Сталь нержавіюча хімічний склад. Харчова нержавіюча сталь

Компанія МетПромСтар пропонує великий вибір нержавіючого металопрокату, що підходить для використання в харчовій промисловості. Продукція, що реалізується, відповідає вимогам міжнародних стандартів якості, що підтверджують сертифікати від виробників. Наших покупців чекає комфортний сервіс повного циклу, мінімальний час відвантаження товару на складі, зручні форми оплати, низькі цінита гнучка система знижок. Ми здійснюємо доставку металопрокату по Москві та області, а також до інших регіонів Росії за допомогою транспортних компаній.

Найбільш популярними виробами з харчової нержавіючої сталі в нашому асортименті є:

Типорозміри та вартість товару постійно оновлюються, тому звертайтесь до наших менеджерів, щоб швидко та правильно оформити своє замовлення.

Визначення та хімічний склад

При виготовленні домашнього жароміцного посуду, молочних ємностей, високотемпературних поверхонь кухонних приладів, винних трубопроводів та чанів використовується харчова нержавіюча сталь. Така назва об'єднала нержавіючі сталі, що використовуються в харчовому виробництві, до складу яких входить хром і легуючі добавки, що підвищують їх корозійну стійкість.

Окисли хрому, що утворюються на поверхні нержавіючої сталі, є нерозчинною плівкою, стійкою до поверхні. хімічному впливуагресивного середовища та здатну до самовідновлення. Основні легуючі елементи: кобальт, мідь, сірка, фосфор, нікель, марганець, ніобій, титан та молібден. Вони надають особливих антикорозійних властивостей, але значно здорожчають вартість виробів.

Як вибрати харчову нержавійку

Властивості, марка та ціна використовуваної нержавіючої сталі визначатиметься майбутніми експлуатаційними умовами. У процесі виробництва продуктів харчування обладнання схильне до руйнівної дії: високої температури води та пари (від 70°С до 100°С), каустичної соди, соляних розчинів та сульфамінової кислоти. Для протистояння всьому цьому потрібний особливий матеріал.

Залежно від відсоткової кількості хрому (від 12% до 27%) та легуючих елементів визначається ступінь стійкості металу.

Для слабоагресивних розчинів, що застосовуються в домашніх умовах та побуті, можна використовувати нержавіючу сталь із вмістом хрому від 13% до 18%. Наприклад, (вітчизняний аналог 08Х18Н10) або (1218Н10Т). Економію грошових ресурсів приносить використання доступніших за ціною марок (12Х17) та AISI 410.

Для стійкості нержавіючої сталі до впливу соляного середовища, необхідний вміст хрому становить більше 18%, і до сплаву обов'язково повинні входити легуючі добавки з молібдену та нікелю. У разі нетривалого контакту з високотемпературними розчинами каустичної соди та різними кислотами найчастіше використовують нержавіючу сталь (03Х17Н13М2).

На харчовому виробництві для постійної експлуатації в умовах сильно агресивного середовища потрібні нержавіючі сталі, стабілізовані титаном. Оптимальним вибором для роботи в умовах підвищеної складності є марки (10Х17Н13М3Т) та AISI 304L. Літера "L" у маркуванні матеріалу позначає знижений вміст вуглецю в його хімічному складі.

Переваги та стандарти

Використовувані в харчовій промисловості для виготовлення трубопроводів та ємностей, нержавіючі сталі мають наступні особливості:

забезпечують захист від впливу хімічно агресивного середовища;
можуть використовуватись протягом тривалого часу;
надають антикорозійну стійкість усієї поверхні металу, що контактує з розчинами;
безпечні для здоров'я;
відповідають стандартам міграції солей важких металівв агресивних розчинах;
зберігають протягом терміну експлуатації початкові властивості поверхні виробів, що полегшує догляд та чищення.

При виборі нержавіючих трубдля харчової промисловості слід враховувати вимоги міжнародного стандарту DIN 11850-1999. У ньому визначено розміри, матеріал, якість та маркування сталевих харчових трубопроводів. Нержавіючу харчову сталь слід підбирати відповідно до майбутніх умов експлуатації виробів, орієнтуючись на необхідні властивості металу, що забезпечуються легуючими компонентами сплаву.

EN10088-2, EU	ГОСТ, РФ	AISI, США	JIS, Японія	Німеччина, DIN
1.4301	08X18H10	304	SUS304	XBCrNi18-10
1.4016	12X17	430	SUS430	XBCr17
1.4401	03X17H13M2	316	SUS316	X5CrNiMo17-12-2
1.4541	12X18H10T	321	SUS321	XBCrNiTi18-10

Корозійностійкі (нержавіючі) сталі

Сталі, стійкі проти електрохімічної корозії, називаються корозійностійкими (нержавіючими) сталями (зміст хрому 17% і більше). Стійкість сталі проти корозії досягається введенням у неї елементів, що утворюють на поверхні щільні, міцно пов'язані з основою нерозчинні плівки оксидів, що перешкоджають безпосередньому контакту із зовнішнім середовищем, а також електрохімічний потенціал, що підвищують її в даному середовищі. На корозійну стійкість сталі впливає також стан її поверхні. Якщо поверхня полірована не має точкових дефектів, які можуть бути концентраторами корозійного процесу, то корозійна стійкість такого матеріалу вище. Для нержавіючої сталі є також поняття міжкристалітної корозії (МКК). Міжкристалітна корозія - це явище, зумовлене нерівномірною (зерновою) структурою металу, при якому на межі зерен при нагріванні активно утворюються карбіди хрому (Cr23C6). У цьому відбувається збіднення хромом основний структури зерна нижче 12% порога.

