Металл и нержавеющая сталь обладают своими преимуществами и недостатками в зависимости от применения. Металлы, такие как углеродная сталь, часто более прочные и дешевле, но они подвержены коррозии, что ограничивает их использование в сырых или влажных условиях.
Нержавеющая сталь, в свою очередь, устойчива к коррозии и обладает высокой долговечностью, что делает её идеальным выбором для кухонной утвари, медицинского оборудования и строительных материалов. Выбор между ними зависит от конкретной задачи и условий эксплуатации.
Чем отличается сталь от нержавеющей стали?
Сплавы стали обыкновенной и нержавеющей широко распространены для изготовления конструкций из металла в промышленном производстве, а также для строительных работ.
Большой спектр применения этих металлов основан на их механических характеристиках, но при этом они имеют различные сферы для применения.
Сплав стали представляет собой соединение железа и углерода, в химический состав также добавляют присадки других металлов, как никель, марганец, молибден и хром.
Материал отличается высокой износостойкостью, коррозиестойкостью, при этом имеет сравнительно небольшую себестоимость.
При этом от воздействия стали с влагой образуется ржавчина, что негативно сказывается на ее сроке службы и функциональности.
Нержавейка имеет в своем химсоставе хром, придающий металлу устойчивость к коррозии. Хром образует на поверхности тонкую, но прочную пленку, которая защищает материал от окисления и появления ржавчины.
Нержавейку используют для эксплуатации в условиях агрессивных сред, таких как в химической промышленности, судостроении, медицине и т.д.
В статье будут рассмотрены основные отличия между двумя видами стали, а также их химический состав, свойства, характеристики и область применения. Будут рассмотрены преимущества и недостатки каждого вида стали, чтобы можно было сделать правильный выбор металлопродукции для проектирования, строительства и других областей применения.
Чем отличается углеродистая сталь от нержавеющей стали?
Отличие углеродистой стали от нержавеющей состоит в нескольких ключевых аспектах:
- Состав и химическая структура. Для обыкновенной стали соединение включает в себя железо и углерод, Возможны дополнительные присадки марганца, никеля, молибдена, хрома. Нержавеющая сталь относится к сплавам специального назначения. Она содержит хром как основной элемент, обеспечивающий коррозиестойкость. Дополнительные элементы, такие как никель и молибден, могут также присутствовать в составе нержавеющей стали для улучшения ее свойств.
- Устойчивость к коррозии – это основное отличие нержавейки от углеродистого сплава. Большее количество хрома в химическом составе повышает стойкость изделия к коррозии, образуя на поверхности пленку, исключающую контакт металла с воздухом или влагой в агрессивной среде. Обычная сталь более подвержена к коррозии не рекомендуется к применению в средах с повышенной влажностью, контакту с открытым воздухом или с перепадом температур.
- Механический свойства, по которым характеристики различаются в зависимости от марки стали. Считается, что нержавеющая сталь отличается повышенной прочностью, она устойчива к деформациям различного вида, как вибрации, ударные нагрузки или перепады температур. Обыкновенная сталь менее прочна, а также может быть подвержена деформациям в большей степени.
- Область применения, по которой сталь нержавейка пользуется спросом для эксплуатации в сферах пищевой, химической промышленности и многих других. Обыкновенная сталь используется в машиностроении, автомобилестроении, а также для строительных работ.
- Стоимость. По этому критерию обыкновенные сплавы стали имеют более низкую цену. Это связано с процессом их изготовления. В то время как нержавеющая сталь требует специальные элементы для изготовления, что делает ее более дорогой.
Рассмотрим подробнее чем отличается углеродистая от нержавейки по каждому из указанных пунктов.
Отличия состава и химической структуры
В представленной ниже таблице перечислен типичный химический состав для сплавов углеродистых и нержавеющих:
| Элемент | Сталь | Нержавеющая сталь |
|---|---|---|
| Железо (Fe) | Основной компонент | Основной компонент |
| Углерод (C) | Обычно присутствует, доля может варьироваться | Обычно присутствует, доля может варьироваться |
| Хром (Cr) | Отсутствует | Присутствует |
| Никель (Ni) | Может присутствовать в небольших количествах | Может присутствовать в значительных количествах |
| Марганец (Mn) | Может присутствовать | Может присутствовать |
| Молибден (Mo) | Может присутствовать | Может присутствовать |
| Другие элементы | Могут присутствовать для улучшения свойств | Могут присутствовать для улучшения свойств |
Марки различаются по своему химическому составу в зависимости от используемого стандарта качества. Среди известных документов помимо ГОСТ, ТУ и СТО существуют AISI (Американский институт стали и железа), ASTM (Американское общество испытателей материалов) и DIN (Немецкий институт по стандартизации). Каждый стандарт имеет свою спецификацию для разных классов сплавов стали и нержавеющей стали, указывая допустимые химические элементы и технические свойства.
