Нержавеющая сталь А2 и А4
А2 и А4 – это сокращенное название марок нержавеющих аустенитных (Austenitic) сталей. Аустенитная сталь обладает рядом замечательных свойств, которые обеспечили ей очень широкое применение в народном хозяйстве. Стали А2 и А4 не токсичны, устойчивы к коррозии. Они хорошо подвергаются механической и термической обработке, а также сварке. Крепежные изделия, изготовленные из сталей А2 и А4, практически не магнитны, прочны и долговечны. Они отлично сохраняют свои свойства при высоких и низких температурах.
Сталь А2 имеет отечественный аналог – нержавеющая сталь марки 08Х18Н10 и зарубежный аналог – марки AISI 304 (в США). Сборочные единицы, детали и крепежные элементы из стали А2 используются в нефтедобывающей, пищевой, химической и газодобывающей промышленности; в приборостроении и судостроении; в строительстве при монтаже вентилируемых фасадов и витражных конструкций, а также при изготовлении насосной техники. Изготовленные из стали А2 изделия сохраняют свои прочностные свойства в большом диапазоне температур: от низких (-200 градусов Цельсия) до высоких (+425 градусов Цельсия).
Сталь А4 по своим характеристикам похожа на А2, но сфера применения ее значительно расширилась за счет добавления 2-3% молибдена, что способствует более высокой ее стойкости к коррозии в средах, содержащих кислоты, соли и хлор. Изделия из нержавейки марки А4 сохраняют свои прочностные свойства при низких (до -60 градусов Цельсия) и при высоких (до +450 градусов Цельсия) температурах. Эти изделия применяют: в химической промышленности, где они подвержены воздействию агрессивных сред; в судостроении (элементы крепежа и такелажные изделия) для защиты от разрушающего воздействия со стороны морской воды; в бассейнах, содержащих хлорированную воду. Нержавейка А4, как и А2, также имеет отечественный аналог – сталь типа 10Х17Н13М2 и зарубежный аналог – AISI 316 (в США).
Сталь А2 и сталь А4 отлично подходят для изготовления нержавеющего крепежа повышенного класса точности А, который применяются для создания прочных и долговечных ответственных соединений. Болты и гайки этого класса изготавливаются, например, на токарных станках с числовым программным управлением (ЧПУ). Разница диаметров резьбы, наружной для болта и внутренней для гайки, после чистовой обработки на станке не превышает величины 0,25…0,3 миллиметров. Однако цена изготовленных из нержавейки деталей будет значительно выше, чем у деталей из обычной углеродистой стали. Класс прочности для болтов, изготовленных из нержавеющей аустенитной стали марки А2 и стали марки А4, равен 50, 70 или 80.
Разновидности и преимущества нержавеющей стали
Марки А2 и А4 — это нержавеющие аустенитные стали, которые отличаются высокой степенью стойкости к коррозии и практически не обладают магнитными свойствами. Обе марки хорошо поддаются свариванию, термической и механической обработке. Из них изготавливаются прочные и надежные детали с повышенной стойкостью к температурным колебаниям.
Сталь марки А2 имеет российский аналог 08Х18Н10, и аналог по американским стандартам AISI 304. Детали из этого сплава могут эксплуатироваться при температурах от −200 °C до +425 °C. Материал обладает повышенной стойкость к коррозии и агрессивным воздействиям со стороны окружающей среды.
Сталь А4, в отличие от А2, изготавливается с добавлением 2-3 % молибдена. В результате повышается химическая стойкость материала. В частности, этот сплав лучше переносит воздействия хлора, кислот, солей и других агрессивных веществ. Детали из нержавейки этой марки используют для изготовления крепежа, который может подвергаться воздействию соответствующих сред. В том числе они могут контактировать с морской и хлорированной водой, применяться в химической и нефтегазовой промышленности. Российским аналогом нержавеющей стали А4 является марка 10Х17Н13М2. Аналог по американским стандартам — сталь AISI 316.
Благодаря своим качествам аустенитные нержавеющие стали марок А2 и А4 позволяют изготавливать метизы, обладающие следующими функциональными преимуществами:
- Высокая стойкость к коррозии и воздействию агрессивных веществ.
- Отсутствие потребности в нанесении антикоррозионных покрытий.
- Повышенные прочностные характеристики, устойчивость к износу.
- Стойкость к температурным колебаниям и критическим температурам.
- Практически полное отсутствие магнитных свойств.
- Огнестойкость. Соединение конструкций сохраняется во время пожара, что может иметь ключевое значение для спасения и эвакуации людей.
- Соответствие санитарным требованиям. Нержавейка не вступает во взаимодействие с рабочими средами, что позволяет использовать метизы в пищевой, фармацевтической промышленности, медицине.
Крепеж из нержавеющей стали сохраняет свой вид и блеск весь срок эксплуатации. Он не ржавеет, не покрывается налетом. Благодаря этому метизы можно использовать для сборки конструкций, для которых важны эстетические параметры.
