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 < 2% |
| Спецсталь | Fe + C < 2% + (Cr, Ni, Mo, и т.д.) > 5% |
| Нержавеющая сталь | Fe + C < 1.2% + Cr > 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
Стандарты нержавеющих сталей | Содержание легирующих элементов, % |
* | DIN | AISI | ГОСТ | C | Mn | Si | Cr | Ni | Mo | Ti |
С1 | 1.4021 | 420 | 20Х13 | 0,20 | 1,5 | 1,0 | 12,0-14,0 |  |  |  |
F1 | 1.4016 | 430 | 12Х17 | 0,12 | 1,0 | 1,0 | 16,0-18,0 |  |  |  |
A1 | 1.4305 | 303 |  | 0,12 | 6,5 | 1,0 | 16,0-19,0 | 5,0-10,0 | 0,7 | |
A2 | 1.4301 | 304 | 12Х18Н9 | 0,12 | 2,0 | 0,75 | 18,0-19,0 | 8,0-10,0 |  |  |
1.4948 | 304H | 08Х18Н10 | 0,08 | 2,0 | 0,75 | 18,0-20,0 | 8,0-10,5 |  |  |
1.4306 | 304L | 03Х18Н11 | 0,03 | 2,0 | 1,0 | 18,0-20,0 | 10,0-12,0 |  |  |
A3 | 1.4541 | 321 | 08Х18Н10Т | 0,08 | 2,0 | 1,0 | 17,0-19,0 | 9,0-12,0 |  | 5хС-0,7 |
A4 | 1.4401 | 316 | 03Х17Н14М2 | 0,03 | 2,0 | 1,0 | 16,0-18,0 | 10,0-14,0 | 2,0-2,5 |  |
1.4435 | 316S | 03Х17Н14М3 | 0,03 | 2,0 | 1,0 | 16,0-18,0 | 12,0-14,0 | 2,5-3,0 |  |
1.4404 | 316L | 03Х17Н14М3 | 0,03 | 2,0 | 1,0 | 17,0-19,0 | 10,0-14,0 | 2,0-3,0 |  |
A5 | 1.4571 | 316Ti | 08Х17Н13М2Т | 0,08 | 2,0 | 0,75 | 16,0-18,0 | 11,0-12,5 | 2,0-3,0 | 5хС-0,8 |
 | 1.4845 | 310S | 20Х23Н18 | 0,20 | 2,0 | 0,75 | 24,0-26,0 | 18,0-20,0 |  | |
Обозначения нержавеющих сталей:
С1 - Мартенситная сталь
F1 - Ферритная сталь
A1, A2, A3, A4, A5 - Аустенитные нержавеющие стали
Основные элементы нержавеющих сталей можно разделить на ферритизирующие и аустенизирующие. Каждый из элементов способствует образованию той или иной структуры:
• Ферритизирующие элементы – это Cr (хром), Si (кремний), Mo (молибден), W (вольфрам), Ti (титан), Nb (ниобий)
• Аустенизирующие элементы – это C (углерод), Ni (никель), Mn (марганец), N (азот), Cu (медь)
Традиционные аустенитные стали, такие как AISI 304 (аналоги DIN 1.4301 и 08Х18Н10), и ферритные стали, такие как AISI 430 (аналоги DIN 1.4016 и 12Х17), довольно просты в изготовлении и легко обрабатываются. Как следует из их названий, они состоят преимущественно из одной фазы — аустенита или феррита.
Хотя эти типы имеют обширную сферу применения, у обоих этих типов есть свои технические недостатки:
• У аустенитных — низкая прочность (условный предел текучести 0,2% в состоянии после аустенизации 200 МПа), низкое сопротивление коррозионному растрескиванию.
• У ферритных — низкая прочность (немного выше, чем у аустенитных: условный предел текучести 0,2% составляет 250 МПа), плохая свариваемость при больших толщинах, низкотемпературная хрупкость.
Основная идея дуплексных сталей заключается в подборе такого химического состава, при котором будет образовываться примерно одинаковое количество феррита и аустенита. Такой фазовый состав обеспечивает следующие преимущества:
• Высокая прочность, позволяющая сократить вес изделий
• Высокая коррозионная стойкость, особенно к коррозионному растрескиванию
В стали AISI 430 преобладают ферритизирующие элементы, поэтому ее структура ферритная. Сталь AISI 304 имеет аустенитную структуру в основном за счет содержания около 8% никеля. Для получения дуплексной структуры с содержанием каждой фазы около 50% необходим баланс аустенизирующих и ферритизирующих элементов, соответственно, содержание никеля в дуплексных сталях в будет ниже, чем в аустенитных.
