Неръждаема стомана е незаменим материал в съвременното производство, играе решаваща роля в приложения, вариращи от тежката промишленост до домакинските прибори за хранене. Въпреки че съществуват много степени, най-често срещаните при производството на потребителски стоки и общо предназначение са 18/8, 18/10, и 18/0 разновидности. Тези обозначения, които показват основните легиращи елементи, определяне на характеристиките на материала, цена, и пригодност за специфични среди.
Разбирането на фините, но значителни разлики между тези три степени е от съществено значение за вземане на информирани решения за снабдяване и проектиране, оптимизиране както на живота на продукта, така и на бюджета.
Какво е 18/8 Неръждаема стомана (Най-често срещана степен 304)?
18/8 неръждаемата стомана е може би най-разпространеният клас в света, разпознат предимно от общото си индустриално наименование, Степен 304.
Състав и структура
Цифровото обозначение ясно разкрива неговия състав: приблизително $mathbf{18\%}$ хром ($\текст{Кр}$) и $mathbf{8\%}$ никел ($\текст{в}$). Остатъкът е предимно $mathbf{\сим 67\%}$ Желязо ($\текст{Fe}$), заедно със следи от въглерод (относно $mathbf{0.07\%}$).
Тази степен е основен член на аустенитна стомана Семейство. Наличието на никел стабилизира аустенитната кристална структура при стайна температура, предоставяйки му няколко различни предимства:
Устойчивост на корозия: Притежава добра устойчивост на обща корозия и окисление поради хрома, който образува тънък, пасивен, самовъзстановяващ се оксиден слой на повърхността.
Механични свойства: Проявява висока якост, отлична пластичност, и е относително лесен за заваряване.
Втвърдяване: Ключова характеристика на аустенитното семейство е, че то не може да се втвърди чрез традиционни топлинни обработки; само студената обработка може да увеличи якостта му на опън.
Приложения и ограничения
18/8 се счита безопасно за храна и се използва широко в индустриите за приготвяне на храна и услуги, включително работни плотове за ресторант, индустриални тръби за течности, съдове за готвене, прибори, и общи домакински прибори.
въпреки това, неговата устойчивост на корозия има граници. Това е не е идеален за продължително излагане на среда с висока соленост (солена вода), високи концентрации на хлорид, тежки индустриални химикали, или силни киселини, където точковата корозия е висок риск.
Производствен процес
Производството включва топене на всички суровини и легиращи елементи в електрическа пещ, обикновено процесът продължава 8–12 часа. Това е последвано от обезвъглеродяване— стъпка от решаващо значение за намаляване на излишния въглерод (което може да компрометира устойчивостта на корозия) използване на газове като аргон или кислород. Накрая, течната стомана се излива във форми, за да се втвърди в необходимата форма и размер.
Какво е 18/10 Неръждаема стомана?
18/10 неръждаемата стомана представлява първокласно надграждане 18/8, водени от по-високо съдържание на никел, което значително подобрява характеристиките на работа.
Състав и свойства
Съставът е приблизително $mathbf{18\%}$ хром ($\текст{Кр}$) и $mathbf{10\%}$ никел ($\текст{в}$). Този допълнителен $mathbf{2\%}$ увеличаването на съдържанието на никел е критичната разлика, предлагащи големи предимства:
Превъзходна устойчивост на корозия: По-високият процент на никел осигурява високо устойчивост на ръжда, окисляване, и, от решаващо значение, по-добро представяне срещу киселинни или корозивни храни и течности. Това го прави идеален за предмети, рутинно почиствани със силни препарати или използвани с храни с висока киселинност (напр., оцет или цитрус).
Естетика: Повишеното съдържание на никел води до много по-лъскаво и по-естетично покритие на повърхността който запазва добре лака.
Изпълнение при висока температура: Той демонстрира надеждна стабилност и структурна цялост в среда с висока температура.
