Как производится нержавеющая сталь
Большинство изделий, эксплуатируемых вне помещений, ржавеют. Чтобы этого не произошло, для изготовления конструкций используют Специальные стали и Сплавы. Они содержат не менее 8-10% никеля и 12% хрома.
Классификация видов нержавейки
Выполняется в зависимости от микроструктуры:
-
Аустенитные стали имеют структуру аустенита – раствора углерода в железе с гранецентрированной кубической решеткой. Обладают высокой пластичностью и коррозионной стойкостью.
-
Ферритные стали (структура – объемноцентрированная кубическая) больше аустенитных сопротивляются коррозии под нагрузкой, но труднее свариваются.
-
Мартенситные стали, содержащие железо в иглоподобной структуре, которая повышает прочность и твердость.
-
Стали дуплексного типа содержат равные количества феррита и аустенита, что обеспечивает максимальную устойчивость к коррозии в большинстве сред, к тому же обладают превосходной стойкостью к растрескиванию.
Технические требования к производству специальных сталей и сплавов регламентируются ГОСТ 5632-2014.
Сырье
В металлургическую печь загружают руду, содержащую железо, кремний, хром, никель, марганец, часто – молибден, ванадий, титан. Желательно также присутствие связанного азота. Азот, внедряющийся в структуру стали при выплавке, гарантирует конечному продукту пластичность при растяжении. Возрастает и коррозионная стойкость, поэтому азот входит в состав дуплексных нержавеющих сталей.
Конкретное соотношение элементов определяется назначением стали.
Этапы технологического процесса выплавки
Чтобы исключить химические загрязнения, плавку специальных сталей и сплавов ведут в электрических печах. Длительность цикла 8-12 часов, после чего готовый продукт трансформируется в блюмы, слябы, трубы, плиты.
Из блюмов и слябов далее получают прутки и проволоку, а из плит – листовой прокат и фольгу. Формовка ведется на специализированных прокатных станах, валки которых приспособлены для получения различных форм заготовок. Прокат со сложным профилем получают прессованием, а проволоку – горячим или холодным волочением.
После прокатки очищенные от поверхностных загрязнений полуфабрикаты подвергают термической обработке. Используются отжиг и старение. После отжига сталь становится пластичной и мягкой. В результате старения оптимизируются показатели вязкости разрушения. Режимы термообработки определяются видом стали.
Толстые сечения после термообработки охлаждают в воде, тонкие – на воздухе или струйным методом. Далее проводят анализ микроструктуры проката, возможные дефекты исправляют посредством термостабилизации.
Очистка
После термической обработки на поверхности проката присутствуют шлак и окалина, для удаления которых используют два варианта технологии:
-
Очистку в ванне, заполненной смесью азотной и фтористоводородной кислот.
-
Электрохимическую очистку в растворе электролита – ортофосфорной кислоты.
Последовательность очистки варьируют в зависимости от температуры прокатки и сортамента проката.
Резка
Необходима для получения проката установленных размеров (длина – для прутков, ширина и длина – для листов или плит). Процесс ведут на листовых ножницах с наклонным ножом (лист, полоса, лента), пресс-ножницах (пруток, проволока), дисковых ножницах (фольга). Для разделения особо толстого проката, либо заготовок со сложной конфигурацией используют лазерную, гидроабразивную или высокоэнергетическую резку плазмой.
Отделка
Для придания продукции товарного вида металл последовательно шлифуют и полируют. В результате улучшается внешний вид проката, улучшаются антикоррозионные свойства. Отделка важна для продукта, который впоследствии будет использован в фармацевтической или пищевой промышленности. Далее товар упаковывается и отгружается потребителю.