Отличие марки А1 от А3
Арматура А240 имеет ряд существенных отличий от других подобных изделий:
Параметры | А1 | А3 |
Маркировка | А240 | А400, А500 |
Тип изделий | Сварная, без обработки | Стандартная, с защитой от коррозии |
Материал | Низколегированная сталь | Высоколегированная сталь |
Вид поверхности | Гладкая | Периодическая |
Размеры | Диаметр от 4 до 40 мм, длина до 11,7 м | Диаметр от 6 до 80 мм, длина до 12 м |
Назначение | Ж/б перекрытия, фундамент, тротуары, стяжка, арки, теплицы, колонны | Сложные по конструкции мосты, опоры, плотины, метро, дороги, ограждения |
Металлическая арматура А240 – незаменимый помощник на любой строительной площадке. Свойства, особенности состава и технические характеристики позволяют использовать ее как для производства различных стальных изделий повышенной прочности, так и для создания декоративных элементов.
Арматурные пруты А1 и А3
Полированная нержавеющая сталь
Данный вид нержавейки представляет собой материал с абсолютно гладкой поверхностью и высоким отражающим эффектом. Технологический процесс ее производства отличается от остальных видов нержавейки способом обработки поверхности. Она проводится на специальном оборудовании с использованием контрольно-измерительных приборов.
Этапы шлифовки листового проката.
- Обработка абразивными материалами с помощью специальной ленты.
- Шлифование мелкозернистыми шкурками или щетками.
- Финишная отделка шлифовальными кругами до зеркального состояния.
Сферы применения полированного нержавеющего металлопроката:
- Трубы со шлифованной поверхностью используются для транспортировки нефти, газа, жидких пищевых продуктов и спирта.
- Полированный металлопрокат востребован у дизайнеров. Он позволяет создавать креативные архитектурные проекты.
- Материал широко используется для изготовления бытовой техники, медицинского оборудования и инструмента, приборов для пищевой промышленности.
Полированные легированные металлы применяют во всех областях народного хозяйства, где требуется абсолютно гладкий и прочный материал, отвечающий нормам экологической безопасности.
Характеристики нержавеющих сталей
Аустенитные стали содержат 15-26% хрома и 5-25% никеля, которые увеличивают сопротивление коррозии и практически не магнитны.
Именно аустенитные хромникелевые стали обнаруживают особенно хорошие сочетание обрабатываемости, механических свойств и коррозионной стойкости. Эта группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа: нержавеющих болтов, нержавеющих гаек, нержавеющих шпилек, нержавеющих винтов, а также нержавеющих шайб.
Стали аустенитной группы обозначаются начальной буквой «A» с дополнительным номером, который указывает на химический состав и применяемость в пределах этой группы:
Аустенитная структура
Группа стали | Номер материала | Краткое обозначение | Номер по AISI |
А1 | 1.4305 | X 10 CrNiS 18-9 | AISI 303 |
А2 | 1.4301 / 1.4303 | X 5 CrNi 18-10 / X 4 CrNi 18-12 | AISI 304 / AISI 305 |
А3 | 1.4541 | X 6 CrNiTi 18-10 | AISI 321 |
А4 | 1.4401 / 1.4404 | X 5 CrNiMo 18-10 / X 2 CrNiMo 18-10 | AISI 316 / AISI 316 L |
А5 | 1.4571 | X 6 CrNiMoTi 17-12-2 | AISI 316 TI |
Сталь A2 (AISI 304 = 1.4301 = 08Х18Н10) — нетоксичная, немагнитная, незакаливаемая, устойчивая к коррозии сталь. Легко поддается сварке и не становится при этом хрупкой. Может проявлять магнитные свойства в результате механической обработки (шайбы и некоторые виды шурупов). Это наиболее распространенная группа нержавеющих сталей. Ближайшие аналоги — 08Х18Н10 ГОСТ 5632, AISI 304 и AISI 304L (с пониженным содержанием углерода).
Крепеж и изделия из стали A2 подходят для использования в общестроительных работах (например, при монтаже вентилируемых фасадов, витражных конструкций из алюминия), при изготовлении ограждений, насосной техники, приборостроения из нерж. стали для нефтегазодобывающей, пищевой, химической промышленности, в судостроении. Сохраняет прочностные свойства при нагреве до 425°C, а при низких температурах до -200°C.
Сталь A4 (AISI 316 = 1.4401 = 10Х17Н13М2) — отличается от стали А2 добавлением 2-3% молибдена. Это значительно увеличивает ее способность сопротивляться коррозии и воздействию кислот. Сталь А4 имеет более высокие антимагнитные характеристики и абсолютно не магнитна. Ближайшие аналоги — 10Х17Н13М12 ГОСТ 5632, AISI 316 и AISI 316L (с низким содержанием углерода).
