Углеродистая и нержавеющая сталь: свойства и отличия

Нержавеющая и углеродистая сталь — это виды сплавов, изделия из которых окружают нас везде. А какая из них лучше? Это зависит от места применения. Доступность стали делает её идеальным материалом для многих проектов. Она используется практически везде: в строительстве, инфраструктуре, авиа-, корабле-, вагоно-, автомобилестроении, бытовой технике и многих других сферах жизнедеятельности человека. Нержавеющий прокат у поставщиков стоит дороже, но он качественней, красивей и не подвержен коррозии. Используют материал в более ответственных местах строительства, промышленного оборудования, медицинских инструментах, предметах благоустройства, кухонной мебели и посуде.

В чём отличия?

Железо в составе углеродистой стали быстро окисляется при контакте углерода с кислородом, содержащимся в воздухе или воде. В нержавейке есть присадки: хром, молибден и подобные. Они делают её более устойчивой к окислению, она в редких случаях поддаётся коррозии.

Эти стали не взаимозаменяемы, так как их свойства и назначение различны. Перед тем как отдать предпочтение тому или иному сплаву важно определить, для чего он будет использоваться, а затем сравнить различия в эстетике, свойствах и стоимости.

Металлургическая продукция

В металлургии, нержавеющая сталь, также известна как Коррозионностойкая сталь, определяется как стальной сплав с минимумом 10,5% до 11% содержанием хрома по массе. Нержавеющие стали не подвержены коррозии, ржавчины или влаге, как обычная сталь, но несмотря на то что сталь имеет название нержавеюшая, это не в полной мере имеет доказательство того что она не будет ржаветь, особенно при эксплуатации при низком уровне кислорода, высокой солености, или плохой окружающей среды содержания.

Есть разные сорта и наименование сплавов из нержавеющей стали в соответствии с эксплуатацией и воздействия окружающей среды где она будет использоваться и должна будет сопротивляться всем условиям которые на нее будут воздействовать. Нержавеющая сталь используется, когда свойства стали и стойкость к коррозии не требуется. Нержавеющая сталь отличается от углеродистой стали на процент содержания хрома. Незащищенная углеродистая сталь ржавеет легко при контакте с воздухом и влагой. Это оксид железа, пленка (ржавчина) является активным и ускоряет процесс коррозии путем формирования более оксида железа, и в связи с разнородными размер железа и оксида железа молекул (оксид железа больше) они имеют тенденцию отслаиваться и отпадать. Нержавеющие стали содержат достаточно хрома для формирования пассивной пленки окиси хрома, которая предотвращает дальнейшую коррозию поверхности и блоки коррозии распространение во внутреннюю структуру металла, и в связи с аналогичным размером стали и оксидов молекул они связаны очень сильно и по-прежнему прикреплены к поверхности. Сопротивление только в том случае, если доля хрома достаточна высока и кислород присутствует.

Высокое окислительно — сопротивления в воздухе при комнатной температуре обычно достигается с добавками минимум 13% (по весу) хрома, и до 26% если используется в суровых условиях. хром образует пассивации слой хрома (III ) оксид (Cr 2 O 3) при контакте с кислородом. Слой является слишком тонким, чтобы быть видимым, а металл остается блестящим. Слой непроницаем для воды и воздуха, и несет защиту металла под ним. Кроме того, этот слой быстро восстанавливается, когда поверхность поцарапана. Это явление называется пассивацией и наблюдается в других металлах, таких как алюминий и титан. Коррозионная стойкость может крайне негативно сказаться, если компонент используется в не в кислородной среде, типичным примером является например болты под водой. Так же, как сталь, нержавеющая сталь является не очень хорошим проводником электричества, около нескольких процентов от электропроводности меди. Ферритные и мартенситные нержавеющие стали обладают магнитными свойствами. Аустенитные нержавеющие стали не являются магнитными.

Коррозионностойкие стали повышенной прочности стали типа 07Х16Н6, 09Х15Н9Ю, 08Х17Н5М3 широко используются в отраслях современной техники.

Заменители некоторых марок сталей:

12Х18Н10Т — 08Х18Г8Н2Т, 08Х17Т, 15Х25Т, 12Х18Н9Т; 20Х23Н18 — 20Х23Н13, 15Х25Т; 420Х13 — 0Х13.

Сопротивление нержавеющей стали к коррозии и окрашиванию, низкие эксплуатационные расходы и знакомый блеск делает ее идеальным материалом для многих сооружений. Есть более чем 150 сортов нержавеющей стали, из которых пятнадцать наиболее часто используются. Сплав измельченный в рулоны, листы, плиты, прутки, проволоку, трубы, которые будут использоваться в посуде, столовых приборах, бытовых аппаратах, хирургических инструментах, крупной бытовой техники, промышленного оборудования, и в автомобильной и аэрокосмической промышленности а также структурой сплава и строительных материалах в больших зданиях.

