Что такое нержавеющая сталь
Нержавеющая сталь (нержавейка) — это легированная сталь, содержащая не менее 10,5 % хрома. Именно хром отличает её от обычной углеродистой стали и даёт устойчивость к коррозии. По-английски — stainless steel, «сталь без пятен».
Порог 10,5 % хрома закреплён в стандартах (EN 10088, ГОСТ 5632-2014): ниже него сплав уже не считается нержавеющим. На практике ходовые марки содержат 16–18 % хрома, а жаропрочные — до 25 %. Кроме хрома в состав добавляют никель, молибден и титан — они определяют класс и свойства стали.
Как работает защита от коррозии
Механизм называется пассивацией. Атомы хрома на поверхности реагируют с кислородом воздуха и образуют тончайшую (несколько нанометров) плёнку оксида хрома Cr₂O₃. Эта плёнка:
- невидима и не влияет на внешний вид металла;
- не пропускает кислород и влагу к железу — поэтому нет ржавчины;
- самовосстанавливается: если поверхность поцарапать, хром тут же снова окисляется и «затягивает» повреждение.
Именно поэтому нержавейку не нужно красить или оцинковывать: защита встроена в сам металл. Чем выше содержание хрома и молибдена, тем прочнее плёнка — вплоть до стойкости в кислотах и морской воде (марки 316L, дуплексы).
Из чего состоит нержавейка
Каждый легирующий элемент отвечает за конкретное свойство:
- Хром (Cr), 12–25 % — образует пассивную плёнку, обязательный элемент.
- Никель (Ni), 8–14 % — делает сталь пластичной, немагнитной, аустенитной (марки 304, 316).
- Молибден (Mo), 2–3 % — резко повышает стойкость к хлоридам и питтингу (марки 316/316L).
- Титан (Ti) — связывает углерод, защищает сварные швы от межкристаллитной коррозии (марка 321).
- Углерод (C), 0,03–0,4 % — повышает твёрдость, но снижает коррозионную стойкость; в марках L его минимум.
- Марганец, кремний, азот — заменители никеля и упрочнители (марки 201, дуплексы).
Как расшифровываются обозначения состава (08Х18Н10, 12Х18Н10Т) — в таблице аналогов AISI, ГОСТ, EN.
Классы нержавеющей стали
По типу кристаллической структуры нержавейку делят на четыре класса. От класса зависят магнитность, свариваемость, прочность и цена.
| Класс | Марки | Свойства | Применение |
|---|---|---|---|
| Аустенитные | 304, 316L, 321 (08Х18Н10, 12Х18Н10Т) | Не магнитятся, пластичны, свариваются | Пищёвка, химия, архитектура |
| Ферритные | 430, 439 (12Х17) | Магнитятся, без никеля, дешевле | Бытовая техника, отделка |
| Мартенситные | 410, 420 (20Х13, 40Х13) | Магнитятся, закаливаются, твёрдые | Ножи, инструмент, валы |
| Дуплексные | 2205 (03Х22Н5АМ2) | Прочность + стойкость к хлоридам | Море, нефтегаз, ёмкости |
Подробный разбор каждого класса — в статье виды нержавеющей стали. Почему одни марки магнитятся, а другие нет — в материале магнитится ли нержавейка. Сортамент по маркам — в каталогах листа, круга и трубы.
Частые вопросы
Что такое нержавеющая сталь простыми словами?
Нержавеющая сталь — это стальной сплав, в который добавлено не менее 10,5 % хрома. Хром на воздухе образует на поверхности тончайшую невидимую плёнку оксида (Cr₂O₃), которая защищает металл от ржавчины. Если плёнку поцарапать, она мгновенно восстанавливается за счёт кислорода воздуха — поэтому нержавейка не ржавеет даже с царапинами. Обычная сталь такой плёнки не имеет и корродирует.
Почему нержавеющая сталь не ржавеет?
За счёт хрома. При содержании хрома от 10,5 % на поверхности стали образуется пассивная оксидная плёнка Cr₂O₃ толщиной в несколько нанометров. Она не пропускает кислород и влагу к металлу и самовосстанавливается при повреждении. Это называется пассивацией. Чем больше хрома (и молибдена в марках 316), тем выше стойкость к коррозии, в том числе в кислотах и морской воде.
Из чего состоит нержавеющая сталь?
Основа — железо. Обязательный легирующий элемент — хром (12–25 %), создающий защитную плёнку. Никель (8–14 %) в аустенитных марках даёт пластичность и делает сталь немагнитной. Молибден (2–3 %) в марках 316 повышает стойкость к хлоридам. Титан (321) связывает углерод и защищает сварные швы. Углерода в нержавейке мало — от 0,03 до 0,4 % в зависимости от назначения.
Какие бывают виды нержавеющей стали?
По структуре нержавейку делят на четыре класса: аустенитные (304, 316L, 321) — самые ходовые, немагнитные, пластичные; ферритные (430) — без никеля, дешевле, магнитятся; мартенситные (420, 20Х13, 40Х13) — закаливаемые, твёрдые, для ножей; дуплексные (2205) — сочетают прочность и коррозионную стойкость. Класс определяет магнитность, свариваемость и области применения.
Чем нержавеющая сталь отличается от обычной?
Главное отличие — хром от 10,5 %. Обычная (углеродистая) сталь состоит из железа и углерода, на воздухе покрывается ржавчиной. Нержавеющая за счёт хрома образует пассивную плёнку и не корродирует. Нержавейка дороже, но не требует покраски и оцинковки, служит десятилетиями в агрессивных средах, безопасна для пищи и медицины. По плотности и внешне металлы почти неотличимы.