A4 подходят для использования в кислотах и средах содержащих хлор (например, в бассейнах и соленой воде). Может использоваться при температурах от -60 до 450°С.
Классы прочности
Все аустенитные стали (от «А1» до «А5») подразделяются на три класса прочности независимо от марки. Наименьшую прочность имеют стали в отожженном состоянии (класс прочности 50).
Поскольку аустенитные стали не упрочняются закалкой, наибольшую прочность они имеют в холоднодеформированном состоянии (классы прочности 70 и 80). Наиболее широко используется крепеж из сталей А2-70 и А4-80.
Основные механические свойства аустенитных сталей:
Тип по ASTM (AISI) | |||||
Удельный вес (гр/см) | |||||
Механические свойства при комнатной температуре (20°С) |
|||||
Твердость по Бринеллю - НВ | В отожжённом состоянии | ||||
Твердость по Роквеллу - HRB/HRC | |||||
Предел прочности при растяжении, H/мм 2 | |||||
Предел прочности при растяжении, H/мм2 | |||||
Относительное удлинение | |||||
Ударная вязкость | KCUL (Дж/см 2) | ||||
KVL (Дж/см 2) | |||||
Механические свойства при нагревании |
|||||
Предел текучести при растяжении, H/мм2 | |||||
Основные механические свойства болтов из сталей А2, А4 различных классов прочности:
Химический состав нержавеющей стали:
Класс стали | Группа | Химический состав (мас.%) 1) Выдержка из DIN EN ISO 3506 |
|||||||||
Примечание |
|||||||||||
Аустенитная | 0,15 | 1,75 | |||||||||
16 | 10,5 | ||||||||||
16 | 10,5 | ||||||||||
1) Максимальные значения, если не были указаны другие значения.
2) Серу можно заменять селеном.
3) Если массовая доля никеля ниже 8%, то массовая доля марганца должна составлять минимум 5%.
4) Для массовой доли меди нет минимального предела, если массовая доля никеля составляет больше 8%.
5) Молибден допускается по усмотрению изготовителя. Если для определенных случаев применения необходимо ограничение содержания молибдена, это должно быть указано клиентом.
6) Молибден также допускается по усмотрению изготовителя.
7) Если массовая доля хрома ниже 17%, то массовая доля никеля должна составлять минимум 12%.
8) В аустенитной стали с массовой долей углерода максимум 0.03% азот должен составлять максимум 0.22%
9) Для стабилизации должен содержаться титан ≤ 5xC максимум до 0.8% и быть обозначен в соответсвиии с этой таблицей или ниобий и/или тантал ≤ 10xC до максимум 1% и быть обозначен в соответствии с этой таблицей.
Аустенитные хромоникелевые стали обнаруживают особенно хорошее сочетание обрабатываемости, механических свойсв и коррозионной стойкости. Поэтому они рекомендованы для множества применений и являются самой значительной группой нержавеющих сталей. Важнейшим свойством этой группы сталей является высокая коррозионная стойкость, повышающаяся с ростом содержания легирующих, особенно хрома и молибдена.