Свойства нержавеющего крепежа по ГОСТ ISO 3506-2014

Серия стандартов ГОСТ ISO 3506-2014 «МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КРЕПЕЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОРРОЗИОННО-СТОЙКОЙ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ» устанавливает механические свойства крепежа, изготовленного из аустенитных, мартенситных и ферритных марок стали.

 По этим стандартам крепёжные изделия разделяют подгруппы, каждая из которых объединяет в себе несколько видов крепежа, в свою очередь разделённых по классам прочности или твёрдости, с учётом марок сталей, в зависимости от типа изделия:

ГОСТ ISO 3506-1-2014 Часть 1. Болты, винты и шпильки.

ГОСТ ISO 3506-2-2014 Часть 2. Гайки.

ГОСТ ISO 3506-3-2014 Часть 3. Установочные винты и аналогичные крепежные изделия, не подвергаемые растягивающему напряжению.

ГОСТ ISO 3506-4-2014 Часть 4. Самонарезающие винты.

Химический состав марок нержавеющей стали применимых для крепежа:

Аустенитные стали.

Во всех частях ISO 3506 описаны пять основных марок аустенитных сталей — от А1 до А5. Стали этих марок не могут подвергаться закалке и как правило, немагнитные. Для повышения износостойкости в стали марок от А1 до А5 может быть добавлена медь, как указано в таблице 1.

Для нестабилизированных сталей марок А2 и А4 применимо следующее.

Так как оксид хрома повышает коррозионную стойкость стали, для нестабилизированных сталей имеет большое значение низкое содержание углерода. Из-за высокого сродства хрома к углероду вместо оксида хрома полу- чается карбид хрома, особенно при повышенных температурах.

 Для стабилизированных сталей марок А3 и А5 применимо следующее.

Элементы Ti, Nb или Ta воздействуют на углерод и позволяют оксиду хрома проявить свои свойства в полной мере.

Для применения в открытом море или похожих условиях требуются стали с содержанием примерно 20 % хрома и никеля и от 4,5 % до 6,5 % — молибдена.

В случае высокой вероятности коррозии должны быть проведены консультации с экспертами.

 Во всех частях стандарта ISO 3506 приведены описания пяти основных марок аустенитных сталей — от A1 до A5. Эти стали не поддаются закалке и, как правило, обладают немагнитными свойствами. С целью повышения износостойкости в стали указанных марок допускается легирование медью, как это показано в таблице 1.

Для нестабилизированных сталей марок A2 и A4 оксид хрома играет ключевую роль в обеспечении коррозионной стойкости стали. Эти объясняется минимальное содержание углерода. Так как, при наличии высокого содержания углерода и повышенных температурах возможно образование карбидов хрома вместо оксида хрома, что снижает антикоррозионные свойства.

Для стабилизированных сталей марок A3 и A5 характерны иные механизмы:

Такие элементы, как титан (Ti), ниобий (Nb) или тантал (Ta), связывают углерод, предотвращая образование карбидов хрома и позволяя хрому формировать защитный оксидный слой в полном объеме.

В агрессивных условиях эксплуатации, например в морской воде, либо в аналогичной среде рекомендуется применение сталей, содержащих ≈ 20 % хрома и никеля, а также от 4,5 % до 6,5 % молибдена.

 Важно отметить, что в случае высокой вероятности коррозии мы рекомендуем обязательно проконсультироваться с техническими специалистами.

Рекомендации по применению аустенитных марок стали

Рекомендации по применению аустенитных марок стали приводит ГОСТ ISO 3506 в приложении «А»:

«Стали марки А1

Стали марки А1 специально разработаны для применения в машиностроении. Из-за высокого содержания серы стали этой марки менее коррозионно-стойкие, чем другие марки сталей этой группы.

Стали марки А2

Стали марки А2 являются наиболее часто применяемыми нержавеющими сталями. Они применяются для кухонного оборудования и аппаратов для химической промышленности. Стали этой марки неприменимы при использовании неокисляющей кислоты и хлоросодержащих соединений, как например в морской воде и плавательных бассейнах.

Стали марки А3

Стали марки А3 являются стабилизированными нержавеющими сталями со свойствами сталей марки А2.

Стали марки А4

Стали марки А4 кислотоустойчивые, легированы молибденом более коррозионно-стойкие. Стали марки А4 наиболее востребованы в бумажной промышленности, так как эта марка разработана для работы с серной кисло- той (отсюда и название «кислотоустойчивые»), а также в некоторой степени подходят для работы в хлоросодержащей среде. Стали марки А4 также часто применяют в пищевой и кораблестроительной промышленности.

Стали марки А5

Стали марки А5 являются стабилизированными, кислотоустойчивыми сталями со свойствами сталей марки А4.»

Мартенситные стали.

Мартенситные стали — легированные сплавы на основе железа с основной структурой мартенсита. К ним относят стали с долей хрома Cr=10,5–18,0% и низким содержанием углерода С=0,08–1,00%. В зависимости от сплава они могут быть легированы также: никелем Ni≤7%, вольфрамом W≤2,2% или молибденом Mo≤1,1%.

В ГОСТ ISO 3506 описаны 3 наиболее часто встречающихся марки мартенситной стали C1, C3, C4.

Стали этого класса относятся к закаливаемым, что позволяет добиться высоких прочностных характеристик.

Также мартенситные сплавы обладают выраженными магнитными свойствами.

Ферритные стали.

Это легированные сплавы на основе железа, имеющие структуру феррита. Доля хрома в составе этих материалов составляет Cr=12–30%, при низком содержании углерода С≤0,15%.

Ключевые свойства ферритных сталей включают высокую магнитную проницаемость, устойчивую структуру при эксплуатации и ограниченную свариваемость.

В отличие от мартенситных сталей, ферритные сплавы не поддаются закалке, что исключает возможность упрочнения термической обработкой.

Рекомендации по применению мартенситных и ферритных марок стали.

Рекомендации по применению мартенситных и ферритных марок стали также приводит ГОСТ ISO 3506 в приложении «А»:

 Стали марки С1

Стали имеют ограниченную коррозионную стойкость. Они применяются в турбинах, насосах и для ножей.

Стали марки С3

Стали марки С3 имеют ограниченную коррозионную стойкость, хотя и лучшую, чем стали марки С1. Они применяются в насосах и клапанах.

Стали марки С4

Стали марки С4 имеют ограниченную коррозионную стойкость. Они применяются в машиностроении, в остальном они схожи со сталями марки С1.

 Стали марки F1

Стали марки F1 обычно используют для несложного оборудования, за исключением суперферритов, имеющих очень низкое содержание углерода и азота. Такие стали могут заменять стали марок А2 и А3 и использоваться в среде с высоким содержанием хлора.