По химической структуре сплавы различаются по следующим параметрам:
- Сталь:
- Основной компонент: железо (Fe).
- Важный компонент: Углерод (C). Он присутствует в химсоставе в различном процентном количестве. Обычно доля углерода составляет 0,02%-2,1%. Это вещество оказывает влияние определяет прочностные свойства и твердость сплава.
- Другие элементы: в качестве присадок для повышения свойств стали используются марганец (Mn), который служит для повышения пластичности и прочности, никель (Ni), хром (Cr), молибден (Mo), ванадий (V) и др., в зависимости от необходимых эксплуатационных свойств материала.
- Нержавеющая сталь:
- Основной компонент: железо (Fe).
- Важный компонент: к ним относят хром, никель и молибден. Хром (Cr) является ключевым элементом для химического состава нержавейки. Это вещество повышает коррозиестойкость за счет тонкой пассивной пленки на поверхности, она исключает риск образования ржавчины и окисления. В химсоставе хрома содержится в количестве 10-30%. Никель (Ni) повышает коррозионную стойкость и другие механические свойства сплава. Материал с добавлением этого вещества обладает стойкостью к высоким и низким температурам. Содержание никеля составляет 2-30%. Молибден (Mo) увеличивает стойкость к коррозии, из-за чего нержавеющая сталь применима для эксплуатации в агрессивных средах, где могут находиться хлориды и серная кислота. Содержание молибдена от сплава к сплаву колеблется 0,1-6%.
- Другие элементы: нержавейка может включать в себя марганец (Mn), кремний (Si), фосфор (P), серу (S), азот (N) и другие элементы в небольших количествах.
Устойчивость к коррозии
Устойчивость к коррозии является одним из наиболее важных свойств при выборе материала для различных конструкций, оборудования и изделий. Разберем подробнее устойчивость к коррозии у обыкновенной стали и нержавеющих сплавов.
Сталь подвержена образованию коррозии при контакте с влажной и агрессивной средой. Окисление материала приводит к образованию на поверхности ржавчины, которая заметно понижает показатели прочности, а также эксплуатационный срок.
Ее стойкость к коррозии повышается за счет нанесения на поверхность защитных покрытий, как краска, оцинковывание или жаростойкая пропитка.
Такая продукция прослужит длительный срок, сохраняя свой внешний вид. Она устойчива к воздействию агрессивных сред с наличием влаги, кислот, хлоридов и других веществ, которые способствуют возникновению коррозии.
Механические свойства
В представленной ниже таблице проводится сравнение механических свойств двух видов сплавов:
| Свойство | Сталь | Нержавеющая сталь |
|---|---|---|
| Прочность | Варьируется в зависимости от типа стали и обработки. Обычно имеет высокую прочность. | Варьируется в зависимости от типа и состава нержавеющей стали. Обычно имеет хорошую прочность. |
| Твердость | Обычно имеет высокую твердость. | Обычно имеет хорошую твердость. |
| Пластичность | Обычно имеет хорошую пластичность. | Обычно имеет хорошую пластичность. |
| Усталостная прочность | Обычно имеет хорошую усталостную прочность. | Обычно имеет хорошую усталостную прочность. |
| Ударная прочность | Варьируется в зависимости от типа стали и обработки. | Варьируется в зависимости от типа и состава нержавеющей стали. Обычно имеет хорошую ударную прочность. |
| Устойчивость к износу | Обычно имеет хорошую устойчивость к износу. | Обычно имеет хорошую устойчивость к износу. |
| Температурная стойкость | Варьируется в зависимости от типа стали. | Варьируется в зависимости от типа и состава нержавеющей стали. Обычно имеет хорошую температурную стойкость. |
| Магнитные свойства | Варьируется в зависимости от состава стали. Некоторые виды стали являются магнитными. | Варьируется в зависимости от состава нержавеющей стали. Некоторые виды нержавеющей стали являются немагнитными. |
Ответим на самые популярные вопросы:
Что тяжелее сталь или нержавеющая сталь?
Сталь обыкновенная имеет большую массу, чем нержавейка. Больший вес основан на различиях в химсоставе и плотности используемых металлов.
Средняя плотность стали составляет около 7,8 г/см³. Плотность нержавейки в зависимости от марки сплава может быть в пределах 7,7-8 г/см³. Различия в показателях плотности незначительны, но сталь чаще тяжелее нержавеющей стали.
