Что крепче железо или нержавейка

Какой крепеж прочнее — из углеродистой или из нержавеющей стали?

Есть мнение, что крепеж из нержавеющей стали менее прочный, чем из углеродистой. Но так ли это на самом деле? Попробуем ответить на этот вопрос в статье. И нержавеющие, и так называемые «черные» метизы пользуются большой популярностью. Но изделия из нержавейки дороже обычных стальных. Ознакомиться с ассортиментом крепежа из обоих материалов можно на сайте http://12x18n10t.com.ua/.

Почему возникло мнение о разной степени прочности?

Мнение о разной степени прочности возникло из-за разницы в составах сталей. Нержавеющие стали – высоколегированные железные сплавы. Суммарное количество легирующих компонентов в составе сплава не должны быть меньше 10%. А если сталь аустенитная, например, А2 или А4, то легирующих добавок в ней может быть около 30%. Благодаря этому обеспечивается необходимая коррозионная стойкость.

Состав и механические характеристики сталей

В составе углеродистых сталей содержится в основном железо и небольшой процент углерода. Разница межу составами сплавов, которая весьма значительна, обусловила и отличия в механических характеристиках материалов. Необходимые характеристики отражены в нормативных документах:

Чтобы структурировать крепеж по механическим свойствам, нормативами введены такие термины, как класс прочности и класс твердости.

Класс прочности крепежных изделий определяется двумя основными характеристиками:

Под пределом прочности на растяжение подразумевается максимальное механическое напряжение, при превышении которого материал изделия разрушается.

Пределом текучести называют показатель механического напряжения, при котором деформация материала после снятия нагрузки составляет 0,2%.

Классы прочности и соответствующие им механические свойства крепежа из нержавеющей стали регламентированы стандартом ГОСТ ISO 3506-1-2014. Для метизов из углеродистой стали эти характеристики определяет ГОСТ ISO 898-2014.

Сравнивая приведенные в стандартах данные, несложно сделать вывод, что механические свойства крепежа из углеродистой и нержавеющей сталей заметно отличаются. И отличие состоит не только в обозначении классов прочности (8.8, 10.9, 12.99 для изделий из углеродистой стали и А2-70, А4-80 и т.д. для нержавейки). Метизы из аустенитных сплавов обладают большей пластичностью по сравнению с изделиями, изготовленными из углеродистой стали. Поэтому при практически одинаковых показателях временного сопротивления крепеж из нержавейки имеет меньший предел текучести. Это означает, что такие крепежные изделия будут деформироваться при более низких нагрузках. Поэтому мнение о том, что крепеж из нержавеющей стали менее прочный, чем из углеродистой, отчасти верное.

Источник

Самые прочные металлы в мире: топ-10

Можете ли вы представить, что произошло, если бы наши предки не обнаружили важные металлы, такие как серебро, золото, медь и железо? Наверное, мы бы до сих пор жили в хижинах, используя камень в качестве основного инструмента. Именно крепость металла сыграла важную роль в формировании нашего прошлого и теперь работают как основа, на которой мы строим будущее.

Некоторые из них очень мягкие и буквально тают в руках, как самый активный металл в мире. Другие — настолько твердые, что их невозможно согнуть, поцарапать или сломать без применения спецсредств.

А если вам интересно, какие металлы самые твердые и прочные в мире, мы ответим на этот вопрос, учитывая различные оценки относительной твердости материалов (шкала Мооса, метод Бринелля), а также такие параметры как:

10. Тантал

У этого металла сразу три достоинства: он прочный, плотный и очень устойчив к коррозии. Кроме того, этот элемент относится к группе тугоплавких металлов, таких как вольфрам. Чтобы расплавить тантал вам придется развести огонь температурой 3 017 °C.

Тантал в основном используется в секторе электроники для производства долговечных, сверхмощных конденсаторов для телефонов, домашних компьютеров, камер и даже для электронных устройств в автомобилях.

9. Бериллий

А вот к этому металлическому красавцу лучше не приближаться без средств защиты. Потому что бериллий высокотоксичен, и обладает канцерогенным и аллергическим действием. Если вдыхать воздух, содержащий пыль или пары бериллия, то возникнет заболевание бериллиоз, поражающее легкие.

Однако бериллий несет не только вред, но и благо. Например, добавьте всего 0,5 % бериллия в сталь и получите пружины, которые будут упругими даже если довести их до температуры красного каления. Они выдерживают миллиарды циклов нагрузки.