Особливо схильні до такого явища, нержавіючі сталі, що гартуються, мають підвищений процентний вміст вуглецю і мінімальний (13%) вміст хрому. Загартовуваність сталі безпосередньо залежить від відсоткового вмісту вуглецю, що більше вуглецю у складі сталі, то більшої твердості можна досягти при загартовуванні, щоправда на шкоду пластичності. Якщо твердість і здатність до загартування є основними вимогами до нержавіючої сталі, то відсотковий вміст вуглецю намагаються зробити мінімальним, це дозволяє знизити схильність сталі до МКК. Іншим способом зниження ймовірності виникнення МКК є введення до складу сталі сильних карбідоутворюючих елементів, таких як титан і ніобій. У цьому випадку замість карбідів хрому утворюються карбіди типу TiC і NbC, а хром залишається в твердому розчині, тим самим зберігаючи антикорозійні властивості сталі. Для надання підвищених антикорозійних властивостей та стійкості до особливо агресивних середовищ, сталь додатково легують молібденом.

Класи нержавіючих сталей

Нержавіючі сталі за своєю структурою поділяються на три основні класи:

1) мартенситні нержавіючі сталі
2) феритні нержавіючі сталі
3) аустенітні нержавіючі сталі

а також суміжні класи типу аустенітно-феритного тощо. Два перші класи мають властивість намагнічування, а третій клас немагнітний.

Таким чином, випробування постійним магнітом допоможе визначити лише те, до якого класу відноситься нержавіюча сталь, але жодною мірою не дозволяє судити про її якість.

Легуючі елементи

Основними легуючими елементами визначальними аустенітну структуру стали нікель і марганець. Крім того, ці елементи впливають і на певні механічні властивості нержавіючої сталі. Сталі містять у своєму складі 17-18% хрому і 8-10% нікелю мають гарну пластичність і здатність до глибокої витяжки при штампуванні. У Останнім часому зв'язку зі зростанням цін на нікель все частіше почали застосовуватися більш дешеві, так звані економно леговані сталі, в яких відсоток нікелю знижено до 4-5%, а замість дорогого нікелю використовується більш дешевий марганець (8-10%). Для стабілізації структури такого типу сталі, до неї додається мідь (1.5-2%). Недоліком економно легованих сталей є їхня схильність до тріщиноутворення при глибокій витяжці. Причому утворення тріщин відбувається за напрямом руху робочого інструменту як у процесі витяжки, і через деякий час після того. Імовірність тріщиноутворення безпосередньо залежить від товщини матеріалу. Чим матеріал (лист) тонший, тим більша ймовірність утворення таких тріщин.

Сталі аустенітного класу мають гарну зварюваність. Вони дають практично ідеальний дзеркальний блиск при механічному поліруванні. Ці сталі добре поліруються методами електрохімічного та електролітно-плазмового полірування (ЕПП), при цьому, чим вище % вміст нікелю, тим кращий результат (покращення до 2-х класів чистоти поверхні за один 3-х хвилинний цикл).

Безнікелеві високохромисті (17-23% хрому) відносяться до феритного класу нержавіючих корозійностійких сталей. Ці сталі жорсткіші за аустенітні сталі, при цьому деякі з них практично не поступаються по корозійній стійкості аустенітних сталей, за рахунок введення в структуру ніобію або титану і зниженого вмісту вуглецю. Ці сталі мають хорошу здатність до глибокої витяжки, хорошу зварюваність, значно дешевше хромонікелевих аустенітних сталей, але гірше піддаються механічному поліруванню. Полірованію методом ЕПП піддаються, але ідеального блиску не дають через молочну матовість поверхні. Безнікелеві низькохромні сталі (13% хрому), з підвищеним вмістом вуглецю (0.2-0.65% вуглецю) відносяться до мартенситного класу. Ці сталі мають здатність до загартовування. У загартованому стані мають високу твердість поверхні (HRC 45-65). Через знижений вміст хрому схильні до МКК. Процес загартування таких сталей проводиться у середовищі інертних газів, щоб уникнути вигоряння хрому та зайвого карбідоутворення. Для підвищення антикорозійних властивостей та зниження ймовірності утворення МКК такі сталі можуть додатково легуватися молібденом та титаном. Обробляються мартенситні сталі в сирому (незапеченому) стані методом кування та штампування. Механічна полірування проводиться після загартування. Для полірування методом ЕПП такі стали малопридатні, у робочому розчині електроліту для хромонікелевих сталей вони чорніють і втрачають блиск.

Маркування нержавіючих сталей

Марки нержавіючих сталей стандартизовані. У світі діє кілька систем стандартів із нержавіючих сталей. Американська AISI, японська JIS, європейська EN, німецька DIN, у країнах СНД система ГОСТ тощо.

Сьогодні все більшою популярністю користуються леговані сплави, особливо з додаванням хрому, що входить до складу нержавіючої сталі, що має високі антикорозійні властивості. Ми розглянемо, які бувають класи нержавіючої сталі.