Крепеж и такелажные изделия из стали A4 рекомендуются для использования в судостроении. Крепеж и изделия из стали A4 подходят для использования в кислотах и средах содержащих хлор (например, в бассейнах и соленой воде). Может использоваться при температурах от -60 до 450°С.
Классы прочности
Все аустенитные стали (от «А1» до «А5») подразделяются на три класса прочности независимо от марки. Наименьшую прочность имеют стали в отожженном состоянии (класс прочности 50).
Поскольку аустенитные стали не упрочняются закалкой, наибольшую прочность они имеют в холоднодеформированном состоянии (классы прочности 70 и 80). Наиболее широко используется крепеж из сталей А2-70 и А4-80.
Основные механические свойства аустенитных сталей:
Тип по DIN | A2 | A4 | |||
Тип по ASTM (AISI) | 304 | 304L | 316 | 316L | |
Удельный вес (гр/см) | 7.95 | 7.95 | 7.95 | 7.95 | |
Механические свойства при комнатной температуре (20°С) | |||||
Твердость по Бринеллю — НВ | В отожжённом состоянии | 130-150 | 125-145 | 130-185 | 120-170 |
Твердость по Роквеллу — HRB/HRC | 70-88 | 70-85 | 70-85 | 70-85 | |
Предел прочности при растяжении, H/мм2 | 500-700 | 500-680 | 540-690 | 520-670 | |
Предел прочности при растяжении, H/мм2 | 195-340 | 175-300 | 205-410 | 195-370 | |
Относительное удлинение | 65-50 | 65-50 | 60-40 | 60-40 | |
Ударная вязкость | KCUL (Дж/см2) | 160 | 160 | 160 | 160 |
KVL (Дж/см2) | 180 | 180 | 180 | 180 | |
Механические свойства при нагревании | |||||
Предел текучести при растяжении, H/мм2 | при 300°C | 125 | 115 | 140 | 138 |
при 400°C | 125 | 115 | |||
при 500°C | 105 |
Виды крепежа из нержавейки
Высокая прочность нержавеющей стали в сочетании с другими ее преимуществами, позволяет изготавливать из этих сплавов практически любые виды крепежных элементов. В том числе выпускаются такие виды крепежа:
- метрический резьбовой крепеж А4 и А2 — болты, шпильки, гайки, винты, шайбы и т.д.;
- вытяжные заклепки;
- кассетные заклепки;
- резьбовые заклепки;
- зажимной крепеж и т.д.
Наиболее распространенными видами крепежных элементов из нержавеющей стали являются резьбовые метизы — болты, гайки, шпильки и т.д. Свойства сплавов позволяю изготавливать детали класса точности А. Это крепеж, рассчитанный на создание наиболее долговечных и прочных соединений. Изготовление резьбовых метизов из нержавейки выполняется на токарных станках с ЧПУ. Благодаря этому обеспечиваются стабильные геометрические параметры для всей партии крепежных деталей. Так, в соответствии с ГОСТ после проведения чистовой обработки метизов не допускается разница диаметров резьбы гайки и болта свыше 0,25-0,3 мм.
Болты, гайки, шпильки и другие крепежные элементы из нержавеющей стали изготавливаются с классом прочности 50, 70 и 80. Это дает высокую механическую надежность выполняемых с их помощью соединений. Стоимость нержавеющего крепежа существенно выше по сравнению с аналогичными деталями из углеродистой стали, даже с цинковым покрытием. Однако их долговечность и надежность оправдывают повышенные затраты, особенно при монтаже ответственных конструкций и оборудования.
Сталь А2 / Auremo
Название Значение
Обозначение ГОСТ кириллица | А2 |
Обозначение ГОСТ латиница | A2 |
Транслит | A2 |
По химическим элементам | — |
Описание
Сталь А2 применяется: для изготовления прокатанных и кованых заготовок квадратного или круглого сечения предназначенных для производства осей локомотивов, электропоездов, дизель- и электропоездов, вагонов железных дорог и вагонов метрополитена железных дорог.
Примечание
Сталь нелегированная.
Название Код Стандарты
Бандажи. Колеса. Оси | В41 | ГОСТ 30272-96, ГОСТ 31334-2007 |
Стандарт C S P Mn Cr Si Fe Cu V Mo
ГОСТ 31334-2007 | ≤0.5 | ≤0.04 | ≤0.04 | ≤1.2 | ≤0.3 | ≤0.5 | Остаток | ≤0.3 | ≤0.05 | ≤0.08 |
Fe — основа.
