Что такое аустенитная нержавеющая сталь

Нержавеющая сталь, включая ее подвид – аустенитную нержавеющую, популярна благодаря своей прочности, долговечности и коррозионной стойкости.

Она эстетична, проста в производстве, обработке и обслуживании, а также экологически безопасна, что делает ее лучшим выбором для компонентов архитектуры, автомобилей и многих других продуктов.

Однако «нержавейки» существует множество сортов. Нержавеющая сталь на самом деле является широким термином, используемым для обозначения сплавов на основе железа, которые содержат хром; в промышленности используются более 100 марок нержавеющей стали.

Они различаются по процентному содержанию хрома, никеля, молибдена и других легирующих элементов. Каждая марка используется для определенных целей и имеет свои преимущества и недостатки.

Марки сгруппированы в пять основных категорий: аустенитные, ферритные, мартенситные, дуплексные и дисперсионно-твердеющие (PH). Давайте подробнее рассмотрим аустенитную нержавеющую сталь и сравним ее с некоторыми другими.

Аустенитная нержавеющая сталь

Термин аустенит используется для описания гранецентрированной кубической (ГЦК) структуры железных или стальных сплавов, имеющих этот тип структуры. Он был назван в честь сэра Уильяма Чандлера Робертса-Остена, англичанина, известного своими исследованиями физических свойств металлов.

Это наиболее часто используемый тип нержавеющей стали, и на то есть веские причины. Благодаря своей исключительной стойкости к теплу и коррозии, аустенит широко используется во многих отраслях, включая медицинскую, автомобильную, аэрокосмическую и иные промышленные применения.

Основные отличия аустенитных сталей – непревзойденная прочность и формуемость, а также то, что ее нельзя закалить с помощью термической обработки.

Все стали содержат углерод, но их можно дифференцировать по тому, являются ли они низкоуглеродистыми или высокоуглеродистыми. Разница между «углеродистой сталью» и нержавеющей сталью заключается в содержании сплава: нержавеющие стали содержат не менее 10,5 процентов хрома, в то время как углеродистые стали должны содержать меньше этого количества, чтобы получить классификацию углеродистой стали.

Тем не менее, уровни углерода различаются в пределах семейства нержавеющей стали и даже в пределах различных аустенитных нержавеющих сталей. Прямые сорта нержавеющей проволоки или полосы и фольги из нержавеющей стали — или то, что считается высокоуглеродистым в этой категории, должны содержать максимум 0,08 процента углерода , в то время как низкоуглеродистые сорта содержат не более 0,03 процента углерода.

Сорта нержавеющей стали с низким содержанием углерода значительно лучше в плане соединения сваркой, обладая так называемой свариваемостью. При рассмотрении определенных сплавов, таких как нержавеющая сталь 304 или ее аналог 304L, следует выбрать нержавеющую сталь 304L, если производственные требования требуют сварки металла.

Что делает нержавеющую сталь аустенитной?

При добавлении никеля или азота в сталь она становится по своей природе «аустенитной». Химический состав определяет конкретную марку нержавеющей стали, в то время как кристаллическая структура аустенита в материале является ключевой характеристикой.

В отожженном состоянии важно отметить, что аустенитная нержавеющая сталь часто характеризуется как немагнитная, однако холодная прокатка аустенитной стали или уменьшение ее толщины и увеличение ее твердости вносит определенное количество магнетизма в материал.

Она славится своей формуемостью, что делает аустенитную сталь отличным выбором для прокатки, и своей устойчивостью к коррозии.

Химический состав. Аустенитная нержавеющая сталь содержит не менее 10,5 процентов и от 8 до 12 процентов никеля, а также азот, углерод и многие другие элементы в составе. Хром придает стали высокую коррозионную стойкость, а азот является упрочняющим агентом.

Кристаллическая структура аустенита. Нержавеющая сталь, которая представляет собой кристаллическую структуру аустенита в дополнение к гранецентрированной кубической решетке, присутствует как при высоких, так и при низких температурах. Никель, магний и азот являются стабилизирующими элементами для кристаллов аустенита.

Характеристики аустенитной нержавеющей стали

Аустенитная нержавеющая сталь обладает множеством уникальных свойств, обуславливающих спрос; эта категория составляет примерно три четверти мирового рынка нержавеющей стали.

Прочность при высоких температурах. Аустенитная нержавеющая сталь может выдерживать экстремальные температуры, в зависимости от марки, примерно до 1900 градусов по Цельсию. Некоторые марки начинают деформироваться, размягчаться или терять прочность при 800 градусах по Цельсию.

Холодная обработка. Аустенитные нержавеющие стали не могут быть закалены посредством термической обработки. Только холодная обработка или восстановление могут повысить прочность аустенитов. Холодная обработка означает формование металла без его нагрева. Аустенитные нержавеющие стали можно отжигать перед быстрым охлаждением или «закалкой» металла, чтобы вернуть его в исходное состояние.

Холоднокатаная нержавеющая сталь имеет несколько преимуществ: повышенное качество поверхности; сталь с улучшенной структурой поверхности имеет более высокую твердость, которая препятствует распространению трещин, и повышенную прочность.

Низкая теплопроводность. Тепло медленно передается через аустенитную нержавеющую сталь. Напротив, ферритная нержавеющая сталь имеет очень высокую теплопроводность.

Формуемость. Аустенитная нержавеющая сталь хорошо формуется, что делает ее особенно удобной и универсальной для самых разных областей применения.

Холодная обработка аустенитной нержавеющей стали увеличивает ее прочность и снижает пластичность. Аустенитная нержавеющая сталь более подвержена коррозионному растрескиванию под напряжением, чем ферритная.

Аустенитная нержавеющая сталь обычно не магнитная, тогда как ферритная нержавеющая сталь в большинстве случаев магнитная. Вы могли заметить, почему к некоторым холодильникам мажно прикрепить магнит, а к другим нет: это потому, что они сделаны из разных сортов нержавеющей стали.

Определенные процессы или температуры могут привести к перестройке кристаллической структуры, придавая аустенитной стали магнитные свойства.

Серии аустенитной нержавеющей стали

При таком количестве применений аустенитной нержавеющей стали неудивительно, что она занимает такую ​​большую часть общей доли мирового рынка. Эти нержавеющие стали делятся на две серии — серии 200 и серии 300.

Серия 300 основана на никеле и включает стандартную аустенитную нержавеющую сталь марки 304 — наиболее часто используемой. Она обычно содержит 18 процентов хрома и восемь процентов никеля, что является минимальным количеством никеля, необходимым для превращения ферритной нержавеющей стали в аустенитную при наличии такого количества хрома. Серия 200 содержит мало никеля и много азота или марганца, что делает ее менее дорогой альтернативой серии 300.