1

Сталі з різними добавками, що покращують фізичні властивості, називаються легованими. До них відносяться і нержавіюча сталь, до складу якої зазвичай входить хром, як основний елемент, який відповідає за опір корозії. З цією ж метою використовуються в деяких випадках нікель, ванадій, марганець, мідь і навіть зв'язаний азот. У набагато меншому відсотковому співвідношенні додаються інші елементи, що покращують якість металу: ніобій, кобальт та молібден, іноді – титан. І, звичайно, не обійтися без вічних супутників заліза – вуглецю, сірки, фосфору, кремнію. До речі, що менше їхня відсоткова частка у сплаві, то вище якість стали.

Нержавіюча сталь

Нержавіючий сплав утворюється в тому випадку, якщо хімічний складмає включення понад 13% хрому. Якщо ж цей елемент додати у кількості понад 17 % від загальної сполуки компонентів, то сталь буде стійка до корозії навіть у гранично агресивних середовищах. Розрізняють 3 типи нержавіючої сталі, які визначаються фізичними властивостями. Так, звичайний сплав називають просто корозієстійким, він застосовується у побуті, а також повсюдно на виробництві, де немає необхідності високого ступеня захисту металу від агресивних середовищ. Другий тип – жаростійкий, у нього стійкість до корозії зберігається за дуже високих температур. І, нарешті, жароміцний, у якого, як можна зрозуміти з назви, у тому ж агресивному середовищі залишається незмінною міцність, але у марок цього цілком можлива.

Отже, дві основні групи нержавіючих сплавів – хромисті та хромонікелеві. Та й інша включають кілька структурних класів. У першу входять мартенситні і феритні сталі, а також ще одна, що є проміжною і об'єднує деякі хімічні показники двох перших - це мартенситно-феритний сплав. У другій групі налічується 4 класи: аустенітні, а також перехідні аустенітно-феритні, аустенітно-мартенситні та аустенітно-карбідні. Існує також група хромомарганцевонікелевих сталей, які, в цілому, схожі за своєю структурою з хромонікелевими. Розглянемо докладніше всі вищезгадані типи та класи.

2

Як вже було сказано, корозійну стійкість залізо набуває при додаванні до його розплаву іншого металу, як правило, благородного або будь-якого кольорового. При цьому, залежно від хімічного складу сплаву, сталь може отримати властивості одного з трьох типів нержавіючої сталі. Найпростіший структурою мають звичайні корозії марки, такі як 08X13 і 12X13. Вони пластичні і можуть бути використані як у побуті у вигляді різних виробів, так і в промисловості, там, де від деталей та вузлів потрібна стійкість до ударних навантажень. Як зрозуміло з маркування, вміст хрому цих сплавах становить 13 %. Перші ж 2 цифри – це кількість вуглецю, що обчислюється сотою часткою відсотка.

Труби з нержавіючої сталі

Наступні 2 типи відносяться до сплавів, які повинні зберігати корозіїстійкість при дії високих температур. У жаростійких сталях додавання хрому (або кремнію) у кількості від 28% і більше забезпечує зниження інтенсивності окислення аж до повного припинення навіть при сильному нагріванні. Іншими словами, окалина практично не виникає через те, що на поверхні вже є оксидна плівка. В тій же мірі хром може змінити структуру сплаву при виробленні жароміцних марок сталей, які володіють високим ступенем міцності під великим навантаженням у процесі сильного та тривалого нагрівання.

3

Слід зазначити, що залізо, яке є основою будь-якої сталі, має кілька станів, що збігаються з фазами активності та спокою кристалічних ґрат, які залежать від ступеня корозійної стійкості. Чим вона вища, тим пасивнішим вважається метал. Найбільш поширеними вважаються сплави з мартенситною структурою, що утворюється при загартуванні, що володіють досить високою пластичністю. Згідно з хімічними характеристиками, це залізо в -фазі (чистий метал), що містить насичений твердий розчин вуглецю. До таких відносяться харчова і швидкорізальна нержавіюча сталь, з якої виготовляють вироби для використання в побуті на кухні, наприклад, всілякі ємності та ножі. здатні витримати контакт із слабоагресивними хімічними речовинами.

Хромисті корозії сталі

Інший тип - феритні сплави з досить високим магнітним показником. Різниця в них здебільшого у формі кристалічних ґрат, вона має кубічну структуру, на відміну від тетрагональної мартенситної. Загалом це середньонасичений твердий розчин вуглецю в α-залізі з додаванням легуючих елементів, таких як хром. Примітно, що такі сплави не змінюються при нагріванні до гранично можливих температур і не втрачають своїх властивостей. Найчастіше таким виробам знаходять застосування у харчовій промисловості чи виготовлення інструментів. Мартенситно-феритні сплави мають властивості обох перерахованих типів, тобто вони механічно стійкі, мають високу міцність і мають магнітний потенціал. Але стійкість до окисного середовища у таких сталей не дуже висока, набагато нижча, ніж у звичайних феритних сплавів.