Магнитно състояние: 18/10 стомана поддържа немагнитни свойства, което е типично за аустенитните класове с високо съдържание на никел, въпреки че това може да не е подходящо за всички приложения (напр., индукционно готвене).
Недостатъци
Докато превъзхожда по отношение на производителността, 18/10 е типично По -скъпо отколкото 18/8 поради по-високото съдържание на никел. освен това, по-високото легиращо съдържание може да го направи по-малко лесна за обработка, изискващи повече време и специални усилия по време на производството. Той също така споделя уязвимостта на 18/8 към продължително излагане в солена вода.
Производствен процес
Процесът отразява този на 18/8 - топене на скрап в пещ, последвано от обезвъглеродяване - като основната разлика е малко по-големият дял на никел, включен в партидата.
Какво е 18/0 Неръждаема стомана?
18/0 неръждаемата стомана се определя с единствено число, функция за спестяване на разходи: пълното отсъствие на никел.
Състав и характеристики
Съставът му е приблизително $mathbf{18\%}$ хром ($\текст{Кр}$) и $mathbf{0\%}$ никел ($\текст{в}$), често с леко вариращи нива на хром (16–18%). Тази липса фундаментално променя неговите физични и механични свойства:
Цена и бюджет: Това е най-бюджетните наличен клас сред трите, което го прави привлекателен за големи мащаби, чувствително към разходите производство.
Устойчивост на корозия: Поради липсата на никел (и често молибден), неговата устойчивост на корозия и окисляване е ниско. Има висока чувствителност към оцветяване в сравнение с другите класове.
Магнетизъм: За разлика от аустенитната 18/8 и 18/10, 18/0 стоманата е магнитен, което може да бъде предимство за специфични приложения като някои кухненски уреди или индукционни готварски плотове.
Крехкост и заваряване: Липсата на никел причинява материалът да бъде по-крехък и склонни към напукване. Освен това е трудно да се заварява, защото задържа топлина, има висока точка на топене, е склонен към изкривяване.
Естетика: Като цяло има по-тъп, по-малко отразяващо покритие от неговите никел-съдържащи колеги.
Приложения
Въпреки по-ниската си устойчивост, 18/0Устойчивостта на ръжда все още е достатъчна за основно кухненско оборудване и прибори. Най-забележителното му предимство е неговият състав без съдържание на никел, което го прави идеален за медицински изделия, бижута, и кухненски инструменти използвани от хора с алергии към никел.
Производствен процес
Разтопява се и се лее подобно на другите степени, без добавка на никел. След кастинг, често претърпява процеси като отгряване или други довършителни техники за оптимизиране на неговите скромни свойства.
Изчерпателно сравнение на всичките три стомани
Изборът между трите степени трябва да бъде внимателно изчисление въз основа на необходимите характеристики на материала, предвидената среда на продукта, и бюджета за производство.
Следната таблица обобщава основните разлики в свойствата:
| Имот | 18/8 Неръждаема стомана | 18/10 Неръждаема стомана | 18/0 Неръждаема стомана |
| Съдържание на никел | 8-10.5% | 10-14% | 0% |
| Съдържание на Chromium | 18-20% | 16-18% | 16-18% |
| Устойчивост на корозия | Умерен | високо | ниско |
| Сила | добре | Отлично | Умерен |
| цена | Умерен | По-високо | По-ниска |
| Чувствителност към оцветяване | Умерен | ниско | високо |
| Магнитни свойства | Немагнитни | Немагнитни | Магнитни |
Накратко, $\mathbf{18/10}$ предлага най-висока производителност за премия, висококонтактни, или киселинни хранителни приложения, но носи най-високата цена. $\mathbf{18/8}$ е многостранният, рентабилен стандарт за общо предназначение, приложения, безопасни за храни. $\mathbf{18/0}$ е изборът, съобразен с бюджета, жертване на издръжливостта и устойчивостта на корозия за спестяване на разходи и необходимите приложения, включващи проблеми с магнетизъм или алергия към никел.