Бериллий применяют в аэрокосмической промышленности для создания тепловых экранов и систем наведения, для создания огнеупорных материалов. И даже вакуумная труба Большого Адронного Коллайдера сделана из бериллия.

8. Уран

Это естественное радиоактивное вещество очень широко распространено в земной коре, но сконцентрировано в определенных твердых скальных образованиях.

7. Железо и сталь

Как чистое вещество железо не такое твердое по сравнению с другими участниками рейтинга. Но из-за минимальных затрат на добычу оно часто комбинируется с другими элементами для производства стали.

Сталь — это очень прочный сплав из железа и других элементов, таких как углерод. Это наиболее часто используемый материал в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. И даже если вы не имеете к ним никакого отношения, то все равно используете сталь каждый раз, когда режете продукты ножом (если он, конечно, не керамический).

6. Титан

Титан — это практически синоним прочности. Он обладает впечатляющей удельной прочностью (30-35 км), что почти вдвое выше, чем аналогичная характеристика легированных сталей.

Будучи тугоплавким металлом, титан обладает высокой устойчивостью к нагреву и истиранию, поэтому является одним из самых популярным сплавов. Например, он может быть легирован железом и углеродом.

Если вам нужна очень твердая и при этом очень легкая конструкция, то лучше чем титан металла не найти. Это делает его выбором номер один для создания различных деталей в авиа- и ракетостроении и судостроении.

5. Рений

Это очень редкий и дорогой металл, который хотя и встречается в природе в чистом виде, обычно идет «довеском»-примесью к молибдениту.

Если бы костюм Железного человека был сделан из рения, он мог бы выдержать температуру в 2000 ° C без потери прочности. О том, что стало бы с самим Железным человеком внутри костюма после такого «фаер-шоу» мы умолчим.

Россия — третья страна в мире по природным запасам рения. Этот металл используется в нефтехимической промышленности, электронике и электротехнике, а также для создания двигателей самолетов и ракет.

4. Хром

По шкале Мооса, которая измеряет устойчивость химических элементов к царапинам, хром находится в пятерке лучших, уступая лишь бору, алмазу и вольфраму.

Хром ценится за высокую коррозионную стойкость и твердость. С ним легче обращаться, чем с металлами платиновой группы, к тому же он более распространен, поэтому хром является популярным элементом, используемым в сплавах, таких, как нержавеющая сталь.

А еще один из прочнейших металлов на Земле используется при создании диетических добавок. Конечно, вы будете принимать внутрь не чистый хром, а его пищевое соединение с другими веществами (например, пиколинат хрома).

3. Иридий

Как и его «собрат» осмий, иридий относится к металлам платиновой группы, и по внешнему виду напоминает платину. Он очень твердый и тугоплавкий. Чтобы расплавить иридий, вам придется развести костер температурой выше 2000 °C.

Иридий считается одним из самых тяжелых металлов на Земле, а также одним из самых устойчивых к коррозии элементов.

2. Осмий

Этот «крепкий орешек» в мире металлов относится к платиновой группе и обладает высокой плотностью. Фактически это самый плотный природный элемент на Земле (22,61 г/см3). По этой же причине осмий не плавится до 3033 ° C.

Когда он легирован другими металлами платиновой группы (такими как иридий, платина и палладий), он может использоваться во многих различных областях, где необходимы твердость и долговечность. Например, для создания емкостей для хранения ядерных отходов.

1. Вольфрам

Самый прочный металл, который только есть в природе. Этот редкий химический элемент также самый тугоплавкий из металлов (3422 ° C).

Впервые он был обнаружен в форме кислоты (триоксида вольфрама) в 1781 году шведским химиком Карлом Шееле. Дальнейшие исследования привели двух испанских ученых — Хуана Хосе и Фаусто д’Эльхуяра — к открытию кислоты из минерала вольфрамита, из которого они впоследствии изолировали вольфрам с помощью древесного угля.

Помимо широкого применения в лампах накаливания, способность вольфрама работать в условиях сильной жары делает его одним из наиболее привлекательных элементов для оружейной промышленности. Во время Второй мировой войны этот металл сыграл важную роль в инициировании экономических и политических отношений между европейскими странами.

Вольфрам также используется для изготовления твердых сплавов, а в аэрокосмической промышленности — для изготовления ракетных сопел.

Таблица предела прочности металлов

Сплавы против металлов

Сплавы представляют собой комбинации металлов, и основной причиной их создания является получение более прочного материала. Наиболее важным сплавом является сталь, которая представляет собой комбинацию железа и углерода.