4

В першу чергу розглянемо аустенітні структури сталей, які визначаються, як γ-залізо (високотемпературна зміна кристалічних ґрат металу) у вигляді твердого розчину з вуглецем. Простіше кажучи, такі сплави можуть бути піддані навіть при високому вмісті хрому, якщо не мають включення додаткових елементів, таких як титан або ніобій. Щоб уникнути їх, обов'язково піддають термообробці. В іншому це дуже пластичні, міцні та технологічні сталі, що містять, крім хрому, ще й нікель, які відносять до розряду конструкційних. Також із цих сплавів виготовляють інструменти, а ось у харчовій промисловості, так само як і для виготовлення кухонного начиння, марки даного класу непридатні, оскільки нікель дуже алергенний.

Аустенітні сплави

Міжкристалічною корозією називають внутрішнє окиснення металу, що проходить межами окремих зерен сталі. З цієї причини руйнування виробу залишається непомітним, при збереженні характерного блиску дізнатися про корозію можна лише за звуком при ударах

Що примітно, хоч би яким був хімічний склад аустенітних сплавів, вони завжди немагнітні. Але за будь-якої холодної деформації, наприклад, під впливом механічних впливів, вони починають набувати невеликого магнітного потенціалу. Це відбувається з тієї причини, що при порушенні кристалічних ґрат аустеніт на деяких ділянках перетворюється на ферит. Міцність таких сплавів досягається шляхом граничного зменшення вмісту вуглецю, втім, до певного порога – не нижче 0,04%, через присутність у розчині нікелю. У таких умовах легко утворюються карбіди, тобто хімічна сполука хрому з вуглецем. Іноді сплав додають зв'язаний азот, завдяки якому виникають карбнітриди, також підвищують міцність сталі. Прикладом може бути марка нержавійки Х17АГ14.

Проміжні сплави мають дещо інші характеристики, зокрема аустенітно-мартенситні. Вони мають нижчу корозієстійкість, ніж просто аустенітні структури, але набагато міцніші. При цьому цей клас досить важко піддається термообробці, вірніше, вплив на нього високими температурами пов'язаний із деякими складнощами. Найчастіше такі сплави з властивостями мартенситів вимагають як гартування, але й обробки холодом з наступним відпусткою металу. Однак за такої технології міцність нержавіючої сталі перехідного класу підвищується в кілька разів. У виробництві елементів для важких несучих конструкцій сталі, на зразок марок 09X15Н8Ю або 20Х13Н4Г9, не використовуються, їх застосовують лише виготовлення легких конструкцій.

Особливість аустенітно-феритних сплавів полягає в тому, що вони містять порівняно невелику кількість нікелю, порівняно з іншими проміжними класами. За рахунок цього такі сталі, як 12Х21Н5Т або 08Х22Н6Т, мають набагато кращу зварюваність, шви при з'єднанні металопрокату з них виходять дуже якісні та міцні на деформацію. Це забезпечується впливом феритної структури, що забезпечується елементами Сr, Ti, Mo або Si. Однак слід зазначити, що з тієї ж причини, тобто з наявності феритоутворювальних включень, значною мірою погіршується жароміцність, так само як і пластичність. Високою залишається лише механічна міцність.

У марках сталей зазвичай є букви кирилиці, вони тотожні латинським позначенням, зокрема Ю означає "ювенал" – алюміній, причому так він маркується тільки в сталях. Інші елементи можуть означати також не за першими літерами, наприклад кремній - С, від силіціуму, а марганець - Г, оскільки ця літера є в середині слова.

· AISI200
Нержавіючі сталі, в яких нікель для стабілізації аустенітної структури частково замінений на марганець та азот, зарекомендували себе як ефективний замінник стандартних хромонікелевих сталей.
Галузь застосування:
Використовується для виготовлення металевого посуду, побутового кухонного приладдя та апаратів.

· AISI 304 (08 Х18Н10)
Аустенітна, з низьким вмістом вуглецю. Легко піддається зварюванню, стійка до міжкристалітної корозії. Висока міцність за низьких температур. Піддається електрополіруванню. Є найбільш універсальною та широко використовується з усіх марок нержавіючих сталей.
Галузь застосування:
Використовується в установках для харчової, хімічної, текстильної, нафтової, фармацевтичної та паперової промисловості.

· AISI 310 (20 Х23Н18)
Сталь тугоплавка аустенітна жаростійка. В окислювальному середовищі можна застосовувати зазвичай до 1100°С і до 1000°С у відновлювальному середовищі, але в будь-якому випадку в атмосфері містить менше 2 гр. сірки (S) на 1 м³.

· AISI 310S (10 Х23Н18)
Є низьковуглецевою версією AISI 310 (20 Х23Н18) та пропонується для використання в умовах, де можлива корозія високотемпературними газами або конденсатами.
Галузь застосування:
У установках для термічної обробки та при гідрогенізації, а також теплообмінниках для печей; виготовлення дверей, штифтів, кронштейнів, деталей установок конверсії метану, газопроводів, камер згоряння. Може застосовуватись як матеріал для нагрівальних елементів у виробництві підігрівачів повітря. А також як матеріал для конвеєрних стрічок у транспортерах печей, відвідних трубах газових турбін та моторів.

· AISI 316 (08 Х17Н13М2)
Покращена версія AISI 304 (08 Х18Н10) (з додаванням молібдену), що робить її особливо стійкою до корозії. Технічні властивості цієї сталі при високих температурах набагато кращі, ніж у аналогічних сталей, що не містять молібден. (Молібден (Mo) робить сталь більш захищеною від піттингової корозії в хлористому середовищі, морській воді та парах оцтової кислоти).

