Углеродистая и нержавеющая сталь — крупные семейства материалов. Практический выбор начинается с условий эксплуатации и конкретной марки. Углеродистые стали широко применяются в конструкциях, машиностроении и общем производстве благодаря доступности и экономичной обработке. В нержавеющей стали достаточное содержание хрома формирует богатую хромом пассивную пленку, что дает преимущество в коррозионной стойкости, гигиене и снижении затрат на защитные покрытия.
Краткое сравнение
| Критерий | Углеродистая сталь | Нержавеющая сталь |
|---|---|---|
| Защита от коррозии | Во влажной среде часто применяются краска, цинк или другая защитная система | Пассивная пленка дает собственную коррозионную стойкость; марку подбирают по среде |
| Начальная стоимость | Обычно ниже для массовых марок | Обычно выше из-за легирующих элементов |
| Сварка | Низкоуглеродистые марки часто технологичны; состав, толщина и жесткость соединения могут потребовать дополнительных мер | Режим зависит от семейства, присадки, тепловложения, защиты и требований к коррозии |
| Магнитные свойства | Большинство распространенных углеродистых сталей ферромагнитно | Зависят от семейства; ферритные и мартенситные марки магнитны, отожженные аустенитные обычно имеют слабый отклик |
Прокрутите таблицу, чтобы увидеть все столбцы →
Хром и пассивная пленка
worldstainless определяет нержавеющие стали как железные сплавы с содержанием хрома не менее 10,5%. Хром обеспечивает образование очень тонкой пассивной пленки, способной восстанавливаться на чистой поверхности при наличии кислорода.
Для углеродистой стали во влажной эксплуатации часто предусматривают окраску, цинкование, металлические покрытия, ингибиторы или припуск на коррозию. Нержавеющая сталь получает значительную часть защиты от собственного состава. На ее работу всё равно влияют хлориды, кислоты, температура, щели, отложения и состояние поверхности.
Прочность и твердость определяет конкретная марка
В обоих семействах есть мягкие формуемые материалы и высокопрочные варианты. Низкоуглеродистый лист для вытяжки, конструкционная сталь, термообработанная мартенситная нержавеющая сталь и наклепанная аустенитная сталь имеют различную механику.
Для расчета следует сравнивать предел текучести, временное сопротивление, удлинение, твердость, вязкость, форму продукта, толщину и состояние поставки конкретной марки.
Изготовление и сварка
Низкоуглеродистые стали широко применяются для гибки, штамповки и сварки. С ростом содержания углерода, прокаливаемости, толщины и жесткости соединения могут возрастать требования к подогреву и контролю водорода.
Аустенитные нержавеющие стали 304 и 316 хорошо формуются и свариваются. Более высокое тепловое расширение и низкая теплопроводность требуют контроля сварочных деформаций. Загрязнение поверхности частицами углеродистой стали способно вызвать последующие ржавые пятна.
Подробности приведены в руководстве по сварке нержавеющей стали .
Физические свойства и стоимость
В таблице Outokumpu плотность представительной нелегированной стали составляет около 7,8 kg/dm³, а 304 — около 7,9 kg/dm³. Различие теплопроводности при комнатной температуре заметнее: примерно 55 и 15 W/(m·K) соответственно.
Начальная цена углеродистой стали обычно ниже. Цинкование, окраска, инспекции, ремонт и обновление покрытия меняют экономику жизненного цикла. Нержавеющая сталь может быть выгоднее при сложном доступе для обслуживания, высоких требованиях к чистоте или дорогих последствиях коррозии.
Практический выбор
Для сухих внутренних конструкций и общего производства углеродистая сталь часто служит экономичной отправной точкой. Для гигиенического оборудования, коррозионной среды и труднодоступных объектов следует оценить подходящую нержавеющую марку. В хлоридной среде выбор 304, 316 или более легированной марки зависит от концентрации, температуры и геометрии.
Закупочная спецификация должна содержать стандарт, марку, форму продукта, размеры, состояние поставки, поверхность или покрытие и требования к контролю.