Чем выше прочность сплава — тем лучше. И обычная сталь тут не является «чемпионом». Особенно перспективными представляются металлургам сплавы на основе ванадиевой стали: несколько компаний выпускают варианты с пределом прочности до 5205 МПа.

А самым прочным и твердым из биосовместимых материалов на данный момент является сплав титана с золотом β-Ti3Au.

Источник

Посуда из нержавеющей стали: особенности выбора и ухода. Что тверже нержавейка или сталь

Латунь и нержавеющая сталь занимают прочные позиции в промышленных производствах и используются практически во всех сферах и отраслях. Для того, чтобы ответить на вопрос: что лучше — латунь или нержавеющая сталь (или, как ее еще называют — нержавейка), необходимо сначала подробно рассмотреть механические свойства, сильные и слабые стороны каждого материала по отдельности. Только сравнив наглядно и оценив все достоинства и недостатки, можно ответить на вопрос — что лучше: латунь или нержавеющая сталь.

ПОДРОБНЕЕ О НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

Получить нержавейку можно путем усовершенствования обычной стали, в результате усиления ее свойств при помощи добавления примесей других металлов. Чаще всего в качестве таких усиливающих компонентов используют: медь, никель, хром, марганец, титан сера, кремний и некоторые другие. Несмотря на множество вариантов примесей, именно процентное содержание хрома является основополагающим и определяет наличие тех, или иных свойств нержавейки. Исходя из содержания хрома в составе, принято различать пять основных видов нержавеющей стали.

Аустенитные стали. Они содержат не менее 20% хрома и 4,5% никеля.

Дуплексные стали. В них содержание хрома достигает 25%, 1,5%никеля и незначительной примеси азота.

Ферритные стали. В их составе допускается до 29% хрома.

Мартенситные стали. В них содержание хрома незначительное, не более 13%, а никеля максимум 4%.

Многокомпонентные стали. Минимальное количество хрома и никеля и включают широкий спектр прочих примесей-усилителей.

Дак что же лучше: латунь или нержавеющая сталь? Давайте рассмотрим положительные свойства нержавеющей стали:

Маркировка нержавеющей стали — число указывающее на процентное содержание углерода; буквенные обозначения, дающие представление о том, какая именно примесь содержится в данном сплаве:Х-хром, Н-никель и т.д. После них идут цифровые обозначения процентного содержания примеси.

Аустенитные стали имеют свою, несколько отличающуюся от других типов маркировку:

Наиболее популярные марки:

ГОСТ 20Х13 (AISI 420, DIN 1.4021)

– нержавейка с мартенситной структурой, не поддается свариванию, не склонна к отпускной хрупкости, в процессе производства не образует внутренних дефектов. Используется для изготовления измерительного, режущего инструмента, пружин, рессор.

ГОСТ 12Х17 (AISI 430, DIN 1.4016)

– ферритная нержавеющая жаропрочная марка, не содержит в составе никеля. Характеризуется хорошей антикоррозийной сопротивляемостью в средне-агрессивных химических средах и высоких температурах.

ГОСТ 12Х18Н9 (AISI 304, DIN 1.4301)

– жаропрочный коррозионностойкий сплав, используемый в сварных конструкциях, контактирующих с агрессивными средами. Применяется для листовых деталей, сварной аппаратуры, теплообменников, аппаратов, работающих под давлением.

ГОСТ 08Х18H10 (AISI 304H, DIN 1.4948)

– аустенитный тип жаропрочного коррозионноустойчивого сплава, применяемый для производства трубного проката, узлов и агрегатов для химической и машиностроительной сферы, теплообменников, промышленных емкостей.

ГОСТ 03Х18H11 (AISI 304L, DIN 1.4306)

– хромоникелевая марка используется для производства оборудования, емкостей и трубопроводов для химической промышленности, в производстве азотной кислоты и других агрессивных веществ.

ГОСТ 08Х18H10Т (AISI 321, DIN 1.4541)

– нержавеющий жаростойкий и жаропрочный сплав, немагнитный, устойчивый к окислению и обладающий хорошей свариваемостью без предварительного нагрева. Используется в качестве пищевой и технической нержавейки для производства листового и трубного проката, сварной аппаратуры, изготовления емкостей, цистерн, резервуаров и оборудования в химической и нефтегазовой промышленности.

ГОСТ 03Х17H14М2, 03Х17H14М3, (AISI 316, 316S, 316L)

– незакаливаемая аустенитная марка, области применения – сварные детали, оборудование для целлюлозно-бумажной и химической промышленности, корпусы котлов, емкости и установки для угольной промышленности.