Из-за многообразия дуплексных сталей ее коррозионную стойкость, обычно, приводят в сравнении с аустенитными и ферритными марками. Постоянно появляются новые марки этих сталей так как каждый производитель продвигает свою дуплексную марку. Например, для экономии, в некоторых из недавно разработанных марок для значительного снижения содержания никеля используется сочетание азота и марганца. Единой меры коррозионной стойкости пока не существует. Однако, для классификации марок сталей удобно пользоваться числовым эквивалентом стойкости к питтинговой коррозии (PREN), который рассчитывается как PREN = %Cr + 3,3 x %Mo + 16 x %N. Например, AISI 304 имеет PREN = 19, AISI 316 PREN = 24, AISI 316L PREN = 26, а дуплексная нержавейка марки EN 1.4507 (2507) PREN = 43.
Несмотря на весь этот интерес, доля дуплексных сталей на мировом рынке составляет, по самым оптимистичным оценкам, от 1 до 3% в основном из-за того, что процесс выплавки дуплексных нержавеющих сталей намного более сложен, чем аустенитных и ферритных сталей и относительно аустенитной она обходится на 15-20% дороже. Подробнее о дуплексной нержавеющей стали здесь.
В такелажной и крепежной практике дуплексная нержавеющая сталь используется, в основном, для производства более прочных и обладающих повышенной коррозионной стойкостью нержавеющих цепей.
Ниже указана более полная таблица наиболее распространенных видов нержавеющих сталей и их соответствие различным стандартам. Первая цифра химического состава обозначает содержание углерода / 100, далее - основные легирующие добавки и их процентное содержание, например:
Наиболее распространенная группа нержавейки A2 = X 5 CrNi 18 10 = углерод-0,05% хром-18% никель-10% = EN обозначение 1.4301 = AISI 304. Необходимо обратить внимание на цифры 18 и 10 в обозначении. В быту, на нержавеющей посуде, часто встречается обозначение 18/10 - это, ни что иное, как сокращенное обозначение нержавейки с процентным содержанием хрома 18% и никеля 10%. Гораздо интереснее другие добавки. Вот их производители умалчивают - это и составляет их коммерческий "секрет" и стоимость дорогостоящих брендов. В таблице ниже указаны виды нержавейки с различным содержанием элементов. Какая достанется вам - покажет только спектрограф. Бытовых способов узнать химсостав, к сожалению, пока не придумали. Вот один из профессиональных примеров проверки химического состава посуды. Кстати, магнитится она или нет - вообще не показатель. Нержавейка может быть магнитной.
Вторая по распространенности группа нержавейки A4 = X 5 CrNiMo 17 12 2 = углерод-0,05% хром-17% никель-12% молибден-2% = EN обозначение 1.4401 = AISI 316. Ее иногда называют "кислотостойкой" или "молибденкой" по понятным причинам.
Руководствуясь таблицей можно найти соответствия часто встречающихся обозначений нержавеющего крепежа наряду с материалом A2 и A4, например:
DIN 7 A1 = Штифт цилиндрический X 10 CrNi S 18 9 - AISI 303 - A1
DIN 125 1.4541 = Шайба плоская DIN 125 материал X 6 CrNiTi 18 10 - AISI 321 - A3
DIN 2093 1.4310 = Диск пружинный тарельчатый X 12 CrNi 17 7 - AISI 301
DIN 127 1.4571 = Шайба гровер пружинная X 6 CrNiMoTi 17 12 2 - AISI 316Ti - A5
DIN 471 1.4122 = Кольцо стопорное наружное X 39 CrMo 17 1
DIN 472 1.4310 = Кольцо стопорное внутреннее X 12 CrNi 17 7 - AISI 301
DIN 934 A2 = Гайка шестигранная X 5 CrNi 18 10 - 1.4301 - AISI 304
DIN 933 A4 = Болт с шестигранной головкой X 5 CrNiMo 17 12 2 - 1.4401 - AISI 316
Также видно, что нержавейка 316L отличается от 316 более низким содержанием углерода.
