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.
Сравнение углеродистых и нержавеющих сталей
Эти два материала относятся к наиболее распространенным типам сплавов. Они имеют разный химический состав и эксплуатационные свойства. Средне- и высокоуглеродистая сталь состоит преимущественно из углерода и железа. В составе нержавейки большую долю занимают такие компоненты, как хром и железо.
Применение углеродистой стали
По уровню процентного содержания углерода, который влияет на механические качества основы, ее делят на группы:
- низкоуглеродистую (до 0,25%);
- слабоуглеродистую (0,3-0,6%);
- высокоуглеродистую (0,6-2%).
Из вещества изготавливают конструкции для строительства, машиностроения. Заготовки на его основе применяют при укладке трубопроводных сетей. Особенно востребована у производителей ТПА конструкционная марка 20. Она подходит для создания компактных устройств (винтов, маховых колес, гвоздей, проволоки) и крупных объектов (отводов, переходов).
Преимущества углеродистых сплавов:
- хорошая свариваемость;
- поддаются горячей и холодной обработке;
- выдерживают повышенные температуры;
- низкая цена.
Основной недостаток изделий из этого материала – подверженность коррозии и ржавчине. Особенно уязвимы перед этими процессами металлоконструкции, которые контактируют с влагой и воздухом. В этом случае железо начинает быстро окисляться, на поверхности изделий появляются ржавые следы.
Где используют нержавеющую сталь
Материал, который не подвержен коррозионным разрушениям, имеет в своем составе хром в количестве 10-11%. В его структуру Входит углерод, но большая часть стали состоит из железа. Чтобы улучшить прочность коррозионного сплава в него вводят легирующие компоненты (серу, титан, кобальт, фосфор, никель).
На производстве чаще всего применяют марку 12х18н10т. Комплектующие, например, отводы, изготовленные на ее основе, отличаются хорошей свариваемостью, устойчивостью к агрессивным веществам, долговечностью. Срок службы сертифицированной трубопроводной арматуры из нержавейки составляет, например, 20-40 лет. При этом она долго сохраняет первоначальный внешний вид, не требует покраски.
Сфера применения сырья широка. В нее входит:
- энергетика;
- фармакология, медицина;
- авиа-, автомобилестроение;
- нефтегазовый сектор;
- пищевая, химическая промышленность.
Недостатки сырья: высокая цена, слабо поддается механической обработке.
Что лучше: нержавейка или углеродка?
Споры на эту тему ведутся давно. Но такая формулировка вопроса не совсем корректна: слово «углеродистая» говорит о процентном содержании углерода в составе сплава, а определение «нержавеющая» подчеркивает способность материала противостоять коррозии.
Принципиальное (но не единственное!) отличие одного вещества от другого – устойчивость к ржавлению. Кроме этого, конструкции из углеродистой стали быстро поглощают посторонние запахи, а «нержавейка» этому не подвержена. Это может быть особенно важным при выборе бытовых изделий из стали (например, при покупке кухонных ножей).
Сферы отраслей применения двух сталей также отличаются. Углеродку используют для выпуска небольших деталей и инструментов, которым не нужны улучшенные свойства металла. Она востребована на участках, где прочный металл необходим в большом объеме: например, при прокладке магистральных сетей.
Конструкции, которые работают с агрессивными смесями, изготавливают на основе нержавеющей стали. Их монтируют в химической, нефтегазовой промышленности. Нержавейке отдают предпочтение при создании деталей улучшенной прочности и долговечности (сфера медицины, авиа-, судостроение).