Виды нержавеющих сталей по ГОСТ 5632 — мартенситные, ферритные, аустенитные.

Классы стали

ГОСТ 5632-2014 описывает химический состав легированных нержавеющих сталей и сплавов, обладающих высокой коррозионной стойкостью, жаропрочностью и устойчивостью к агрессивным средам.

Согласно стандарту к легированным нержавеющим сталям можно отнести стали с минимальной массовой долей хрома Cr≥10,5% и максимальной массовой долей углерода C≤1,2%. У ограниченного количества легированных нержавеющих сталей допускается минимальная доля хрома Cr≥7,5%.

Этот стандарт задаёт определение коррозионно-стойким сталям:

«коррозионно-стойкие стали и сплавы – стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением и др.»

ГОСТ 5632-2014 подразделяет стали на классы с учётом фазовой структуры, полученной при охлаждении сталей на воздухе после высокотемпературного нагрева:

- мартенситные – 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%. Мартенситная структура сплава допускает термообработку, что позволяет значительно увеличить прочность изделий из мартенситных сталей.

- ферритные - 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%.

- аустенитные – высоколегированные сплавы на основе железа, имеющие структуру аустенита. При отпуске структура сохраняется благодаря малому содержанию углерода С≤0,12 % на фоне высокого содержания легирующих элементов. Такие сплавы, с большим содержанием хрома Cr≥15 %, дополнительно легируют никелем Ni≥8 % в целях повышения их пластичности в добавок к уникальной коррозионной стойкости. Сочетание хорошей обрабатываемости и механических свойств делает аустенитные стали наиболее походящими для производства мелких метизов, эксплуатация которых подразумевает высокие нагрузки.

Важно отметить, что в ГОСТ 5632-2014 сказано:

«Подразделение сталей на классы по структурным признакам является условным, т.к. предполагает только одну термическую обработку <..>.

Поэтому структурные отклонения в стали браковочным признаком не являются.»

Буквенно-цифровые обозначения марок стали по ГОСТ 5632-2014

В наименованиях марок сталей по ГОСТ 5632-2014 используют буквенно-цифровые обозначения, где каждая буква обозначает один из химических элементов:

Массовая доля соответствующего химического элемента в наименовании марки стали по ГОСТ 5632-2014 задаётся цифрой, следующей за буквой:

·         цифры вначале обозначения – средняя или максимальная массовая доля углерода в стали в сотых долях процента

·         цифры после букв – средняя массовая доля легирующих элементов в целых единицах.

Так, например, стали марок 04Х18Н10 и 03Х17Н14М3 содержат:

Основные химические элементы и их влияние на характеристики нержавеющей стали.

Хром – это основной элемент, обеспечивающий антикоррозионные свойства нержавеющей стали. Он образует на поверхности металла тонкую оксидную пленку, которая защищает сталь от воздействия агрессивных сред. Содержание хрома в нержавеющей стали может варьироваться от 10,5% до 27%, и чем выше его концентрация, тем лучше антикоррозионная защита.

Никель также является важным элементом в составе нержавеющей стали, улучшающим ее коррозионную стойкость и прочность. Кроме того, никель придает стали пластичность и повышает её сопротивление к ударным нагрузкам. Содержание никеля в нержавеющей стали обычно составляет от 5% до 30%.

Молибден добавляется в нержавеющую сталь для улучшения её прочности, твердости и сопротивления к усталости. Он также увеличивает коррозионную стойкость стали в средах, содержащих кислоты и щёлочи. Содержание молибдена в нержавеющей стали варьируется от 2% до 10%.

Марганец в составе нержавеющей стали улучшает ее механические свойства, такие как прочность и твердость. Он также способствует улучшению свариваемости стали и предотвращает образование трещин и пор при сварке. Содержание марганца в нержавеющей стали составляет обычно от 1% до 5%.

Кремний как легирующий элемент в сталях содержится в количестве 0,5-1 % и более. Сталь, легированная кремнием, обладает более высокими значениями предела текучести, упругости, ударного сопротивления, хорошей прокаливаемостью, жароупорностью и способностью в закалённом состоянии сохранять твердость при относительно высоких температурах.

Азот является легирующим элементом, который вводят в нержавеющую сталь с целью улучшения её механических свойств и коррозионной стойкости. Азот также способствует образованию карбидов хрома, что повышает твёрдость и износостойкость стали. Содержание азота в нержавеющей стали колеблется от 0,02% до 0,25%.

Однако, надо отметить, что на все указанные выше свойства могут влиять условия эксплуатации и другие химические элементы, процентный состав которых не столь значителен.  

ГОСТ 5632-2014, по большей части, описывает лишь химический состав легированных нержавеющих сталей. Механические свойства готового стального изделия существенно зависят не только от сплава, но и от процессов производства, и отображены в соответствующих стандартах.

В РФ требования к метизам из нержавеющей стали устанавливает  ГОСТ ISO 3506-2014, классифицирующий стали по маркам, в зависимости от класса и состава.