Что прочнее сталь или нержавеющая сталь?
На этот вопрос нет конкретного ответа. Прочностные свойства зависят от выбранных марок стали, их типа, класса, химического состава и области применения.
Для углеродистой стали характерна высокая прочность, повышенные механические свойства, которые определяются типом материала и способом ее обработки.
Продукцию из этого материала применяют в сфере строительства, машиностроения и других отраслей, где от требуются такие параметры, как повышенная износостойкость и структурная поддержка.
Сплавы нержавеющей стали отличаются повышенной прочностью и другими механическими свойствам, на которые влияют тип и химический состав. Продукции из этого материала используется в пищевой, химической, медицинской отраслях, где от изделия требуется стойкость материала к коррозии.
Что лучше сталь или нержавеющая сталь?
Выбор этих материалов зависит от конкретных условий для эксплуатации. У каждого материала есть свои отличительные качества и специализация.
Сплавы углеродистой стали отличаются высокой степенью прочности, а также широким спектром его механических свойств. Продукция из этого материала пользуется спросом в сфере строительства, машиностроения и других отраслей, где требуется повышенные прочностные свойства и структурная поддержка. Доступность и сравнительно небольшая цена делают прокат из обыкновенной стали привлекательным выбором на рынке металлопроката.
Для нержавеющей стали характерна высокая степень устойчивости к коррозии, а также способность сохранять свой внешний вид в условиях эксплуатации в агрессивных средах. За счет этих качеств продукция из нержавейки пользуется большим спросом в сфере пищевой, химической, судостроительной промышленности.
При поиске подходящего проката стоит определить конкретные требования к материалу для каждого определенного проекта. Также стоит обратить внимание на подходящие стандарты качества и другие факторы, которые могут повлиять на выбор. Иногда отличным решением станет выбор обыкновенной стали с обработкой для защиты от коррозии, а не нержавеющая сталь, когда это отвечает требованиям к прочности и цене.
Отличия цен углеродистой и нержавеющей сталей
Ключевая разница состоит в их ценообразовании. Обыкновенные сплавы имеют более низкую цену, чем у нержавейки. Это связано с тем, что прокат из стали более прост в изготовлении, а также есть большее количество доступных исходных металлов.
Материал с высокой износостойкостью и структурной поддержкой, благодаря чему оно имеет низкую цену.
Нержавейка отличается рядом качеств, из-за чего имеет большую стоимость. Этот материал обладает эстетически приятным внешним видом, длительным сроком службы, а также нетребовательностью к постоянному уходу. Нержавеющая сталь пользуется спросом в тех отраслях промышленности, где необходима устойчивость к воздействию агрессивных сред.
Компания «АНЭП-Металл» предлагает вам услуги по изготовлению и поставке металлопроката из различных видов стали, как углеродистая, нержавеющая или специального назначения. Компания предлагает своим клиентам помощь с выбором товара. Специалисты «АНЭП-Металл» предоставят вам профессиональную консультацию и оформят доставку в любой регион России и страны СНГ.
Источник3: vt-metall.ru
Сталь и нержавеющая сталь: отличия и характеристики
О чем речь? Отличия стали и нержавеющей стали заключаются в химическом составе и методах производства. Помимо конструкционной, «нержавейку» также сравнивают с легированным, оцинкованным и углеродистым стальным сплавом.
На что обратить внимание? Знание отличий свойств этих материалов может и не пригодиться, если перед вами стальной лист без маркировки. Поэтому важно уметь определять разницу визуально и посредством экспресс-методов.
Из этого материала вы узнаете:
- Отличия стали и нержавеющей стали
- Разница между углеродистой и нержавеющей сталью
- Сравнение нержавеющей и оцинкованной стали
- Отличия между легированной и нержавеющей сталью
- Способы отличить нержавеющую сталь от других видов
- Часто задаваемые вопросы об отличиях стали и нержавеющей стали
Отличия стали и нержавеющей стали
Сталью называется любой сплав на основе железа, содержащий углерод в процентной доле, обычно около 1,5 %. Особенность такого металла состоит в прочности, сочетающейся с пластичностью (ковкостью).
Самым ранним из известных ученым образцов, обнаруженным археологами на территории современной Турции, примерно 3 800 лет. В наши дни стальные сплавы широко применяются практически во всех областях промышленного производства и в строительстве.
Нержавеющие стальные сплавы содержат от 10 до 30 % хрома. Кроме того, в расплав вводят легирующие добавки – определенное количество меди, алюминия, молибдена, ниобия, титана, никеля и азота. Широкое применение «нержавейки» обусловлено ее эксплуатационными характеристиками. Она устойчива к коррозии – не покрывается ржавчиной и не меняет цвета даже при постоянном контакте с влагой.
