Нержавеющая сталь - это железосодержащий сплав — вещество из двух или более химических элементов — используется в широком диапазоне применений. Оно имеет превосходное сопротивление к коррозии благодаря содержанию хрома, как правило, от 12 до 20% сплава. Есть более чем 57 стандартов сплавов из нержавеющей стали, а также множество специальных сплавов, полученных различными производителями нержавеющей стали. Эти типы стали используются в почти бесконечном количестве применений и отраслей промышленности: для обработки сыпучих материалов и оборудования, фасадов зданий, автомобильных компонентов (отделка, декоративные элементы, двигатель, ходовая часть, крепеж, шланги для топливо-провода), химическая обработка (скрубберы и теплообменники), целлюлозно-бумажное производство, нефтепереработка, трубопроводы для водоснабжения, потребительские товары, морская и судостроительная отрасли, спортивные товары и транспорт (железнодорожные вагоны), это только некоторые из них.
Около 200 000 тонн никельсодержащей нержавеющей стали применяется каждый год в пищевой промышленности. Она используется в различной обработке, хранении, приготовлении и сервировки. Нержавеющая сталь также используется в коммерческих варочных котлах, пастеризаторах и другого специализированного оборудования. Преимущества: легкая чистка, хорошая коррозионная стойкость, долговечность, экономия, сохранение вкуса пищи и санитарно-технических показателей.
Нержавеющие стали бывают нескольких видов в зависимости от их микроструктуры.
Аустенитные нержавеющие стали содержат, по меньшей мере, 6 процентов никеля и аустенитно-углеродсодержащего железа с гранецентрированной кубической структурой и имеют хорошую коррозионную стойкость и высокую пластичность (способность материала гнуться не ломаясь).
Ферритные нержавеющие стали (феррит имеет объемно-центрированную кубическую структуру) имеют более лучшее сопротивление к коррозии под напряжением, чем аустенитные, но их трудно сваривать.
Мартенситные нержавеющие стали содержат железо, имеющее игольчатую структуру.
Дуплексные нержавеющие стали, которые обычно содержат одинаковое количество феррита и аустенита, обеспечивают лучшую устойчивость к питтинговой и щелевой коррозии в большинстве сред. Они также обладают превосходной стойкостью к растрескиванию из-за коррозии под влиянием хлорида, и они примерно в два раза крепче аустенитных. Поэтому, дуплексные нержавеющие стали широко используются в химической промышленности, на нефтеперерабатывающих и газоперерабатывающих заводах, целлюлозно-бумажных комбинатах, морских трубопроводах водоснабжения.
Сырье
Нержавеющая сталь изготавливается из некоторых основных элементов, найденных в земле, железной руды, хрома, кремния, никеля, углерода, азота и марганца. Свойства конечного сплава разрабатываются путем изменения количества этих элементов. Азот, например, улучшает прочностные свойства такие как пластичность. Он также повышает устойчивость к коррозии, что делает его ценным для использования в дуплексных нержавеющих сталей.
Производственный процесс
Производство нержавеющей стали включает в себя ряд процессов. Во-первых, сталь плавят, а затем разливают в твердые формы. После формирования различных ступеней, сталь проходит термообработку, а затем очищается и полируется для придания ей желаемого результата. Далее она упаковывается и отправляется к производителям.
Плавление и литье
Сырье сначала расплавляют в электрической печи. Этот шаг, как правило, требуется от 8 до 12 часов интенсивного тепла. Когда плавка завершается, расплавленная сталь отливается в форму полуфабрикатов. Они включают прямоугольные формы, заготовки (круглой или квадратной формы 3,8 см в толщину), плиты, прутки, трубы и круги.
Формирование
Далее, стальные полуфабрикаты проходят через операции формования, начиная с горячей прокатки, в которой сталь нагревают и пропускают через огромные рулоны. Блюмсы и заготовки формируются в бары и проволоки, плиты формируются в полосы и листы. Бары бывают круглыми, квадратными, восьмиугольными или шестиугольными. Провода обычно до 1,27 см в диаметре. Плиты более 47 см и толщиной более 25.4 см в ширину. Прокладка меньше 47 см и толщиной менее 61 см в ширину. Лист менее 47 см толщиной и более 61 см в ширину.