Механические характеристики
Сечение, мм sТ|s0,2, МПа σB, МПа d5, % кДж/м2, кДж/м2
Сталь А2. Оси тяговых и прицепных вагонов по ГОСТ 31331-2007, ИСО 105-3-82. Режим N: Нормализация или Нормализация + Отпуск | |||
≥360 | 600-750 | ≥17 | ≥196 |
Сталь А2. Оси тяговых и прицепных вагонов по ГОСТ 31331-2007, ИСО 105-3-82. Режим Т: Закалка + Отпуск | |||
≥390 | 620-770 | ≥19 | ≥245 |
Описание механических обозначений
Название Описание
Сечение | Сечение |
sТ|s0,2 | Предел текучести или предел пропорциональности с допуском на остаточную деформацию — 0,2% |
σB | Предел кратковременной прочности |
d5 | Относительное удлинение после разрыва |
кДж/м2 | Ударная вязкость |
www.auremo.org
Марки нержавеющей стали и их характеристики
Популярные марки нержавеющей стали отечественного и зарубежного производства.
AISI 304 – наиболее распространенная и популярная марка стали. Отличается высокой прочностью, упругостью, стойкостью к окислению, легко сваривается.
Сталь AISI 316 и 316Тi – улучшенный вариант AISI 304, с повышенной антикоррозийной устойчивостью и к воздействию агрессивной среды.
AISI 430 — экономичный вариант коррозийнностойкого материала, идеален для штамповки, деформации и перфорации.
Нержавеющая сталь – это разновидность легированной стали, устойчивая к коррозии за счет содержания хрома – 12% и более. В присутствии кислорода образуется оксид хрома, который создает на поверхности стали инертную пленку, защищающую все изделие от неблагоприятных воздействий. Современный рынок может предложить различные марки нержавеющей стали для применения в самых разных отраслях промышленности.
Не каждая марка нержавеющей стали демонстрирует устойчивость хромоксидной пленки к механическим и химическим повреждениям. Хотя пленка восстанавливается под воздействием кислорода, были разработаны специальные марки нержавейки для применения в агрессивных средах.
Термомеханическая обработка
Сталь D2 относится к режущим. Такие марки подвергаются закалке для придания максимально большой прочности (57 ед. по Роквеллу в отожженном состоянии, после закалки и отпуска 61 ед.). Основная масса стали, подвергающаяся закалке нагревается в окислительной атмосфере, но для ножей используется не совсем обычная технология из-за перепада толщины между кромкой и основной толщины ножа. Т. е. важно обеспечить равномерный нагрев и получение однородной структуры по всему телу лезвия: и в кромке и в обухе. При всем этом избежать коробления металла.
Нагрев под закалку в окислительной атмосфере приводит к частичному обезуглероживанию верхних слоев, которые снимают окончательной обработкой. Но заготовки ножей подвергаются закалке в точных размерах, так как после термической обработки сталь становится очень прочной и поэтому окончательная механическая обработка, которая к ней применяется — это шлифование и заточка резца.
Нагрев проводят в соляных ваннах температурой 850-630 ºC. Для прогрева всей толщины заготовки достаточно выдержки несколько секунд или минут, после чего металл охлаждают на воздухе. Для того чтобы за считанные секунды матрица нагрелась и перешла в аустенитное состояние, сталь легируют молибденом и ванадием, которые не только увеличивают износостойкость ножа, но так же увеличивают прокаливаемость.
Коррозионностойкие нержавеющие стали
СНГ (ГОСТ) | Евронормы (EN) | Германия (DIN) | США (AISI) |
03 Х17 Н13 М2 | 1.4404 | X2 CrNiMo 17-12-2 | 316 L |
03 Х17 Н14 М3 | 1.4435 | X2 CrNiMo 18-4-3 | – |
03 Х18 Н11 | 1.4306 | X2 CrNi 19-11 | 304 L |
03 Х18 Н10 Т-У | 1.4541-MOD | – | – |
06 ХН28 МДТ | 1.4503 | X3 NiCrCuMoTi 27-23 | – |
06 Х18 Н11 | 1.4303 | X4 CrNi 18-11 | 305 L |
08 Х12 Т1 | 1.4512 | X6 CrTi 12 | 409 |
08 Х13 | 1.4000 | Х6 Cr 13 | 410S |
08 Х17 Н13 М2 | 1.4436 | X5CrNiMo 17-13-3 | 316 |