Антикоррозионные свойства ей придает хром, который под действием атмосферного кислорода образует на поверхности изделий тонкую оксидную пленку. Образующееся таким путем защитное покрытие выполняет барьерные функции, препятствуя окислению основного металла, и обладает способностью к самовосстановлению.
При контакте с воздухом и влагой в обычной стали кислород вступает в химическую реакцию с железом, поэтому на поверхности металла образуется ржавчина – окись железа. Нержавеющие стальные сплавы лишены этого недостатка. Благодаря тонкой и прочной пленке, которую формируют окислы хрома, поверхность «нержавейки» надежно защищена от окисления – она не ржавеет и не разрушается коррозией.
Разница между углеродистой и нержавеющей сталью
Рассмотрим основные отличия обычной стали от нержавеющей.
Химический состав
Обычный «черный» металл состоит из железа и углерода, а также легирующих элементов (марганца, никеля, молибдена, небольшого количества хрома). Нержавеющие стальные сплавы, коррозионная стойкость которых обусловлена присутствием относительно большой процентной доли хрома, относят к соединениям специального назначения.
В их составе могут присутствовать добавки (никель, молибден), которые вводят для того, чтобы придать определенные эксплуатационные характеристики и повысить качество стали.
Коррозионная стойкость
Ключевое свойство нержавеющих сплавов, отличающее их от углеродистых. Данное качество обусловлено присутствием в стали значительного количества хрома, который образует на поверхности изделий тонкое и прочное самовосстанавливающееся защитное покрытие.
Сформированная в результате реакции с атмосферным кислородом пленка из оксида хрома служит барьером, который не дает основному металлу окисляться при контакте с воздухом, влагой и агрессивными химическими средами.
Механические характеристики
Чаще всего нержавеющие стальные сплавы выгодно отличаются от обычных – они более прочные и устойчивые к перепадам температуры, ударным нагрузкам, вибрациям. Углеродистые типы стали часто уступают им по этим параметрам.
Области применения
Нержавеющая сталь широко применяется в таких отраслях, как строительство, пищевая промышленность, производство бытовых приборов, нефтехимическая и химическая промышленность, целлюлозно-бумажное производство, электроэнергетика, транспортное машиностроение и другие направления, где востребованы ее высокие эксплуатационные характеристики и коррозионная стойкость.
Относительно недорогие углеродистые стальные сплавы используются там, где позволяют условия эксплуатации конструкций, инструментов, механизмов и других изделий.
Стоимость
Нержавеющие стальные сплавы дороже, что ограничивает их применение. По этой причине там, где это возможно, используется оцинкованная сталь, поверхность металла защищают специальными покрытиями и лакокрасочными материалами.
Отличия стали и нержавеющей стали и их особенности обусловлены главным образом разным химическим составом. Причины относительно высокой стоимости «нержавейки» – более сложная технология выплавки и использование в производстве дорогостоящих легирующих добавок. Производство обычных углеродистых соединений проще, а исходные материалы более доступны.
Нержавейка отличается рядом качеств, обусловливающих ее большую стоимость. Этот материал обладает эстетически приятным внешним видом, длительным сроком службы, а также нетребовательностью к постоянному уходу. Нержавеющая сталь пользуется спросом в тех отраслях промышленности, где необходима устойчивость к воздействию агрессивных сред.
Сравнение нержавеющей и оцинкованной стали
Оцинкованную сталь отличает от нержавеющей химический состав. В первом случае речь идет об обычном черном металле, который покрыт тонкой цинковой пленкой, выполняющей барьерные функции и защищающей его от контакта с внешней средой.
Наиболее распространенный метод цинкования состоит в погружении стальных заготовок в ванну с цинком, расплавленным при температуре + 460 градусов по Цельсию. При контакте с атмосферным кислородом цинковое покрытие вступает в реакцию окисления и формирует на поверхности основного металла прочную пленку из окиси цинка, которая в дальнейшем предохраняет его от коррозии.
Для выплавки нержавеющих стальных сплавов используются кислородные конвекторы. Технология производства и состав легирующих добавок могут быть разными в зависимости от того, какая марка стали должна быть получена в результате.
После заливки в расплавленный чугун вводят определенные легирующие добавки – хром (основной элемент), никель, титан, кобальт, молибден. Далее начинается подача кислорода. В результате химической реакции происходит окисление и выгорание углерода, входящего в состав изначального сплава с выделением угарного газа.