Термическая обработка
После формирования, большинство видов нержавеющей стали подвергаются отжигу. Отжиг - это термообработка, при которой сталь нагревают и охлаждают при контролируемых условиях для снятия внутренних напряжений и размягчения металла. Некоторые стали подвергают термообработке для повышения прочности. Однако такая термообработка — также известная как закалка —требует тщательного контроля, поскольку даже небольшие изменения от рекомендованной температуры, времени и скорости охлаждения могут серьезно повлиять на свойства. Более низкие температуры закалки производят высокую прочность с низкой трещиностойкостью, при более высоких температурах закалка дает меньшую прочность, но более жесткий материал.
Хотя скорость нагрева до температуры выдержки (от 900 до 1000 градусов по Фаренгейту или 482 до 537 градусов по Цельсию) не влияет на свойства стали, но скорость охлаждения имеет огромное значение. Закалка стали может увеличить ее ударную вязкость без существенной потери в прочности. Один из таких процессов включает закалку материала в 35 градусной по Фаренгейту (1.6 градусов по Цельсию) ледяной-водяной бане не менее двух часов.
Вид термической обработки зависит от типа стали; другими словами, является ли это аустенитная, ферритная или мартенситная. Аустенитные стали нагревают до более 1900 градусов по Фаренгейту (1037 градусов Цельсия) на время в зависимости от толщины. Охлаждение водой используется для массивных деталей, а охлаждение на воздухе или дробеструйная очистка применяется для шлифов. Если сталь охлаждается слишком медленно, может произойти высыпание. Это накопление может быть устранено путем термостабилизации. При этом способе сталь выдерживают в течение нескольких часов при температуре от 1500 до 1600 градусов по Фаренгейту (815 до 871 градусов по Цельсию). Очистка поверхностей деталей от загрязнений перед термообработкой иногда также необходимо для достижения правильной термической обработки.
Удаление окалины
Отжиг приводит к наростам или образованиям на стали. Наросты могут быть удалены с помощью нескольких процессов. Одним из наиболее распространенных методов, является травление, при котором используется ванна азотной кислоты. При другом методе, электро-очистке, электрический ток подводится к поверхности с использованием катода и фосфорной кислоты. Отжиг и удаление накипи происходят на разных этапах в зависимости от типа стали. Проволока и провода, например, идти путем дальнейшего формирования (более горячая прокатка, ковка или экструзия) после первоначальной горячей прокатки перед отжигом и удаление окалины. Листы и полосы с другой стороны, идти путем первичного отжига и удалением накипи сразу после горячей прокатки. После холодной прокатки (проходя через валки при относительно низкой температуре), которая производит дальнейшее уменьшение толщины листа и полосы, их снова отжигают и снова удаляют накипь.
Резка
Резка, как правило, необходима для получения необходимой формы или размера. Механическая резка осуществляется с помощью различных методов, включая рубку с помощью гильотины, режущего круга, использование горизонтальных и вертикальных дисковых ножей, формовку, вырубка, распил и использование высокоскоростных стальных лезвий. Формовка использует металлические пуансоны и матрицы для пробивки формы. Вырубка - это процесс резания перекрывающихся отверстий и идеально подходит для неправильной формы.
Нержавеющая сталь также может быть разрезана с помощью кислородной резки, которая включает в себя использование кислорода и пропана в сочетании с железным порошком. Этот метод прост и быстр. Еще один способ нарезки называется плазменная резка, в котором ионизированный газ взаимодействует с электрической дугой и через небольшое отверстие делает разрез. Газ производит очень высокие температуры, чтобы расплавить металл.
Производство у изготовителя или конечного пользователя
После того, нержавеющая сталь упакована в различных формах и отправлена производителем zaobns.ru/about/ конечному пользователю, необходим целый ряд других процессов. Дальнейшая обработка осуществляется с использованием различных методов, таких, как штамповка, ковка, нанесение печати и экструзии. Также часто требуется дополнительная термообработка (отжиг), обработка, и процессы очистки.
Существуют различные методы для сваривание нержавеющих сталей, сварка является наиболее распространенным. Плавление и контактная сварка являются двумя основными методами. При сварке плавлением нагрев обеспечивается электрической дугой, возбуждаемой между электродом и металлом для сварки. Контактная сварка, является результатом высокой температуры и давления. Тепло вырабатывается при сопротивлении потоку электрического тока через свариваемые детали, и давление на электроды.
Контроль качества
Кроме того, процесс производства и изготовления, нержавеющей стали должен соответствовать техническим условиям, разработанным обществом по испытаниям и материалам с учетом механических свойств, таких как прочность и устойчивость к коррозии.