· AISI 316L (03 Х17Н13М2)
Сталь аналогічна AISI 316 (08 Х17Н13М2) з дуже низьким вмістом вуглецю. Особливо підходить для виготовлення зварювальних конструкцій. Має високу стійкість до міжкристалітної корозії, застосовується в температурних режимахдо 450 °С.
Галузь застосування:
AISI 316 (08 Х17Н13М2) та 316L (03 Х17Н13М2) використовуються для хімічного обладнання, інструментів, що вступають у контакт з морською водоюта атмосферою, при виготовленні обладнання для прояву фотоплівок, в установках для переробки їжі, ємностях для відпрацьованих олій.

· AISI 316Ti (08 Х17Н13М2Т)
Наявність титану (Ti ), що у п'ять разів перевищує вміст вуглецю, забезпечує стабілізуючий ефект щодо осадження карбідів хрому (Cr ) на поверхню кристалів.
Галузь застосування:
Деталі, що мають підвищену стійкість до впливу високих температур і середовища з присутністю нових іонів хлору. Лопаті для газових турбін, балони, зварні конструкції, колектори. Також застосовується у харчовій та хімічній промисловості.

· AISI 321 (08 Х18Н12Т)
Хромонікелева сталь з добавкою титану (Ti), особливо рекомендується у виготовленні зварних конструкцій і для використання при температурах між 400°С та 800°С. Стійка до корозії.
Галузь застосування:
Обладнання для нафтопереробної промисловості, хімічне обладнання та обладнання, стійке до високих температур. Також застосовується для виготовлення зварного обладнання у різних галузях промисловості (труби, деталі пічної арматури, теплообмінники, муфелі, реторти, патрубки та колектори вихлопних систем).

· AISI 409 (08 Х13)
Знижений вміст вуглецю, висока стійкість до окислення та оброблюваність.
Галузь застосування:
Труби для відведення відпрацьованих газів, колектори, кожухи конвертерів.

· AISI 410 (10X13)
Базова мартенситна нержавіюча сталь. Має високу ударну в'язкість, хорошу корозійну стійкість і жароміцність.
Галузь застосування:
Успішно застосовується у виробах, що піддаються впливу слабко агресивних середовищ (атмосферні опади, водні розчини солей органічних кислот) за кімнатної температури. Сталі типу AISI 410 (10X13) можуть використовуватися у виготовленні деталей машин та апаратів для виноробної промисловості. Ці стали дозволено застосовувати у безпосередньому контакті із суслом, коньячним спиртом, продуктами переробки відходів харчової промисловості.

· AISI 420 (20X13)
Мартенситна нержавіюча сталь, має високу зносостійкість, пластичність, стійка до високих температур і корозії. Порівняно з базовою мартенситною маркою AISI 410 (10X13), сталь AISI 420 (20X13), володіючи високим вмістом вуглецю, має більш високу твердість та зносостійкість.
Галузь застосування:
Застосовується в тих випадках, коли необхідне поєднання високої міцності та гарної корозійної стійкості. А саме:
· Ріжучий, міряльний інструмент, пружини, карбюраторні голки, стоки поршневих компресорів, деталі внутрішніх пристроїв апаратів та інші різні деталі, що працюють на зношування в слабоагресивних середовищах до 450 ° С;
· Деталі турбін і котлів;
· Теплові та сепараційні екрани, фільтри.
Сталь AISI 420 (20X13) може бути використана для виготовлення технологічного обладнання, що застосовується на різних етапах харчового виробництва (мийка або гігієнічна обробка сировини, подрібнення, поділ та сортування продукції, змішування, теплова обробка).

· AISI 430 (12X17)
Це ферритні хромисті сталі, що найбільш широко застосовуються. Мають гарні міцності та механічні характеристики, що забезпечується високим вмістом хрому та низьким вмістом вуглецю; добре деформуються, використовуються в процесах витяжки та штампування. На відміну від аустенітних нікельвмісних сталей, низьковуглецеві хромисті феритні стали стійкі до процесів корозії в різних сірковмісних середовищах. Тому вироби із сталі AISI 430 (12X17) можуть бути використані в системах для перекачування газу, нафти та чистих нафтопродуктів. Конструкції з AISI 430 (12X17) менше змінюють розміри при коливаннях температур.
Галузь застосування:
Завдяки низькому коефіцієнту термічного розширення сталь оптимальна для виробів, що зазнають перепадів температур, а висока теплопровідність визначає переваги використання цієї сталі в системах теплообміну. Маючи порівняно низьку теплову інерцію (питому теплоємність), сталь AISI 430 (12X17 ), при менших енерговитратах, швидше прогрівається і охолоджується, що дозволяє уникнути можливого перегріву в процесі приготування харчових продуктів.

· AISI 439 (08 Х17Т)
Відмінна корозійна стійкість серед конденсату відпрацьованих газів автомобіля.
Галузь застосування:
Застосовується при виробництві автомобільних глушників, виготовленні та оздобленні ліфтів та ескалаторів, кухонного обладнання.

