Вартість нержавіючої сталі сильно залежить від коливань біржових котирувань на нікель - головний легуючий елемент для виробництва нержавіючої сталі. Останнім часом, не маючи можливості прогнозувати зміни цін на нікель, які часто залежать не стільки від реального попиту, скільки від спекулятивних настроїв товарних бірж, деякі європейські виробники нержавіючої сталі все більше цікавляться альтернативними легуючими металами.
Не іржавіє!
Інтерес вчених усього світу до сталі і її властивостям існував завжди і не затих по сьогоднішній день. Так, англійським вченим Гаррі Бреарлі, які проводили експерименти з різними видами сплавів, в 1913 році вперше була отримана нержавіюча сталь - легована сталь з високим вмістом хрому (від 12 до 20%), здатна чинити опір кислотної корозії. Стійкість сплаву до корозії можлива за рахунок взаємодії основного легуючого елемента, хрому з киснем, у результаті чого на поверхні металу утворюється оксидна плівка, що самовідновлюється при пошкодженні механічним або яким-небудь іншим шляхом.
Для зміни фізичних і хімічних властивостей в сталь вводяться різні легуючі елементи, кожен з яких надає певний вплив на якість одержуваного металопрокату. Так, виробництво нержавіючої сталі з додаванням нікелю повідомляє стали корозійну стійкість, високу міцність і пластичність, збільшує прокаливаемость, підвищує опір удару. Застосування вольфраму утворить у стали дуже тверді з`єднання - карбіди, які значно збільшують твердість і красностойкость сталі. Вольфрам перешкоджає росту зерен при нагріванні, сприяє усуненню крихкості при відпустці. Ванадій, у свою чергу, підвищує твердість і міцність, подрібнює зерно, збільшує щільність сталі.
Додавання кремнію в кількості понад 1% підвищує пружність і окалійность. При цьому, вміст його в межах 1-1.5% збільшує міцність при збереженні в`язкості, а більший вміст кремнію збільшує електроопір і магнітопроніцаемость матеріалу.
Виробництво нержавіючої сталі з додаванням марганцю, при вмісті його понад 1%, збільшує твердість, зносостійкість, стійкість проти ударних навантажень, без зменшення при цьому пластичності.
Додавання кобальту підвищує жароміцність, магнітні властивості, збільшує опір удару. Молібден збільшує красностойкость, пружність, межа міцності на розтяг, антикорозійні властивості та опір окисленню при високих температурах.
Титан як легуючий елемента підвищує міцність і щільність сталі, сприяє подрібненню зерна, покращує оброблюваність і опір корозії. Ніобій покращує кислотостійкість і сприяє зменшенню корозії в зварних конструкціях. Алюміній підвищує жаростійкість і окалійность, мідь збільшує антикорозійні властивості, цирконій дозволяє одержувати сталь із заздалегідь заданою зернистістю ...
Кожен із зазначених компонентів підбирається конкретно під певний тип нержавіючого прокату, і його зміст значно впливає на остаточну вартість продукції.
Сьогодні найбільше розповсюдження отримали нержавіючі сталі з додаванням нікелю. Отже, від цін на нього залежить остаточна вартість нержавійки. Наприклад, приріст нікелевих біржових котирувань на $ 1000 за т збільшує собівартість тонни нержавіючого прокату марки 304 (містить 10% нікелю) на $ 100 за т. Спрогнозувати зміни цін на нікель буває досить складно, адже на котируваннях цього металу безпосередньо відбиваються всі коливання на світових фінансових ринках . У зв`язку з цим виробники нержавіючої сталі все частіше замислюються про альтернативні легуючих металах.
Так, один з провідних світових виробників листової нержавіючої сталі - німецька компанія ThyssenKrupp - у грудні минулого року заявив про свій намір знизити вплив коливання нікелевих цін на прибутковість свого нержавіючого підрозділу шляхом переорієнтації одного з підприємств на виробництво нержавіючого сплаву, що не містить нікель.
Альтернатива є
На сучасному ринку металопрокату високим попитом користується безнікелевих нержавіюча сталь серії AISI 400. Такі стали відповідно до стандарту astm 240 відносяться до категорії загального застосування і можуть бути адаптовані до різних умов експлуатації в будь-яких галузях промисловості. До того ж, це оптимальний вибір матеріалу для вирішення цілого комплексу технічних завдань.
Нікелеві аналоги нержавіючої сталі значно дорожче і не здатні тривалий час протистояти значним термальним навантажень. Наприклад, майже всі никельсодержащие нержавіючі сталі і сталі серії AISI 300, на відміну від сталей серії AISI 400, при експлуатації протягом всього лише декількох годин у температурному діапазоні 450-7500С можуть бути піддані дуже небезпечному увазі корозійного руйнування - міжкристалітної корозії (МКК). А хромисті ферритні стали серії AISI 400 не схильні до високотемпературної МКК при температурі до 10000С.
Мінімальний вміст вуглецю в сталях цього класу (0,03%) забезпечує хорошу антикорозійну стійкість зварних швах. Адже однією з основних причин руйнування сталевих нержавіючих конструкцій найчастіше є корозія, обумовлена електрохімічної гетерогенністю зон термічного впливу зварних швів і основного металу. Тому зменшення вмісту вуглецю в сталях є важливим чинником запобігання щілинної і ножової корозії в зварних з`єднаннях.