08 Х17 Н13 М2 Т | 1.4571 | Х6 CrNiMoTi 17-12-2 | 316Ti |
08 Х17 Т | 1.4510 | Х6 СrTi 17 | 430Ti |
08 Х18 Н10 | 1.4301 | X5 CrNi 18-10 | 304 |
08 Х18 Н12 Т | 1.4541 | Х6 CrNiTi 18-10 | 321 |
10 Х23 Н18 | 1.4842 | X12 CrNi 25-20 | 310S |
10X13 | 1.4006 | X10 Cr13 | 410 |
12 Х18 Н10 Т | 1.4878 | X12 CrNiTi 18-9 | – |
12 Х18 Н9 | – | – | 302 |
15 Х5 М | 1.7362 | Х12 СrMo 5 | 501 |
15 Х25 Т | 1.4746 | Х8 CrTi 25 | – |
20X13 | 1.4021 | Х20 Cr 13 | 420 |
20 Х17 Н2 | 1.4057 | X20 CrNi 17-2 | 431 |
20 Х23 Н13 | 1.4833 | X7 CrNi 23-14 | 309 |
20 Х23 Н18 | 1.4843 | X16 CrNi 25-20 | 310 |
20 Х25 Н20 С2 | 1.4841 | X56 CrNiSi 25-20 | 314 |
03 Х18 АН11 | 1.4311 | X2 CrNiN 18-10 | 304LN |
03 Х19 Н13 М3 | 1.4438 | X2 18-5-4 | 317L |
03 Х23 Н6 | 1.4362 | X2 CrNiN 23-4 | – |
02 Х18 М2 БТ | 1.4521 | X2 CrMoTi 18-2 | 444 |
02 Х28 Н30 МДБ | 1.4563 | X1 NiCrMoCu 31-27-4 | – |
03 Х17 Н13 АМ3 | 1.4429 | X2 CrNiMoN 17-13-3 | 316LN |
03 Х22 Н5 АМ2 | 1.4462 | X2 CrNiMoN 22-5-3 | – |
03 Х24 Н13 Г2 С | 1.4332 | Х2 CrNi 24-12 | 309L |
08 Х16 Н13 М2 Б | 1.4580 | X1 CrNiMoNb 17-12-2 | 316 Сd |
08 Х18 Н12 Б | 1.4550 | X6 CrNiNb 18-10 | 347 |
08 Х18 Н14 М2 Б | 1.4583 | Х10 CrNiMoNb 18-12 | 318 |
08X19AH9 | – | – | 304N |
08X19H13M3 | 1.4449 | X5 CrNiMo 17-13 | 317 |
08X20H11 | 1.4331 | X2 CrNi 21-10 | 308 |
08X20H20TЮ | 1.4847 | X8 СrNiAlTi 20-20 | 334 |
08X25H4M2 | 1.4460 | X3 CrnImOn 27-5-2 | 329 |
08X23H13 | – | – | 309S |
09X17H7 Ю | 1.4568 | X7 CrNiAl 17-7 | 631 |
1X16H13M2 Б | 1.4580 | Х6 CrNiMoNb 17-12-2 | 316Cd |
10X13 СЮ | 1.4724 | Х10 CrAlSi 13 | 405 |
12X15 | 1.4001 | X7 Cr 14 | 429 |
12X17 | 1.4016 | X6 Cr17 | 430 |
12X17M | 1.4113 | X6 CrMo 17-1 | 434 |
12X17MБ | 1.4522 | Х2 СrMoNb | 436 |
12X18H12 | 1.3955 | GX12 CrNi 18-11 | 305 |
12X17 Г9 АН4 | 1.4373 | Х12 CrMnNiN 18-9-5 | 202 |
15X9M | 1.7386 | X12 CrMo 9-1 | 504 |
15X12 | – | – | 403 |
15X13H2 | – | – | 414 |
15X17H7 | 1.4310 | X12 CrNi 17-7 | 301 |
Пищевая нержавеющая сталь
Данный вид металлопроката относится к шлифованным и отличается от остальных сортов особым способом обработки его поверхности. Финишный слой материала пищевого назначения шлифуется до появления блеска. Данный вид нержавейки экологически безопасен, не вступает в реакцию с кислотами, щелочами, моющими средствами.
Популярные марки и их применение:
- 08Х18Н10 – широко используется для выпуска пищевого оборудования.
- 08Х13 – металл, подходящий для изготовления кухонной посуды, столовых принадлежностей.
- 20Х13, 40Х13 – идеальный материал для производства моек и емкостей, в которых проводят тепловую и гигиеническую обработку продуктов. Его используют для выпуска оборудования, предназначенного для производства вина, спирта, продуктов питания.
- 08Х17 – востребованный материал для посуды, подвергающейся воздействию высоких температур.
Оптимальное количество легирующих элементов, входящих в состав нержавейки, образует защитную пленку на поверхности металла. Использование данного вида стали необходимо для производства изделий, которые подвергаются долгому воздействию паров воды, нагреванию и кипячению жидких пищевых продуктов. Благодаря свойствам пищевой стали при приготовлении еды не происходит химического взаимодействия между продуктами и емкостью, в которой они находятся.
Химический состав
По химическому составу D2 относится к высокоуглеродистым легированным сталям, а если более точно — режущим. Первоначально она и была разработана для изготовления режущих зубьев на базе высокоуглеродистого металла с содержанием 1,4-1,6 % углерода.
Основные легирующие элементы, придающие такие качества как красноломкость (металл ломается, при t выше 725 C, когда принимает красный цвет) износостойкость это — ванадий и молибден, содержание которых составляет:
- V-0,9-1,1 % ;
- Mo- 0,8-1,2 %.