Резервуары для хранения и танкеры используемые для транспортировки апельсинового сока и других продуктов питания часто делаются из нержавеющей стали, благодаря своей коррозионной стойкости и антибактериальными свойствами. Это также влияет на ее использование в коммерческих кухнях и предприятий пищевой промышленности, так как могут быть очищены и стерилизованы паровой обработкой и не нуждаются в покраске как другие поверхности. Нержавеющая сталь используется для ювелирных изделий и часов, она не окисляется и чернеет. Некоторое огнестрельное оружие включает детали из нержавеющей стали. Некоторые модели пистолетов, такие как Smith & Wesson Model 60 и Colt M1911. Пистолет, может быть сделан полностью из нержавеющей стали. Это выглядит с высоким блеском отделки которая похожа на никелирование. В отличие от покрытий, отделка не подлежит отслаивание, шелушение, имеет защиту от трения (например, когда неоднократно достается из кобуры), или ржавчины, когда имеются царапины. Некоторые производители автомобилей использовать нержавеющую сталь в качестве декоративной отделки в своих автомобилях.

Нержавеющая сталь используется для зданий для практических и эстетических соображений. Нержавеющая сталь была в моде в стиле ар-деко. Самым известным примером этого является верхняя часть Крайслер-билдинг. Некоторые закусочные и рестораны быстрого питания используют большие декоративные панно и из нержавеющей светильников и мебели. Благодаря прочности материала, многие из этих зданий сохраняют свой первоначальный внешний вид. Нержавеющая сталь используется на внешней стороне обеих башен-близнецов Петронас и Jin Mao зданий, два из самых высоких в мире небоскребов. Парламент Австралии в Канберре имеет нержавеющая сталь флагшток весом более 220 тонн (240 коротких тонн).

Переработка и повторное использование Нержавеющая сталь на 100% поддается вторичной переработке. В среднем нержавеющая сталь состоит из около 60% переработанных материалов, из которых примерно 40% происходит от конца срока службы продукции и около 60% приходится на производственные процессы.

По данным Международных ресурсов группы, на душу населения изделий из нержавеющей стали используются в обществе 80-180 кг в более развитых странах и 15 кг в менее развитых странах. Существует вторичный рынок, который перерабатывает полезный лом из нержавеющей стали для многих рынков. Продукт в основном катушки, листы и бланки. Этот материал приобрел в менее чем себестоимость и продаются коммерческим штамповщики качества и домов из листового металла. Материал может иметь царапины, ямы и вмятины, которые внесенные в текущие спецификации.

Химический состав

Углеродистая сталь создаётся путём соединения углерода и железа. Различные примеси, такие как сера, кремний, фосфор и марганец, удаляются в процессе производства. Содержание углерода делает её жёсткой и прочной.

Производство нержавейки происходит по тем же этапам, но при этом в неё добавляются хром, никель, азот, молибден. Содержание хрома является ключевым фактором. Его должно быть не менее 10,5%. Хром играет важную роль в защите металла, создавая пассивный поверхностный слой. Этот слой защищает от ржавчины, способствует самовосстановлению при появлении небольших потёртостей.

Чем стальная сковорода отличается от чугунной

Содержанием углерода. Если больше 2,14 % — чугун, меньше — сталь. О чем это говорит обычному пользователю? Ни о чем!

Чугун более хрупкий. И менее пластичный. Поэтому изделия из него отливают внушительной толщины.

Сталь более тяжелая. Но так как стальную сковороду можно сделать потоньше, она всегда будет весить меньше чугунной аналогичного диаметра.

Остальные различия будут ниже.

Свойства

Материалы имеют заметные различия в свойствах. Углеродистая сталь обладает магнитными свойствами и делится на три основных типа в зависимости от содержания углерода: высокоуглеродистая, среднеуглеродистая и низкоуглеродистая. Она обладает высокой теплопроводностью и хорошо распределяет тепло.

Нержавеющая сталь обычно немагнитная, за некоторыми исключениями. У неё высокие упрочняющие свойства, что делает её менее ковкой. Обладает небольшой теплопроводностью и распределением тепла. Существует около шестидесяти марок нержавейки в зависимости от их степени магнетизма, процентного содержания хрома и пропорций других элементов.

Общие характеристики

Углеродистая сталь делится на 3 группы по требованиям к химическому составу и механическим свойствам. Обозначение буквенное. Определяющим для группы является:

А — механические свойства;
Б — химический состав;
В — строго выдерживается химсостав и основные механические свойства.

Сплавы группы В проверяются на химию, и во время разлива с ковша берется образец для проверки механических характеристик — предел прочности на растяжение и изгиб, ударная вязкость. Твердость регулируется термообработкой.