ГОСТ 08Х17H13М2Т (AISI 316Ti, DIN 1.4571)

– конструкционный жаростойкий жаропрочный нержавеющий сплав применяется для крепежных деталей и сварных конструкций в разных отраслях промышленности.

ГОСТ 20Х23H18 (AISI 310S, DIN 1.4845)

– жаропрочная и жароустойчивая аустенитная стальная нержавейка, применяемая для изготовления поковок, хомутов, камер сгорания, крепежных деталей и элементов котлов, б/ш труб, муфтелей.

При выборе нержавеющей стали следует учитывать условия эксплуатации металла, предполагаемую нагрузку, необходимые дополнительные свойства изделия. Если вы сомневаетесь, как правильно выбрать нержавеющую сталь, лучше обратиться к специалистам. Оставляйте заявку на сайте, и наши менеджеры дадут рекомендации по подбору оптимальных марок нержавеющих сплавов для заданных условий эксплуатации.

ПОДРОБНЕЕ О ЛАТУНИ

Латунь, в отличие от нержавеющей стали, получена в результате сплавления меди и цинка.

Принято различать два типа латуней:

К основным положительным свойствам латуни относят:

Маркировка латуни производится в зависимости от типа сплава. Так, двухкомпонентные латуни маркируются буквенными и цифровыми обозначениями, где Л-обозначает материал, а последующие цифры говорят о процентном содержании меди. Многокомпонентные сплавы имеют более развернутую и сложную маркировку в связи с наличием сразу нескольких компонентов. В целом, суть остается такой же, как и у простой латуни.

Основные технические характеристики латуни:

Оцинкованная сталь

В просторечии «оцинковка» – это тот же плоский прокат в стандартизированной размерной сетке, но с улучшенной коррозийной защитой в виде тонкого слоя цинка на поверхности. Цинкование может быть одно- или двухсторонним. Оно создает препятствие для контакта металла с жидкостями и кислородом, а также обеспечивает устойчивость к механическим повреждениям. Оцинковка бывает перфорированной и гладкой, выпускается в рулонах.

Характеристики

Оцинкованная сталь производится с обрезной и необрезной кромкой. По типу покрытия подразделяется:

Толщина листов колеблется от 0,4 до 2,0 мм в зависимости от толщины защитного слоя. Выпускается глубокой, весьма глубокой и нормальной вытяжки.

Сталь легко теряет свои антикоррозионные свойства при некачественном покрытии. Оно может быть с нормальной или уменьшенной разнотолщинностью. Двойная послойная защита – цинк и порошковая краска – гарантия долговечности стальной конструкции при гибке, вытяжке, штамповке листов.

Пользовательский спрос на оцинкованную сталь объясняется ее характеристиками и ценой. Равномерное гальванопокрытие обеспечивает качественный однородный защитный слой, но повышает себестоимость конечной продукции. В то же время непрерывное горячее оцинкование чуть хуже по качеству, но выигрывает в стоимости обработки. Для оцинковки характерна низкая электропроводимость.

ЧТО ЖЕ ЛУЧШЕ: ЛАТУНЬ ИЛИ НЕРЖАВЕЙКА

Рассмотрев подробнее технические характеристики нержавеющей стали и латуни, их отличия, становится понятным, что это абсолютно разные материалы. Скорее всего вряд ли получится однозначно ответить на вопрос: латунь или нержавейка — что лучше?

Каждый из двух сплавов обладает достаточным количеством положительных качеств и каждый хорош в своей сфере.

Так, нержавейка в отличие от латуни является более выносливым материалом, не боящимся термических и механических нагрузок, коррозийных повреждений и агрессивных сред. Но при этом стоит учитывать ее прочность, способную доставить некоторые трудности в процессе обработки, и будет задаваться логичный вопрос: чем режут металл такого типа?. В сравнении с нержавеющей сталью, латунь более пластичный и мягкий сплав. Устойчивостью к агрессивным условиям она явно уступает нержавейке. Однако, благодаря своей «мягкости», она легче принимает заданные параметры, может подлежать покрытию декорирующим слоем и даже сама по себе латунь способна стать отличным материалом для изготовления различных декоративных изделий, с высокой эстетической привлекательностью.

Таким образом, отвечая на вопрос: что лучше: латунь или нержавейка — прежде всего необходимо определить сферу использования и все дополнительные условия и в соответствии с возможностями самих материалов, выбрать оптимальный вариант. Помимо учета технических возможностей немаловажным аспектом может являться финансовая сторона.