Плюс до всього хромистая нержавіюча сталь в порівнянні з никельсодержащих аустенітної нержавейкой володіє низьким коефіцієнтом термічного розширення (КТР) і підвищеною теплопровідністю. Це визначає її переважне використання в різних теплообмінних конструкціях. Зварні конструкції і трубопроводи з таких сталей набагато менше змінюють розміри при коливаннях температури, що знижує руйнівні навантаження при перепадах температури і запобігає можливим витоку з гідравлічних з`єднань. Крім того, володіючи порівняно низькою тепловою інерцією, елементи конструкцій з феритних хромистих сталей швидше прогріваються при менших енерговитратах. Це дозволяє уникнути можливого інерційного перегріву, що досить важливо для широкого ряду харчових виробництв. Такі стали витримують високі пікові навантаження (до 9500С) і можуть безперервно експлуатуватися при температурах як мінімум до 7000С.
Можливості застосування
Індивідуальні властивості безнікелевих нержавіючих сталей дають можливість застосовувати їх у харчовій і переробній промисловості, у будівництві, архітектурі, а також для виготовлення зносостійких деталей для агрегатів і механізмів, що відрізняються підвищеною корозійною і жаростійкістю. Володіючи високою корозійною стійкістю в багатьох харчових середовищах, нержавіючі сталі серії AISI 400 можуть бути використані і для виготовлення технологічного устаткування, яке застосовується на різних етапах харчового виробництва. Наприклад, низький КТР і підвищена теплопровідність таких сталей зумовлюють їх переважне використання в таких теплообмінних конструкціях, як охолоджувальні градільні і т.п.
Природно, повністю відмовитися від никельсодержащих нержавіючих сталей не можна, особливо сталей, легованих молібденом, які використовуються у випадках контакту з високоагресивних кислотними або лужними середовищами. Однак у переважній більшості виробництв в харчовій галузі подібні середовища не використовуються. Тому більш актуальне звертати увагу на стійкість до корозії сталей серії AISI 400 в таких помірно агресивних середовищах, як тварини і рослинні жири, етиловий спирт, м`ясні соки, дріжджі, пивне сусло, сири, крохмаль, оцтова кислота, вуглекислота, дубильна кислота, окисні розчини солей і т.п. Плюс до всього, такі стали стійкі в сірковмісних середовищах, широко застосовуються в харчовій промисловості.
Листовий прокат і труби з нержавіючої сталі також успішно використовуються для вирішення архітектурно-будівельних, дизайнерських, технічних та інших завдань - наприклад, для виготовлення стелажів, стендів, полиць, елементів інтер`єру та екстер`єру, опорних конструкцій, вітрин і т.п. При виробництві трубопроводів і архітектурних конструкцій в багатьох випадках оптимально використовувати труби з відносно недорогий нержавіючої сталі AISI 439. Такі труби не схильні міжкристалітної корозії, а низька концентрація вуглецю та наявність стабілізуючого титану або ніобію гарантують запобігання збіднення хромом зварних швів і зон термічного впливу, що підвищує їх корозійну стійкість і запобігає формуванню гартівних структур, що призводять до утворення тріщин при зварюванні. Труби цих сталей легко піддаються механічній обробці, холодного деформування і витяжці.
Корозійна стійкість сталей серії AISI 400 до нафти і продуктів її дистиляції, ефірним і машинним олив робить їх також досить затребуваними при виготовленні елементів конструкцій, які експлуатуються в гарячих газових середовищах, що утворюються при переробці і спалюванні палива. Крім того, сірка як складова частина продуктів згоряння нафтопродуктів у вигляді окисної двоокису сірки чинить руйнівну дію на никельсодержащие аустенітні сталі. А стали 400 серії зберігають при таких умовах свої високі корозійні властивості.
Крім усього перерахованого вище, дані марки сталей можуть застосовуватися в тих випадках, коли необхідно поєднання високої зносостійкості і хорошою корозійної стійкості: при виготовленні ріжучого і вимірювального інструменту, кухонного начиння, деталей турбін і котлів, кріплення, пружин, деталей внутрішніх пристроїв апаратів і інших різних деталей , що працюють на знос у слабоагресивних середовищах до 4500С.
В Україні, судячи з попиту, безнікелевих марка AISI 430, що стала популярною ще пару років тому, нині є серйозним конкурентом найбільш широко поширеною AISI 304. Однак при їх заміні виробники повинні чітко уявляти, що мають справу з класом сталей, які відрізняються від звичних никельсодержащих сталей серії AISI 300. Бажання істотно заощадити (в середньому вартість листового прокату сталей 409 і 430 в 1,5 рази нижче, ніж вартість никельсодержащих марок AISI 304 і 321) має бути підкріплено урахуванням специфіки оброблюваності і зварювання безнікелевих сталей, а також чітким уявленням про їх корозійної стійкості, механічних і фізичних властивостях, стабільності властивостей при експлуатації, діапазонах температурної застосовності, відповідності способу обробки і т.д. Саме знання специфік обробки та експлуатації таких сталей, бажання виробників адаптувати технологічний цикл під нові для них стали може стати запорукою суттєвої економії в майбутньому.
Ольга Фоміна
http://www.rusmet.ru/
Виробники нержавіючої сталі звертають все більше уваги на безнікелевих марки
+380 44 237 XX XX +380 44 237 2567
Ідентифікатор: 8449
3 жовт. 2024 р.
30 вер. 2024 р.