Таблица 1. Химсостав по AISI
Химический состав нержавеющих сталей по AISI |
S.S.Grade | 200 | 202 | 301 | 302 | 303 | 304 | 304L | 305 | 308 | 309 | 310 | 314 | 316 | 316L | 321 | 347 |
| Углерод | 0.12 | 0.12 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 0.08 | 0.03 | 0.12 | 0.08 | 0.20 | 0.25 | 0.25 | 0.08 | 0.03 | 0.08 | 0.08 |
| Хром | 14/16 | 16/18 | 16/18 | 17/19 | 17/19 | 18/20 | 18/20 | 17/19 | 19/21 | 22/24 | 24/26 | 24/26 | 23/26 | 16/18 | 17/19 | 17/19 |
| Никель | 0.5/2.0 | 0.5/4.0 | 6.0/8.0 | 8.0/10 | 8.0/10 | 8.0/12 | 8.0/12 | 10/13 | 10/12 | 12/15 | 19/22 | 19/22 | 10/14 | 10/14 | 9.0/12 | 9/13 |
| Молибден | 0.20 | 0.20 | | | | | | | | | | | 2.0/3.0 | 2.0/3.0 | | |
| Марганец | 7.5/10 | 5.5/7.5 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 | 2.00 |
| Кремний | 0.90 | 0.90 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.50 | 1.5/3.0 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
| Фосфор | 0.06 | 0.06 | 0.05 | 0.05 | 0.20 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 |
| Азот | 0.25 | 0.25 | | | | | | | | | | | | | | |
| Сера | | | 0.03 | 0.03 | 0.15MIN | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
| Титан | | | | | | | | | | | | | | | 5XC | |
| Cb+Ta | | | | | | | | | | | | | | | | 10XC |
| 105.00 | 105.00 | 110.00 | 90.00 | 90.00 | 85.00 | 60.00 | 85.00 | 85.00 | 90.00 | 95.00 | 100.00 | 85.00 | 78.00 | 87.00 | 92.00 |
| Предел прочности кгс/мм2 |
| 55.00 | 55.00 | 40.00 | 37.00 | 35.00 | 35.00 | 30.00 | 37.00 | 35.00 | 40.00 | 40.00 | 50.00 | 35.00 | 30.00 | 35.00 | 35.00 |
| Предел текучести 2% |
| | | | | | | | | | | | | | | | |
| Твердость Rockwell, HRB | 90.00 | 90.00 | 85.00 | 82.00 | 84.00 | 80.00 | 76.00 | 82.00 | 80.00 | 85.00 | 87.00 | 87.00 | 80.00 | 76.00 | 80.00 | 84.00 |
| Твердость Brinell,HB | 185.00 | 185.00 | 165.00 | 155.00 | 160.00 | 150.00 | 140.00 | 156.00 | 150.00 | 165.00 | 170.00 | 170.00 | 150.00 | 145.00 | 150.00 | 160.00 |
Таблица 2. Химсостав по EN
Химический состав по EN | EN | AISI | ASTM | AFNOR |
| Cr + Ni | Нержавеющая хромоникелевая сталь |
| X 5 CrNi 18 10 | 1.4301 | 304 | S 30400 | Z 6 CN 18 09 |
| X 5 CrNi 18 12 | 1.4303 | 305 | | Z 8 CN 18 12 |
| X 10 CrNi S 18 9 | 1.4305 | 303 | S 30300 | Z 10 CNF 18 09 |
| X 2 CrNi 19 11 | 1.4306 | 304 L | S 30403 | Z 3 CN 18 10 |
| X 12 CrNi 17 7 | 1.4310 | 301 | S 30100 | Z 11 CN 18 08 |
| X 2 CrNiN 18 10 | 1.4311 | 304 LN | S 30453 | Z 3 CN 18 10 Az |
| X 1 CrNi 25 21 | 1.4335 | 310 L | | Z 1 CN 25 20 |