Нержавіюча сталь була винайдена приблизно сто років тому. Товари з нержавіючої сталі, що містять близько 12% хрому (Cr), з'явилися на ринку в 1911 році. Дослідження металургії та фізичних властивостей цих сплавів проводилися починаючи з 1902 року. Першим, хто представив промислові можливості такого матеріалу, був дослідник Х. Брірлі. В даний час нержавіюча стальзайняла одне з лідируючих місць серед найбільш значних матеріалів у світі.

Вважають, що клас матеріалів під назвою “ нержавіюча сталь» включає сплави, основними складовими яких є залізо і хром (не менше 12%). Вони стійкі до електрохімічної, хімічної (атмосферної, ґрунтової, лужної, кислотної, сольової), міжкристалітної та інших видів корозії. Збільшення вмісту хрому підвищує корозійну стійкість матеріалу. Підвищення стійкості сталі до корозії досягається введенням у неї елементів, що утворюють на поверхні захисні плівки, міцно пов'язані з основним металом і запобігають контакту між сталлю і зовнішньою. агресивним середовищем. Цей захисний шар дуже стійкий і після механічного або хімічного пошкодження, швидко набуває свого колишнього вигляду, і антикорозійні якості металу залишаються незмінними.

До хромо-нікелевих сталей широко практикується присадка інших елементів, це Ti, Nb, які усувають схильність до інтеркристалітної корозії та Si-підвищує жаростійкість. При виготовленні деталей, що використовуються в харчовій промисловості, що не піддаються термічній обробці, бажано застосування сталей типу 18-8 зі зниженим вмістом вуглецю (нижче 0,06%), не схильних до інтеркристалітної корозії.

Нержавіючі сталіпо своїй мікроструктурі поділяють на 3 основні категорії: аустенітні, феритні та мартенситні.

Аустенітні сталі- Не магнітні матеріали. На додаток до хрому містять нікель, який збільшує опір корозії. До цієї групи відносять нержавіючі жароміцні сталі з підвищеним вмістом нікелю (10 -20%) і хрому (17 -25%), вони мають кращий опір окислення при високих температурах. Основною перевагою аустенітної структури є високі механічні властивості. На сьогоднішній день це найширше використовується група нержавіючих сталей.

Феритні сталі- Магнітні, мають низький вміст хрому (в основному на рівні 13-17%) при певному вмісті вуглецю (0,08%). Корозійна стійкість феритних сталей вища, ніж мартенситних. Разом з тим феритна структура дещо знижує механічні властивості та можливості обробки матеріалу.

Мартенситні сталі– магнітні, містять 13% хрому та помірний рівень вуглецю (0,120,2%). Вони зміцнюються гартуванням і відпусткою подібно до простих вуглецевих сталей і тому знаходять застосування, головним чином, при виготовленні різальних інструментів, столових приладів і т. п. Стали з 13% хрому і більш високим вмістом вуглецю використовуються в основному для виробництва корозійностійких ріжучих кромок.

Аустенітні і феритні сорти становлять 95% всіх нержавіючих сталей.

Переваги нержавіючих сталей

Технологічність– вони мають дуже високу пластичність, тому широко застосовуються для деталей, що виготовляються глибоким витягом (кухонний посуд, різні ємності). Їх недолік: схильність ряду сталей до інтеркристалітної корозії, яку набувають в результаті уповільненого охолодження або нагрівання в інтервалі температур (500 -850 ° С), а також після зварювання. Сучасні методиметалообробки мають на увазі, що нержавіюча сталь може бути порізана, зварена, сформована та оброблена також, як традиційні сталі та інші матеріали.

Опір корозії- Існують сорти, які можуть чинити опір корозії не тільки в нормальних атмосферних і водних середовищах, але і в багатьох кислотах, лугах і деяких хлористих розчинах, властивих навколишнім середовищам, типовим для багатьох виробництв.

Міцність– механічні властивості нержавіючих сталей дозволяють зменшити товщини та вагу виробів без зниження характеристик міцності. Аустенітні сорти не втрачають міцності за низьких температур і менших товщин порівняно з конструкційними сталями загального призначення. І, незважаючи на те, що нержавіючі сталі дорожчі, у цьому випадку можлива суттєва економія по відношенню до традиційних матеріалів.

Гігієна– нержавіюча сталь визнана найбільш гігієнічною поверхнею для приготування харчових продуктів. Унікальність її поверхні в тому, що вона не має пір або тріщин для проникнення бруду та бактерій. Ця властивість порівняно з іншими поверхнями робить нержавіючу сталь кращою в строгих гігієнічних умовах лікарень, громадських кухонь, на скотобійнях, переробних підприємствах агропромислового комплексу та при виготовленні харчового обладнання.

Естетичний зовнішній вигляд - Залежить від стану поверхні. Яскрава поверхня нержавіючої сталі, що легко обслуговується, забезпечує привабливий і сучасний зовнішній вигляд виробів, є ідеальною для постійно зростаючого діапазону декоративних елементів. В даний час для виготовлення кухонного посуду застосовуються нержавіючі сталі із дзеркальною поверхнею, що отримується різними режимами електрополірування. Причому обробці можуть піддаватися як готові вироби, так і листи, для збереження поверхні на них наклеюється поліетиленова плівка. Нержавіюча сталь добре комбінується із склом, каменем, деревом. Це дуже практичний матеріал, благородний та естетичний одночасно. Завдяки різноманітності марок та видів поверхні нержавіюча сталь в змозі задовольнити широкому діапазону вимог.