После сгорания лишнего углерода процесс выплавки завершается. Стойкость к коррозии в данном случае обеспечивает химическое строение самого сплава, а именно – добавление легирующих элементов. Ключевое отличие от оцинкованного металла состоит в том, что для защиты от окисления не требуется наносить на поверхность заготовок дополнительное защитное покрытие. «Нержавейка» не утрачивает своих свойств даже при механическом повреждении верхних слоев.
Очевидно, что самое важное отличие нержавеющей стали от оцинкованной заключается в том, что первая обладает более высокой коррозионной стойкостью. Дело в том, что тонкий цинковый слой в процессе эксплуатации изделия может получить повреждения. После этого металл лишится защиты и начнет ржаветь.
Нержавеющая сталь выгодно отличается от оцинкованной более длительным сроком службы:
- оцинкованная сталь – около 25 лет;
- нержавеющие стальные сплавы – не менее 50 лет.
На практике оцинкованная сталь может прослужить и меньше. Наиболее эффективную защиту можно обеспечить, если ее поверхность дополнительно окрасить. Однако лакокрасочное покрытие со временем может облезть, что сократит срок службы металлических изделий.
Нержавеющие стальные сплавы лучше оцинкованного металла по основным механическим характеристикам – прочности, твердости.
Благодаря высокому пределу прочности на разрыв нержавеющая сталь способна выдерживать очень высокие нагрузки – даже после растрескивания изделия из нее не разрушаются и продолжают выполнять свои функции.
Отличия между легированной и нержавеющей сталью
Разбирая основные отличия между легированной сталью и нержавеющей, необходимо отталкиваться от нескольких показателей – коррозионной стойкости, прочности, стоимости и областей применения:
В каждом конкретном случае при выборе между легированными и нержавеющими типами стали необходимо исходить из требований, которые предъявляются к эксплуатационным характеристикам изделий. Когда условия, в которых будет работать деталь, не предусматривают постоянного воздействия влаги, осадков, агрессивных реагентов, можно остановиться на легированном стальном сплаве, если его свойства отвечают поставленным задачам.
Современный рынок предлагает крайне широкий ассортимент стальных сплавов различных видов. Каждой марке присущ уникальный набор характеристик, что позволяет подобрать требуемый материал практически для любого возможного применения.
Способы отличить нержавеющую сталь от других видов
Наиболее простой и эффективный способ в большинстве случаев – приложить к металлу магнит. Нержавеющие аустенитные типы стали, например, марки AISI 304, 316, не обладают магнитными свойствами. Этим методом обычно пользуются в быту. Однако следует помнить, что могут быть исключения. К примеру, если речь идет о мартенситных или ферритных «нержавейках».
Для точного определения вида сплава могут потребоваться другие методы.
Отличить «нержавейку» от других металлов («оцинковки», алюминия), можно визуально. Нержавеющие стальные сплавы, как правило, обладают характерным блеском и гладкой, отполированной поверхностью, в отличие от сероватого алюминия и матовой серой «оцинковки». Кроме того, детали из «нержавейки» значительно тяжелее алюминиевых. В любом случае для точного определения необходимо воспользоваться специальными методами.
Еще один эффективный способ – проверка на искру. Если ударить образцом из «нержавейки» по твердой поверхности, можно наблюдать проблески красноватого или оранжевого оттенка. Углеродистые типы стали искрят более ярко, а цвет искр, разветвляющихся в полете, обычно ярко-желтый. Лучше всего проверять металл с помощью абразивных материалов – шлифовальных дисков.
Данный способ также не дает точного результата. В зависимости от химического состава сталь может вести себя по-разному.
К наиболее информативным методам относится химическое тестирование образцов, с помощью которого можно с большой точностью отличить «нержавейку» от «оцинковки», а также от алюминия, латуни, меди и других металлов. В условиях домашней мастерской обычно пользуются раствором, в состав которого входят азотная кислота (10 %) и дистиллированная вода. Под действием этого состава на поверхности углеродистых типов стали и алюминия, в отличие от нержавеющих стальных сплавов, возникают очаги коррозии.
При нанесении раствора азотной кислоты на поверхность изделий из нержавеющих стальных сплавов можно наблюдать появление светло-серых или матовых пятен, которые легко удалить, протерев металл ветошью. Химическое тестирование лучше всего выполнять с помощью специальных наборов реактивов, которые позволяют точно определить вид сплава.
Почему следует обращаться именно к нам
Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.
Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:
- цветные металлы;
- чугун;
- нержавеющую сталь.
При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.
Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.
Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.
Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.
Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.
Источник4: vt-metall.ru