| X 1 CrNiSi 18 15 | 1.4361 | | S 30600 | Z 1 CNS 17 15 |
| X 6 CrNiTi 18 10 | 1.4541 | 321 | S 32100 | Z 6 CNT 18 10 |
| X 6 CrNiNb 18 10 | 1.4550 | 347 (H) | S 34700 | Z 6 CNNb 18 10 |
| Cr + Ni + Mo | Нержавеющая хромоникелевая молибденовая сталь |
| X 5 CrNiMo 17 12 2 | 1.4401 | 316 | S 31600 | Z 7 CND 17 11 02 |
| X 2 CrNiMo 17 13 2 | 1.4404 | 316 L | S 31603 | Z 3 CND 18 12 2 |
| X 2 CrNiMoN 17 12 2 | 1.4406 | 316 LN | S 31653 | Z 3 CND 17 11 Az |
| X 2 CrNiMoN 17 13 3 | 1.4429 | 316 LN (Mo+) | (S 31653) | Z 3 CND 17 1 2 Az |
| X 2 CrNiMo 18 14 3 | 1.4435 | 316 L (Mo+) | S 31609 | Z 3 CND 18 14 03 |
| X 5 CrNiMo 17 13 3 | 1.4436 | 316 (Mo) | | Z 6 CND 18 12 03 |
| X 2 CrNiMo 18 16 4 | 1.4438 | 317 L | S 31703 | Z 3 CND 19 15 04 |
| X 2 CrNiMoN 17 13 5 | 1.4439 | 317 LN | S 31726 | Z 3 CND 18 14 05 Az |
| X 5 CrNiMo 17 13 | 1.4449 | (317) | | Z 6 CND 17 12 04 |
| X 1 CrNiMoN 25 25 2 | 1.4465 | | N08310/S31050 | Z 2 CND 25 25 Az |
| X 1 CrNiMoN 25 22 2 | 1.4466 | | S 31050 | Z 2 CND 25 22 Az |
| X 4 NiCrMoCuNb 20 18 2 | 1.4505 | | | Z 5 NCDUNb 20 18 |
| X 5 NiCrMoCuTi 20 18 | 1.4506 | | | Z 5 NCDUT 20 18 |
| X 5 NiCrMoCuN 25 20 6 | 1.4529 | | S31254 (±) | |
| X 1 NiCrMoCu 25 20 5 | 1.4539 | 904 L | N 08904 | Z 2 NCDU 25 20 |
| X 1 NiCrMoCu 31 27 4 | 1,4563 | | N 08028 | Z 1 NCDU 31 27 03 |
| X 6 CrNiMoTi 17 12 2 | 1.4571 | 316 Ti | S 31635 | Z 6 CNDT 17 12 |
| X 3 CrNiMoTi 25 25 | 1.4577 | | | Z 5 CNDT 25 24 |
| X 6 CrNiMoNb 17 12 2 | 1.4580 | 316 Cb/Nb | C31640 | Z 6 CNDNb 17 12 |
| X 10 CrNiMoNb 18 12 | 1.4582 | 318 | | Z 6 CNDNb 17 13 |
| DUPLEX | Дуплексная нержавеющая сталь |
| X 2 CrNiN 23 4 | 1.4362 | | S 32304/S 39230 | Z 3CN 23 04 Az |
| X 2 CrNiMoN 25 7 4 | 1.4410 | | S 31260/S 39226 | Z 3 CND 25 07 Az |
| X 3 CrNiMoN 27 5 2 | 1.4460 | 329 | S 32900 | Z 5 CND 27 05 Az |
| X 2 CrNiMoN 22 5 3 | 1.4462 | (329 LN)/F 51 | S 31803/S 39209 | Z 3 CND 22 05 Az |
| X 2 CrNiMoCuWN 25 7 4 | 1.4501 | F 55 | S 32760 | |
| X 2 CrNiMoCuN 25 6 3 | 1.4507 | | S 32550/S 32750 | Z 3 CNDU 25 07 Az |
| X 2 CrNiMnMoNbN 25 18 5 4 | 1.4565 | | S 24565 | |
| C° - 600° - 1200° C | Нержавейка для высоких температур |
| X 10 CrAl 7 | 1.4713 | | | Z 8 CA 7 |
| X 10 CrSiAl 13 | 1.4724 | | | Z 13 C 13 |
| X 10CrAI 18 | 1.4742 | 442 | S 44200 | Z 12 CAS 18 |
| X 18 CrN 28 | 1.4749 | 446 | S 44600 | Z 18 C 25 |
| X 10 CrAlSi 24 | 1.4762 | | | Z 12 CAS 25 |
| X 20 CrNiSi 25 4 | 1.4821 | 327 | | Z 20 CNS 25 04 |