Изделия, произведенные из нержавеющей стали, как правило, значительно дороже возможных аналоговых вариантов, изготовленных из латуни. Самым ярким примером может служить разница и соответствие цены-качества в линейке сантехнических изделий. Именно в этом направлении выбор между двумя сплавами актуален, пожалуй, чаще всего. Подводя итог, можно сказать, что при верном подходе к выбору любой из представленных материалов полностью удовлетворит запросы потребителя.

Сравнение металлов

Если сопоставлять нержавеющую сталь и чугун, то сравнение выйдет некорректным. Оба металла имеют разновидности, которые отличаются по своим эксплуатационным характеристикам. Однако присутствуют и общие свойства.

По сути, оба металла – это сплав железа и углерода, и главное отличие заключается в процентном содержании последнего. Если в нержавейке присутствует 1,5-2% углерода, то в чугуне – 2%. Именно эта незначительная разница и обуславливает различие в характеристиках металлов:

Источник

Сравнение углеродистых и нержавеющих сталей

Эти два материала относятся к наиболее распространенным типам сплавов. Они имеют разный химический состав и эксплуатационные свойства. Средне- и высокоуглеродистая сталь состоит преимущественно из углерода и железа. В составе нержавейки большую долю занимают такие компоненты, как хром и железо.

Применение углеродистой стали

По уровню процентного содержания углерода, который влияет на механические качества основы, ее делят на группы:

Из вещества изготавливают конструкции для строительства, машиностроения. Заготовки на его основе применяют при укладке трубопроводных сетей. Особенно востребована у производителей ТПА конструкционная марка 20. Она подходит для создания компактных устройств (винтов, маховых колес, гвоздей, проволоки) и крупных объектов (отводов, переходов).

Преимущества углеродистых сплавов:

Основной недостаток изделий из этого материала – подверженность коррозии и ржавчине. Особенно уязвимы перед этими процессами металлоконструкции, которые контактируют с влагой и воздухом. В этом случае железо начинает быстро окисляться, на поверхности изделий появляются ржавые следы.

Где используют нержавеющую сталь

Материал, который не подвержен коррозионным разрушениям, имеет в своем составе хром в количестве 10-11%. В его структуру также входит углерод, но большая часть стали состоит из железа. Чтобы улучшить прочность коррозионного сплава в него вводят легирующие компоненты (серу, титан, кобальт, фосфор, никель).

На производстве чаще всего применяют марку 12х18н10т. Комплектующие, например, отводы, изготовленные на ее основе, отличаются хорошей свариваемостью, устойчивостью к агрессивным веществам, долговечностью. Срок службы сертифицированной трубопроводной арматуры из нержавейки составляет, например, 20-40 лет. При этом она долго сохраняет первоначальный внешний вид, не требует покраски.

Сфера применения сырья широка. В нее входит:

Недостатки сырья: высокая цена, слабо поддается механической обработке.

Что лучше: нержавейка или углеродка?

Споры на эту тему ведутся давно. Но такая формулировка вопроса не совсем корректна: слово «углеродистая» говорит о процентном содержании углерода в составе сплава, а определение «нержавеющая» подчеркивает способность материала противостоять коррозии.

Принципиальное (но не единственное!) отличие одного вещества от другого – устойчивость к ржавлению. Кроме этого, конструкции из углеродистой стали быстро поглощают посторонние запахи, а «нержавейка» этому не подвержена. Это может быть особенно важным при выборе бытовых изделий из стали (например, при покупке кухонных ножей).

Состав с высоким содержанием углерода обладает лучшими режущими свойствами. Его податливая структура лучше поддается заточке, а режущая кромка из него будет тоньше края из не поддающегося коррозии сплава.

Сферы отраслей применения двух сталей также отличаются. Углеродку используют для выпуска небольших деталей и инструментов, которым не нужны улучшенные свойства металла. Она востребована на участках, где прочный металл необходим в большом объеме: например, при прокладке магистральных сетей.

Конструкции, которые работают с агрессивными смесями, изготавливают на основе нержавеющей стали. Их монтируют в химической, нефтегазовой промышленности. Нержавейке отдают предпочтение при создании деталей улучшенной прочности и долговечности (сфера медицины, авиа-, судостроение).

© ЗСПА — детали трубопроводов, 2021 Поставка трубопроводной арматуры по России и СНГ

Источник