Різноманітні вимоги до нержавіючих сталей призвели до їх інтенсивного вдосконалення. На сьогоднішній день ринок нержавіючих сталей у Росії впритул зіткнувся з необхідністю максимального розширення асортименту недорогих корозійно-стійких матеріалів, тоді як світові виробники пропонують споживачам цілий спектр нових економнолегованих матеріалів. Аналоги сталей світового та вітчизняного ринків наведені у таблиці 1.

Таблиця 1. Характеристики нержавіючих сталей

Марка сталі	Клас сталі	Властивості	Застосування
		Легко піддається зварюванню, стійка до міжкристалітної корозії; висока міцність за низьких температур; піддається електрополіруванню	Установки для харчової, хімічної, текстильної, нафтової, паперової та фармацевтичної промисловості
		Технічні властивості при високих температурах набагато кращі, ніж у аналогічних сталей, що не містять молібден	Хімічне обладнання, інструменти, установки для переробки їжі, ємностях для відпрацьованих масел
		Виготовлення зварних конструкцій та використання при t = (400 - 800 ° С), стійка до корозії	Устаткування для хімічної, нафтопереробної промисловості
		Деталі загального застосування, які можуть бути адаптовані до різних умов експлуатації	Побутові вироби (столові прилади, кухонний посуд)
		Висока ударна в'язкість, хороша корозійна стійкість та жароміцність	Вироби, що працюють у слабоагресивних середовищах; деталі машин для виноробства, спирту, продуктів переробки відходу харчової галузі
20Х13 - 40Х13		Висока зносостійкість, пластичність, стійкість до високих температур та корозії	Обладнання харчової галузі (мийка, гігієнічна обробка сировини, сортування продукції, теплова обробка)
		Високі міцнісні, механічні характеристики, теплопровідність, деформованість, стійкість до корозії в сірковмісних середовищах	У системах теплообміну, у побутових виробах для харчових продуктів для запобігання перегріву в процесі приготування
		Матеріал для масового застосування у різних умовах експлуатації	Холодильники, пральні машини, виготовлення раковин та інших.

Примітка. А – аустенітний; Ф – феритний; М – мартенситний.

Незважаючи на те, що нержавіючими сталями традиційно вважають сталі із вмістом хрому понад 12%, сучасна зарубіжна металургія активно веде роботу над створенням нержавіючих матеріалів з нижчим вмістом хрому (до 5%) за збереження корозійної стійкості на рівні сталей з 15-17%. . Це дуже актуально, оскільки однією з основних причин руйнування сталевих нержавіючих конструкцій часто є електрохімічна корозія, обумовлена неоднорідністю зон зварних швів та основного металу

Якщо конструкції з нержавіючих сталей довго експлуатуються при високих температурах, слід враховувати температурно-часові фактори, які можуть негативно впливати на характеристики міцності. Наприклад, вітчизняні нікельсодержащіе нержавіючі сталі та сталі серії 300 (за винятком 321 і 347 марок) при експлуатації протягом всього лише кількох годин у температурному діапазоні 450-750 ° С можуть бути схильні до дуже небезпечного виду корозійного руйнування - міжкристалітної корозії. А хромисті феритні сталі серії 400 не корродирують при температурі до 1000°С. Крім того, маючи порівняно низьку питому теплоємність, елементи конструкцій з хромистих феритних сталей швидше прогріваються при менших енерговитратах. Це дозволяє уникнути можливого інерційного перегріву, що є дуже актуальним для широкого ряду харчових виробництв. Ці сталі витримують високі пікові температурні навантаження (до 950°С) і можуть безперервно експлуатуватися при температурі як мінімум до 700°С.

Харчова та переробна промисловості

Сьогодні нержавіюча сталь разом зі склом та деякими видами пластмас є одним із небагатьох матеріалів, які схвалені, як сировина для виготовлення обладнання для виробництва, зберігання та транспортування харчових продуктів. Це з високими гігієнічними, естетичними і токсикологічними вимогами.

Зазвичай для виробництва обладнання харчової промисловості використовуються марки нержавіючої сталі AISI 304 і AISI 316, в дуже рідкісних випадках можуть знадобитися високолеговані марки. Важливим фактором є хороша і гладка (без зламів, нерівностей і подряпин) поверхня металу, але в деяких випадках необхідне електролітичне полірування. Шорсткість поверхні (Ra) не перевищує 0,6 мкм.

Хромисті нержавіючі сталі мають високу корозійну стійкість у багатьох харчових середовищах, можуть бути використані для виготовлення технологічного обладнання, що застосовується на різних етапах харчового виробництва (мийка або гігієнічна обробка сировини, подрібнення продуктів, поділ і сортування продукції, змішування, теплова обробка, розфасовка та упаковка, транспортування тощо). Відповідно до висновку Всеросійського науково-дослідного інституту корозії, аналоги стали серії AISI 400, виготовлені відповідно до ГОСТ 13819, є стійкими до киплячої питну воду, перегрітій водяній парі, киплячому рослинному і тваринному жиру, м'ясним продуктам, вину, етиловому спирту, пиву та пивному суслу і т.п. Ці сталі можуть бути використані для виготовлення обладнання солодовий (ємності для миття та замочування ячменю для приготування солоду, сушарки для зеленого солоду, обладнання для очищення солоду тощо).

