Легированные стали

Легирующие элементы и их свойства

Точкой отсчета истории легированной стали принято считать 1871 год, когда началось промышленное производство быстрорежущей стали с добавкой вольфрама для изготовления резцов металлорежущих станков. Никель и хром (главные легирующие элементы) начали использовать в начале 30-х годов прошлого века. Пионерами этого направления были металлурги СССР. Именно тогда появился термин «нержавеющая сталь», или «нержавейка». Сегодня для легирования углеродистой стали используются следующие элементы:

• хром;
• никель;
• вольфрам;
• молибден;
• титан и другие (всего 16 элементов, не считая редкоземельных металлов).

Для каждого элемента существует свое буквенное обозначение, используемое в маркировке стали по советским стандартам. Х – хром; Н – никель; Г – марганец; В – вольфрам; Ф – ванадий и т. д. Для обозначения редкоземельных металлов используется литера Ч. В зависимости от удельного содержания легирующих элементов сталь подразделяется на низколегированную (до 2,5%), среднелегированную (2,5–10%) и высоколегированную (свыше 10%). Популярные марки стали AISI 304 и AISI 430 входят в группу высоколегированных сплавов.

Варианты маркировки легированной стали и их расшифровка

В СССР была создана единая буквенно-цифровая система маркировки металлопродукции, которая позволяет получить наглядное представление о составе сплава и содержании в нем легирующих элементов. В США действует восемь систем маркировки стали, среди которых самой известной является AISI (аббревиатура от The American Iron and Steel Institute). Ее точной копией является японская система JIS. Только вместо аббревиатуры AISI используется SUS. В Германии принята система DIN. В большинстве стран Европы – EN100 27.

Этот перечень далеко не окончательный. Чтобы проиллюстрировать разнообразие вариантов маркировки стали, приведем следующий ряд – AISI 304 (США), 08Х18Н10 (Россия и другие страны СНГ), SUS 304 (Япония), 1.4301 (Европа), X5CrNI18-10 (Германия). Все эти обозначения относятся к одной марке стали. Аналогичный ряд для другой популярной марки стали в той же последовательности выглядит так – AISI 430, 12Х17, SUS 430, 1.4016, X6Cr17. Базовый сортамент нержавеющей стали включает более полусотни марок сплавов, которые, в свою очередь, подразделяются по качеству поверхности, способу производства и другим параметрам.

Кроме того, легированная сталь может быть горячекатаной и холоднокатаной. Второй вариант производства обеспечивает более высокое качество и эксплуатационные характеристики металла, поэтому холоднокатаная сталь ощутимо дороже. Помимо химического состава, марки листовой нержавеющей стали различаются по качеству поверхности. Для классификации по этому параметру имеется 17 категорий:

• 1U–1Q – горячекатаные марки стали с поверхностью обычного качества (5 категорий);
• 2Н–2M – холоднокатаные марки стали с поверхностями обычной гладкости, в том числе с рисунком на одной стороне листа (7 категорий);
• ВА – зеркальная поверхность;
• 3N, 4N – шлифованная поверхность с радужными переливами;
• DECO – поверхность с текстурированным рисунком;
• Tear Plate – горячекатаная сталь с рифленым рисунком.

Другими словами, для того чтобы досконально разбираться в маркировке стали, надо быть специалистом в металлургической сфере и хорошо знать разные системы обозначений. Рядовому потребителю достаточно знать об основных различиях наиболее популярных марок легированной стали, чтобы не переплачивать за избыточные для себя характеристики металла. С учетом высокой стоимости нержавейки эти знания будут отнюдь не лишними.

Сравнительные характеристики нержавеющей стали марок AISI 304 и AISI 430

Использование легированной стали для промышленных и бытовых нужд имеет существенные различия. В первом случае химический состав металла имеет определяющее значение, что является причиной разнообразия марок стали. Для бытового потребления предлагается минимальный выбор марок нержавейки, среди которых наиболее востребованы AISI 304 и AISI 430. Они сильно отличаются по цене, поэтому пользователей интересует вопрос, стоит ли платить больше за однотипные изделия из разных металлов. Мы приведем основные различия между этими марками стали в следующей таблице:

Характеристики металла:

• AISI 304
• AISI 430
• Магнитные свойства
• Немагнитная (аустенитная)
• Магнитная (ферритовая)
• Содержание легирующих элементов
• Хром– 16–18%, никель – 10%
• Хром – 16–18%, никель – не более 1%
• Устойчивость к коррозии в естественной среде
• 150 лет
• 100 лет
• Устойчивость к агрессивным воздействиям (кислоты, щелочи)
• Хорошая
• Слабая
• Технологичность (допустимые приемы обработки)
• Без ограничений
• Сварные соединения имеют слабую устойчивость к коррозии

Различия свойств между этими марками обусловлены присутствием в составе AISI 304 большого количества никеля. Это дорогостоящий легирующий элемент, который является основной причиной разницы в цене между названными марками сплавов. Для ощущения различий между AISI 304 и AISI 430 при использовании в быту их можно сравнить с изделиями из золота 375-й и 583-й пробы. Вы также заметите разницу между ними во внешнем виде: AISI 304 выглядит намного солиднее. Если изделия из нержавейки имеют сварные соединения, мы рекомендуем отдать предпочтение стали AISI 304.

С другой стороны, сплав AISI 430 намного дешевле, поэтому его широко используют при изготовлении продукции, для которой эстетика не имеет особого значения. Это могут быть дымоходы, технологическое оборудование пищевой промышленности (кроме контактирующего с кислыми и щелочными составами), кухонная утварь (в том числе мойки), бытовая техника и множество другой продукции. Для бытового потребителя с точки зрения эксплуатационных характеристик разница между этими сплавами неощутима. Здесь скорее можно говорить только о престиже.