Из-за того, что они очень тугоплавки и получить их обычным методом не получается возможным эти вещества вводятся в расплав в виде мелкодисперсных порошков. Попадая в жидкую сталь, элементы образуют прочнейшие карбидные соединения (VC) и (WC) , разрушая карбид железа (FeC) и карбид хрома (CR23C6). Это обеспечивает высокую прочность при высоких температурах и хорошую способность к закаливанию стали.
Молибден увеличивает прокаливаемость стали на большую глубину и равномерному распределению внутренних напряжений, возникающих при закалке. Ванадий, в свою очередь, предотвращает хрупкость и ломкость клинка.
Хром — единственный элемент, который придает сплаву стойкость к химической коррозии. Но так как для полной защиты необходимо минимальное содержание хрома 13 %, а в стали D2 находится только 11 %, то она относится к слабо ржавеющим. Кроме этого высокое содержание углерода способствует образованию достаточно большого количества карбида хрома, который влияет на межкристаллическую коррозию при реагировании с кислотами.
Содержание углерода — это показатель очень высокой прочности, которая присуща гораздо в большей степени, чем таким сталям, как кордовая или канатная. При грамотной термообработке поверхность принимает твердость 61 единицу по Роквеллу, когда как 55-58 ед. это более чем достаточно.
В обязательном порядке присаживаются кремний и марганец в соотношении 1:1 и количестве 0,60 %. Кремний оказывает упрочняющее границы зерен действие. Являясь не карбидообразующим элементом и одновременно тугоплавким, кристаллизующимся одним из первых, кремний выталкивает углерод к границам зерен, тем самым, придавая им большую прочность.
Марганец, как правило, присаживается в соотношении 1:1,1 и выше, но в этом случае выдерживается 1:1. Он стабилизирует структуру металла, как в аустенитном состоянии, так и отпущенном мартенсите. Он хоть и повышает твердость стали, но без ущерба ее вязкости.
Вредная примесь фосфор снижена до предела 0,04 %, сера до 0,03 %. Это не самые минимальные пределы их содержания, но при повышении этого содержания они способны негативно влиять на нее, а в этом диапазоне они не оказывают негативного действия.
Состав
Механические, физические и технологические особенности нержавеющей стали А2 обеспечиваются оптимальным сочетанием в составе легирующих компонентов. В состав стали входят следующие элементы, влияющие на характеристики:
Углерод, C | Кремний, Si | Сера, S | Фосфор, P | Никель, Ni | Марганец, Mn | Молибден, Mo | Хром, Cr |
0,1-0,5 | 1,0 | 0,3 | 0,05 | 8-19 | 2,0 | До 5,0 | 15-20 |
В таблице указано процентное отношение элементов, входящих в состав А2.
При замене никеля на ванадий, получают идентичную марку стали, но отличающуюся повышенной прочностью и износостойкостью. Основным отличием марки стали А2 от других марок аустенитных данной категории (А), является повышенное содержание меди (Cu), до 4% (в таблице неуказанно)
Свойства
Содержание легирующих компонентов и общее содержание химических элементов напрямую влияют на свойства стали.
Сталь А2 имеет следующие свойства:
- Прочность. Класс прочности марки А2 определяется процентным содержанием углерода, марганца и кремния. Минимальное присутствие серы и фосфора также являются одним из факторов получения высоких прочностных характеристик. Показатели прочности сохраняются при эксплуатации изделий из сталей данной марки при температурах от -200ºC до +425ºС.
- Поддаётся всем видам механической обработки (сверление, резка, протяжка, прокат);
- Соединения с использованием различных типов сварки обладают достаточным запасом прочности. При сваривании, в местах стыка (сварочные швы) практически не происходит изменения кристаллической структуры металла, что обеспечивает пластичность соединения.
- Не нуждается в дополнительной термической обработке (закаливанию).
- Обладает повышенным коэффициентом устойчивости к воздействию различных химических соединений. Исключения составляют концентрированные соединения кислот и жидкости с повышенным содержанием хлора.
- Сталь не обладает магнитными свойствами. Небольшие проявления магнетизма могут проявляться после механической обработки заготовок.
По своим техническим и технологическим показателям сталь марки А2 аналогична «нержавейке» отечественного производства (08X18H10) и марке зарубежных производителей (AISI 304, AISI 304L, USA).
ИНПО: Техническая библиотека
Химический состав нержавеющей стали и соответствие стандартов
К нержавеющим сталям относят группу коррозионностойких сталей с содержанием минимум 10.5 % хрома и низким содержанием углерода. Для примера приведем простую таблицу различных сплавов с железом.
Чугун | Fe + C > 2% |
Углеродистая сталь | Fe + C 5% |
Нержавеющая сталь | Fe + C 10.5% |
Кроме Хрома как “основной нержавеющей составляющей” в составе нержавеющей стали могут присутствовать Никель, Молибден, Титан, Ниобий, Сера, Фосфор и другие легирующие элементы определяющие свойства стали.