Застосування безнікелевих нержавіючих сталей у харчовій та переробній галузях промисловості регламентовано та рекомендовано численними стандартами та іншими нормативними документами. ГОСТ 27002 «Посуд із корозійностійкої сталі» вказує на те, що для виготовлення корпусів та кришок посуду повинна застосовуватися сталь марок 08Х13, 12Х13, 15Х25Т, 12Х17.

У свою чергу, в переліку рекомендованих нержавіючих сталей для виготовлення мийок у ГОСТ Р 50851 «Мийки з нержавіючої сталі» позначена сталь 08Х18Т, а з 2001 року ГОСТ Р 51687-2000 « Прилади столові та приладдя кухонні з3 , 40Х13 як матеріали для виготовлення кухонних ножів ГОСТ 5632-72 також регламентує використання деяких хромистих феритних сталей як замінників аустенітних хромонікелевих сталей типу 12Х18Н10Т для виготовлення обладнання харчової промисловості та кухонного посуду. Крім того, на ці марки сталей є санітарно-епідеоміологічні висновки про можливість їх використання в контакті з харчовими продуктами.

Як замінники нікельсодержащих марок можуть широко застосовуватися хромо-марганцовисті нержавіючі сталі аустенітного класу, які мають більш високу міцність, ніж хромо-нікелеві при приблизно однаковій пластичності. А сталь 12Х14Г14Н3Т є замінником сталі 12Х18Н10Т для виробів, що застосовуються у харчовій промисловості.

Сталі марок AISI 409, 420, 430, 439 та ін. не тільки можуть бути використані як замінники марок нікелю, але, перевершуючи останні по ряду властивостей, часто виявляються незамінними при виробництві обладнання харчової промисловості. Ці сталі забезпечують прискорений теплообмін у системах охолодження харчових резервуарів (системи з охолодженням гліколем, водою та іншими середовищами, що охолоджують). Необхідно брати до уваги корозійну стійкість сталей серії AISI 400 у таких помірно агресивних харчових середовищах, як тваринні та рослинні жири, етиловий спирт, соки, дріжджі, пивне сусло, сири, крохмаль, оцтова кислота, вуглекислота, дубильна кислота, окислювальні розчини солей і т.п. Ці стали стійкі в сірковмісних середовищах, а використання найбільш популярних сталей нікелю в сірковмісних середовищах не рекомендовано, в тому числі і за ГОСТ 632-72. Сірковмісні речовини, не кажучи вже про різні хлориди, широко застосовуються в харчовій промисловості (наприклад, входять до складу консервантів і т.д.). Тому необхідні індивідуальні тести на корозійну стійкість, яка визначається температурою, контактом з іншими матеріалами, навантаженням, ступенем безпосереднього контакту з технологічними та харчовими середовищами, тривалістю безперервної роботи, абразивним впливом продуктів, впливом миючих та дезінфікуючих розчинів, а також іншими специфічними умовами.

Розглянемо деякі галузі застосування нержавіючих сталей у харчовій промисловості.

Молочні продукти.Аустенітні сталі застосовуються для стерилізації та зберігання молока в холодильниках, молочних сепараторах, сироварному устаткуванні, а також у різних пристосуваннях, посудомийних машинах та цистернах для перевезень молока. Ці сталі широко використовуються також у виробництві морозива та сухого молока.

Пивоваріння.З аустенітних сталей роблять ємності для бродіння, теплообмінники, цистерни та бочки для перевезення пива, обладнання для виробництва дріжджів.

Фруктові консерви та соки.Для консервування плодів та соків широко використовується двоокис сірки, тому в таких випадках застосовуються сталі, що містять молібден.

Супи та соуси.До складу цих продуктів можуть входити вельми агресивні суміші, оскільки вони є кислими та одночасно містять хлориди. З цієї причини тут часто доводиться використовувати сталі з добавкою молібдену.

Пекарні.У цьому випадку важливо мати поверхні, що легко очищаються, тому аустенітні сталі підходять для виготовлення змішувального обладнання і робочих столів.

У корозійностійких нержавіючих сталей є загальна риса– вміст молібдену, нікелю, ніобію, титану та ін., причому механічні та експлуатаційні властивості залежать від співвідношення цих елементів. Для того щоб сталь служила успішно і довго, необхідно ретельно підійти до вибору марки нержавіючої сталі.

Чітке уявлення про корозійну стійкість, механічні, фізичні властивостінержавіючих сталей, стабільності властивостей, діапазонах температурного використання, а також знання специфіки їх обробки та експлуатації є запорукою суттєвої економії.

Виробничо-Технічне Підприємство «СтанкоБудівельник»має багатий досвід виготовлення виробів із харчової нержавіючої сталі. У виробництві ми використовуємо якісну харчову нержавіючу сталь марок. AISI304 таAISI 316. Як сказано вище, а також спираючись на досвід роботи, ці марки є оптимальними для виробництва харчового обладнання. Однак з метою здешевлення конструкцій вони можуть бути замінені на інші дешевші види нержавіючої сталі.

Залишаючи право вибору за своїми клієнтами, ми будь-якої миті готові надати професійну консультацію з будь-яких виробничих питань.

Запрошуємо до взаємовигідної співпраці!