Заключение и производствена наличност
Съставът, особено процентното съдържание на никел, основно определя цената, устойчивост на корозия, и магнитни свойства на неръждаема стомана. Чрез оценка на необходимите характеристики - като например дали частта изисква превъзходна устойчивост на киселини (18/10) или трябва да е бюджетен и магнетичен (18/0)— производителите могат да изберат оптималния клас.
Специализирани производствени услуги, като тези, предлагани от Xometry, използвайте тези популярни класове неръждаема стомана (включително 304 и 316 варианти) в различни процеси като CNC обработка, изработка на ламарина, и рязане на листове по поръчка, осигуряване на незабавен достъп до правилния материал за всяко изискване за персонализирана част.
Често задавани въпроси
Q1: Защо са 18/8 и 18/10 Немагнитни, докато 18/0 е магнитен?
А: Разликата е във вътрешната им кристална структура. 18/8 и 18/10 неръждаемите стомани са аустенитен поради високото си съдържание на никел (8% да се 14%). Никелът стабилизира аустенитната фаза, което е лицево-центрирана кубична структура, която по своята същност е немагнитна. В контраст, 18/0 неръждаемата стомана не съдържа никел, поставяйки го в феритна или мартензитен стоманено семейство. Тези семейства имат кубична структура, центрирана върху тялото, който е феромагнитен и следователно силно магнитен.
Q2: Е 18/10 Неръждаема стомана, същата като класа 316?
А: не, те не са еднакви, все пак 18/10 често се използва като общ термин за аустенитна стомана с високо съдържание на никел. Степен 316 (който обикновено има състав, близък до 18% Кр / 10% в) съдържа допълнителен важен легиращ елемент: Молибден ($\текст{мо}$). Добавянето на молибден осигурява значително по-добра устойчивост на точкова корозия, особено в хлоридна и морска среда, вземане на оценка 316 стандартният избор за излагане на солена вода, химическа обработка, и хирургически инструменти.
Q3: Защо е 18/0 по-податливи на напукване и чупливост в сравнение с 18/8 или 18/10?
А: Това е пряко следствие от нулевото съдържание на никел. Никелът е мощен стабилизатор на пластичното (аустенитен) структура. Без никел, 18/0 стоманата съществува във феритно или мартензитно състояние, който обикновено има по-ниска якост и по-висока чувствителност към крехкост, особено когато са подложени на термичен стрес или удар. Липсата на никел означава, че материалът по своята същност е по-малко гъвкав, което го прави крехък и е по-вероятно да се напука или изкриви при напрежение в сравнение с високоникеловите му колеги.
Q4: При проектиране за влажна или крайбрежна среда, коя степен е абсолютният минимален стандарт?
А: За влажна или обща външна среда, 18/8 (Степен 304) обикновено е минималният стандарт поради добрата обща устойчивост на корозия. въпреки това, ако околната среда е крайбрежни или морски (включващи контакт със солена вода или хлориди във въздуха), 18/8 е недостатъчно поради риск от образуване на ямки. В среда, богата на хлориди, клас, съдържащ молибден, като например Степен 316 (не изрично 18/10, но друга легирана версия), трябва да се използва за осигуряване на адекватно съпротивление.
Q5: Как по-високата цена на 18/10 оправдайте използването му над 18/8 в професионални кухни?
А: Повишената цена на 18/10 е оправдано от превъзходната му устойчивост на корозия и петна, причинени от киселини. Професионалните кухни често се занимават с храни с висока киселинност (напр., доматен сос, цитрусови сокове, оцети) и силни търговски почистващи препарати, съдържащи хлориди. Допълнителният никел в 18/10 осигурява необходимата пасивация и стабилност за предотвратяване на тези вещества от причиняване на дълготрайно оцветяване, костилка, и деградация, гарантиране, че приборите и оборудването запазват своето естетично качество и дълголетие.