| X 15 CrNiSi 20 12 | 1.4828 | 302 B/ 309 | S 30215/30900 | Z 17 CNS 20 12 |
| X 6 CrNi 22 13 | 1.4833 | 309 (S) | S 30908 | Z 15 CN 24 13 |
| X 15 CrNiSi 25 20 | 1.4841 | 310/314 | S 31000/31400 | Z 15 CNS 25 20 |
| X 12 CrNi 25 21 | 1.4845 | 310 (S) | S 31008 | Z 8 CN 25 20 |
| X 12 NiCrSi 35 16 | 1.4864 | 330 | N 08330 | Z 20 NCS 33 16 |
| X 10 NiCrAlTi 32 20 | 1.4876 | | N 08800 | Z 10 NC 32 21 |
| X 12 CrNiTi 18 9 | 1.4878 | 321 H | S 32109 | Z 6 CNT 18 12 |
| X 8 CrNiSiN 21 11 | 1.4893 | | S 30815 | |
| X 6 CrNiMo 17 13 | 1.4919 | 316 H | S 31609 | Z 6 CND 17 12 |
| X 6 CrNi 18 11 | 1.4948 | 304 H | S 30409 | Z 6 CN 18 11 |
| X 5 NiCrAlTi 31 20 | 1.4958 | | N 08810 | Z 10 NC 32 21 |
| X 8 NiCrAlTi 31 21 | 1.4959 | | N 08811 | |
| Cr | Инструментальная нержавеющая сталь |
| X 6 Cr 13 | 1.4000 | 410 S | S 41008 | Z 8 C 12 |
| X 6 CrAl 13 | 1.4002 | 405 | S 40500 | Z 8 CA 12 |
| X 12 CrS 13 | 1.4005 | 416 | S 41600 | Z 13 CF 13 |
| X 12 Cr 13 | 1.4006 | | S41000 | Z 10 C 13 |
| X 6 Cr 17 | 1.4016 | | S 43000 | Z 8 C 17 |
| X 20 Cr 13 | 1.4021 | 420 | S 42000 | Z 20 C 13 |
| X 15 Cr 13 | 1.4024 | 420 S | J 91201 | Z 15 C 13 |
| X 30 Cr 13 | 1.4028 | 420 | J 91153 | Z 33 C 13 |
| X 46 Cr 13 | 1.4034 | (420) | | Z 44 C 14 |
| X 19 CrNi 17 2 | 1.4057 | 431 | S 43100 | Z 15 CN 16 02 |
| X 14 CrMoS 17 | 1.4104 | 430 F | S 43020 | Z 13 CF 17 |
| X 90 CrMoV 18 | 1.4112 | 440 B | S 44003 | Z 90 CDV 18 |
| X 39 CrMo 17 1 | 1.4122 | 440 A | | Z 38 CD 16 01 |
| X 105 Cr Mo 17 | 1.4125 | | S 44004/S 44025 | Z 100 CD 17 |
| X 5 CrTi 17 | 1.4510 | 430 Ti | S 43036/S 43900 | Z 4 CT 17 |
| X 5 CrNiCuNb 16 4 | 1.4542 | 630 | S17400 | Z 7 CNU 17 04 |
| X 5 CrNiCuNb 16 4 | 1.4548 | 630 | S17400 | Z 7 CNU 17 04 |
| X 7 CrNiAl 17 7 | 1.4568 | 631 | S17700 | Z 9 CNA 1 7 07 |
Первоисточник таблицы BZN GmbH, Werkstoffe
Условные обозначения:
DIN - Deutsche Industrie Norm
EN - Cтандарт Евронормы EN 10027
ASTM - American Society for Testing and Materials
AISI - American Iron and Steel Institute
AFNOR - Association Francaise de Normalisation
Обозначения химических элементов в таблицах:
Fe - железо;
С - Углерод
Mn - Марганец
Si - Кремний
Cr - Хром
Ni - Никель
Mo - Молибден
Ti - Титан
Уважаемые друзья!
Материал этой статьи был впервые опубликован в марте 2007 года на сайте rostfrei.ru.
По состоянию на декабрь 2015-го материал из нее использует половина нержавеющего Рунета.
Пожалуйста, просьба, делайте ссылку на источник — мы Вам будем очень благодарны.