Таблица соответствий основных марок нержавеющих сталей и химический состав
Технические особенности стали D2
Марка D2 — это американская маркировка, которая используется и у нас, указывая на точное использование. Существующий Российский аналог — сталь Х12МФ. Как по химическому составу, так и механическим свойствам эти марки схожи. Существует лишь разница в диапазоне используемых компонентов. Но больше свойства зависят от термической отработки.
В своей стране эта марка получила большую известность, ее используют многие компании для своих изделий: режущего инструмента для оборудования, ножей. Востребована она благодаря:
- низкой стоимости;
- хорошей обрабатываемости;
- стойкостью заточки;
- высокими характеристиками реза;
- коррозионной стойкостью;
- однородности структуры после закалки.
Классификация нержавеющего крепежа по прочностным показателям
Согласно ГОСТу все аустенитные стали разделены на три класса по прочности на растяжение:
- самый низкий класс 50 присвоен закаленной нержавеющей стали;
- к классу 70 относится холоднодеформированная сталь марки А2;
- класс 80 – это также сталь, полученная способом холодной деформации, содержащая, кроме хрома и никеля, молибден.
Стандарт предписывает обозначать марку стали и показатель прочности через дефис:
- А1-50 – это мягкий металл, наделенный границей крепости при разрыве ≤500 Н/мм2 или 500 МПа;
- А2-70 – холоднотянутая нержавеющая сталь, имеющая величину прочности на разрыв ≤ 700 Н/мм2 или 700 МПа;
- А4-80 – высокопрочный сплав с границей крепости при разрыве ≤ 800 Н/мм2 или 800 МПа.
Обозначение должно наноситься на оголовок крепежного изделия рядом либо параллельно с клеймом завода-производителя. Маркировка шпилек выполняется на гладком участке или в торце. Некоторые изготовители практикуют дополнительную цветовую кодировку класса стали. Для А2 принят зеленый тон, для А4 – красный.
Классификация арматуры
Стандарты производства арматуры определены в ДСТУ 3760-98, который заменил старые ГОСТ 5781-82 и ГОСТ 10884-94.
Нормативные стандарты арматуры
- Диаметр арматуры в периодическом профиле, иначе номер профиля — диаметр сечения стержня, соответствующий параметрам его площади;
- Класс прочности изделия — условный, физический предел текучести стали, этот параметр регламентируется стандартами;
- Площадь поперечного сечения номинальная — характеризует площадь сечения круглого гладкого стержня, которая соответствует его диаметру;
- Высота поперечного выступа — это расстояние от центра профильного стержня и самой высокой точки на рифлении, которое измеряется перпендикулярно к продольной оси;
- Шаг поперечного выступа — расстояние между двумя соседними рифлениями, которое измеряется вдоль продольной оси;
- Угол наклона поперечного выступа — угол, который образует между собой продольная ось и поперечный выступ на арматурном изделии;
В соответствии с ДСТУ, классы арматуры имеют следующие обозначения: А240С, А300С, А400С, А500С, А600, А600К, А800, А800К, А1000, где число означает условный предел текучести в Н/кв.мм, индекс С — показатель способности арматуры к свариванию, а индекс К указывает на ее коррозионную стойкость.
Таблица 1. Номера профилей, масса 1 м длины арматурной стали гладкого и периодического профиля, предельные отклонения по массе для периодических профилей.
Номер профиля | Масса 1 м профиля | |
Теоретическая, кг | Предельные отклонения, % | |
6 | 0,222 | +9,0/—7,0 |
8 | 0,395 | |
10 | 0,617 | +5,0/—6,0 |
12 | 0,888 | |
14 | 1,21 | |
16 | 1,58 | +3,0/—5,0 |
18 | 2 | |
20 | 2,47 | |
22 | 2,98 | |
25 | 3,85 | |
28 | 4,83 | +3,0/—5,0 |
32 | 6,31 | +3,0/—4,0 |
36 | 7,99 | +3,0/—4,0 |
40 | 9,87 | |
45 | 12,48 | |
50 | 15,41 | +2,0/—4,0 |
55 | 18,65 | |
60 | 22,19 | |
70 | 30,21 | |
80 | 39,46 |
Согласно стандартам, арматура классифицируется на 6 классов, в зависимости от толщины и марки применяемой стали, а так же имеющихся в связи с этим механических свойств:
- Арматура А-I(А240) гладкие стержни;
- Арматура А-II(А300);
- Арматура А-III(А400);
- Арматура А-IV(А600);
- Арматура А-V(А800);
- Арматура А-VI(А1000);
Арматурная сталь класса А-II (А300) в обычном исполнении | Арматурная сталь класса Ас-II (Ас300) специального назначения |
Арматурная сталь класса A-III (A400) и классов A-IV (A600), A-V (A800), А-VI (А 1000) | Арматурная сталь классов A-IV (A600), A-V (A800), А-VI (А 1000) специального назначения |
Арматура А1 выпускается диаметром от 6мм до 40мм, изготавливается из сталей, марок 3СП, Д16, и Ст3 (СтЗкп; СтЗпс; СтЗсп;). Применяется в условиях, требующих от неё повышенного значения удлинения при растяжении, пластичности и хорошей переносимости низких температур. Применение класса А1 возможно для сварки несущих конструкций, сеток.