Варианты покрытий

Состояние углеродистой стали можно улучшить с помощью шлифовки и полировки, а затем покрыть эмалью или порошковой краской. Это покрытие смотрится эстетично и обеспечивает дополнительную защиту от непогоды. У порошковых покрытий разноцветная палитра, их можно использовать на стальных и на нержавеющих поверхностях, хотя гораздо чаще они наносятся на углеродистую сталь. Они не только защищают, но и добавляют другие преимущества. Изделия с порошковым покрытием подбираются к цветам близлежащей инфраструктуры или вписываются в корпоративные цветовые решения. Предметы также можно ярко окрасить, чтобы выделить и добавить видимости. Это особенно важно для таких предметов, как столбики безопасности.

Восстановительные свойства нержавейки

Из-за пассивного слоя нержавеющая сталь требует минимального ухода. Но она может подвергаться риску ржавления, если молекулы металла на поверхности недостаточно легированы хромом. Тем не менее она выдерживает большее количество негативных влияний в течение более длительного времени эксплуатации. Она также обладает уникальными способностями к самовосстановлению. Хром внутри нержавейки образует самовосстанавливающийся оксидный слой, который вступает в реакцию с кислородом и водой. Это предотвращает ржавление даже во влажной среде. Чем выше содержание хрома, тем лучше защита от коррозии.

LiveInternetLiveInternet

Уже давно ведутся споры о том, что же лучше: углеродистая сталь или нержавеющая. Мы предлагаем Вам небольшой обзор в двух частях на оба вида сталей. Выбор, конечно же за Вами.

По большому счёту все стали условно делятся на углеродистые и нержавеющие. На самом деле все стали так или иначе содержат в своём составе углерод, поэтому все они так или иначе ржавеют, но в разной степени и за разное время. Принято считать, что т.н. «неражавеющие» свойства возникают в стали при наличии в её составе легирующего компонента хрома в количестве не менее 13%.

Углеродистой называется сталь, которая либо совсем не содержит хрома (как легирующего компонента), либо его процентное содержание меньше заветных 13 %.

Все стали имеют свои плюсы и минусы. К недостаткам углеродистых сталей можно отнести тот факт, что эти стали ржавеют, и иногда очень быстро. Кроме того ржавеющая сталь может иметь неприятный запах, а также оставлять следы в процессе реза.

Это всё, конечно, неприятно, но не всё так плохо. Ржавеют углеродистые стали все по-разному. Чем больше в стали углерода, тем быстрее она покрывается «рыжиками». Кроме этого процентное содержание углерода сказывается на процессе заточки: чем больше углерода в стали, тем труднее ее точить. Поэтому многие пользователи предпочитают стали с содержанием углерода 0,7-1,0%. На наши марки это у8-у10, шх-15 и ХВГ.

По большому счёту, чтобы клинок из хорошей углеродистой стали не ржавел, достаточно просто научиться за ним ухаживать: порезал, сполоснул, протер насухо, положил на сухое. Конечно, это не всегда возможно. В этом случае можно применить простой метод защиты от коррозии. Для этого нужно вымыть клинок с моющим средством, вытереть и погрузить на 2-3 часа в лимонный сок. После этого клинок надо хорошо промыть и вытереть. Клинок приобретет нормальный серый цвет. Оксидная пленка, которая образуется на поверхности металла, не будет ему давать дальше ржаветь.

К плюсам углеродистых сталей можно отнести хорошую направляемость. На ней можно получить более тонкую и при этом устойчивую режущую кромку. Даже в подтупленном состоянии такие ножи будут очень неплохо резать. Кроме того углеродистая сталь, как говорят, более устойчива к низким температурам, чем нержавейки. Как показывает опыт, углеродистая сталь – идеальный вариант для работы с деревом.

Это был обзор углеродистых сталей, к которым можно отнести Дамаск, ХВ5, Х12МФ, 9ХС, У10 и др.

О нержавеющих сталях пойдёт разговор во 2 части данной статьи.

Другие факторы

Ещё одним моментом при выборе углеродистой стали или нержавейки может стать цена. Нержавеющая сталь дороже из-за добавления различных легирующих элементов. Но она предлагает преимущество дополнительной защиты от коррозии и может стать достойным вложением в зависимости от сферы применения. Конечно, не все среды одинаковы, а коррозия не всегда определяющий фактор для некоторых проектов. В большинстве случаев климатические условия позволяют использовать углеродистую сталь, она прекрасно справляется со своими задачами при нанесении на неё защитного покрытия.

Что такое карбоновая сталь

Есть карбон и карбоновая сталь. Само слово «карбон» означает все лишь углерод и прилетело к нам из латыни через другие языки. Но из-за прямого заимствования, а точнее, кальки, у нас возникла неразбериха.

Карбон — углепластик и к нашим сковородам отношения не имеет.

Карбоновая сталь — высокоуглеродистая сталь. Так что карбоновая сковорода — всего лишь стальная сковорода.