Арматура А2 выпускается диаметром от 10мм до 80мм, изготавливается из сталей, марок: Ст5сп; Ст5пс; — для класса А2 диаметром от 10мм до 40мм. 18Г2С — для класса А2 диаметром от 40мм до 80мм. Область применения прокатного прута класса А2 мало отличается от области применения класса А1.
Арматура А3 выпускается диаметром от 6мм до 40мм, изготавливается из сталей, марок: Ст3, 25Г2С, 35ГС, А400, А500С. Сталь, применяемая для изготовления данного класса обладает хорошей свариваемостью. Это делает пруты класса А3 пригодными для изготовления железобетонных конструкций, поэтому изделия этого класса диаметром 10мм, 12мм и 14мм — наиболее часто применяема в промышленности и гражданском строительстве.
Арматура А4 выпускается диаметром от 10мм до 32мм,изготавливается из сталей, марок: 80С — для класса А4 диаметром от 10мм до 18мм. 20ХГ2Ц — для класса А4 диаметром от 10мм до 32мм.
Арматура класса А4 и вышестоящих классов, применяется в роли напрягаемой. Но технические особенности прута класса А4 таковы, что его можно применять и для ненапряженных конструкций. Свойство свариваемости стали, применяемой для изготовления этого класса таково, что предпочтительней использовать для ее стыковки способ обжатой обоймы.
Арматура А5 выпускается диаметром от 6мм до 36мм, для её изготовления применяется сталь марки 23Х2Г2Т (АТ800). Применяют металлопрокат такого класса в условиях, пригодных для напрягаемых стержней, конструкциях, имеющих длинные пролеты.
Арматура А6 выпускается диаметром от 6мм до 32мм, изготавливается из стали марки 22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р, 20Х2Г2СР. Класс А6, как и класс А5 применяют в условиях, пригодных для напрягаемых стержней
Механические свойства материала 1.4401
Механические свойства легированной стали 1.4401 описаны ниже.
Температура,°C | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 |
Предел текучести | 175 | 158 | 145 | 135 | 127 | 120 | 115 | 112 | 110 | 108 |
Временное сопротивление разрыву | 210 | 190 | 175 | 165 | 155 | 150 | 145 | 141 | 139 | 137 |
Группа стали | Марка стали | Класс прочности стали | Диапазон диаметров, мм | предел прочности на разрывQ min, H/мм2 | предел текучести при растяженииQ min, H/мм2 | удлинение пр иразрывеmin, мм |
аустинитная | A2, A4 | 50 | ≤ M39 | 500 | 210 | 0.6 d |
70 | ≤ M24 | 700 | 450 | 0.4 d | ||
80 | ≤ M24 | 800 | 600 | 0.3 d |
Ориентировочные значения моментов затяжки и усилий предварительной затяжки для винтов из нержавеющих и кислотостойких сталей А4:
Резьба | Класс прочности 70 | Класс прочности 80 | ||
Усилие предварительной затяжки, Н | Момент затяжки, Нм | Усилие предварительной затяжки, Н | Момент затяжки, Нм | |
M 5 | 3.000 | 3,5 | 4.750 | 4,7 |
M 6 | 6.200 | 6 | 6.700 | 8 |
M 8 | 12.200 | 16 | 13.700 | 22 |
M 10 | 16.300 | 32 | 22.000 | 43 |
M 12 | 24.200 | 56 | 32.000 | 75 |
M 16 | 45.000 | 135 | 60.000 | 180 |
M 20 | 71.000 | 455 | 140.000 | 605 |
M 30 | 191.000 | 1.050 | 255.000 | 1.400 |
Применение
Перечисленные преимущества способствуют удержанию лидирующих позиций на рынке металлопроката. Антикоррозионные сплавы являются незаменимым материалом в тяжелом машиностроении, энергетической, нефтегазовой и сельскохозяйственной сферах.
Материал востребован в следующих областях народного хозяйства:
- Строительство, архитектура;
- производство оборудования, инструментов медицинского назначения;
- целлюлозно-бумажное производство;
- пищевая промышленность;
- транспортное машиностроение;
- химическая промышленность;
- электроэнергетика и электроника;
- производство бытовой техники и предметов домашнего хозяйства.
Декоративные качества нержавеющих металлов и высокий уровень антикоррозионных свойств дают возможность использовать изготовленные из них детали и элементы для фасадов, рекламных установок, витрин, фонтанов. Из легированного материала изготавливают перила, двери, лестницы, лифты.