Пищевая нержавейка: история и время появления, описание и свойства, популярные марки и сфера применения

При создании изделий, которые при эксплуатации могут находится в контакте пищевыми продуктами и жидкостями, довольно часто применяется пищевая нержавейка. Свойства этого материала определяют его широкое распространение. Основное свойство связано с коррозионной стойкостью. В продажу поставляются самые различные заготовки, чаще всего в виде листов.

Пищевая нержавеющая сталь

Общая характеристика пищевой стали

Основные характеристики пищевой нержавейки более высокие, чем обычной. Это связано с тем, что не каждый металл может выдержать условия, при которых проводится транспортировка и хранение продуктов питания. Именно поэтому на протяжении длительного периода велись разработки для получения материала с исключительными эксплуатационными качествами.

Современная пищевая нержавеющая сталь характеризуется следующими особенностями:

1. Эстетический привлекательный внешний вид. При этом он остается практически неизменным на протяжении длительного периода.
2. Отличия пищевой нержавейки от технической заключаются в том, что первая производится при соблюдении строгих гигиенических и токсикологических требований.
3. Экологическая безопасность. Поверхность не взаимодействует с окружающей средой.
4. Легкость в обслуживании. При необходимости нержавеющая сталь может быть быстро очищена, и для этого не требуются специальные химические вещества.
5. Поверхностная пленка может выдерживать агрессивное воздействие.

В последнее время пищевая сталь часто применяется при изготовлении изделий бытового применения. Кроме этого, листовой материал используют для обшивки внутреннего пространства духовых шкафов или кухонных плит. Высокие эксплуатационные качества определяют то, нержавейка может прослужить в течение длительного периода.

Пищевая нержавеющая сталь листовая

Довольно распространенным вопросом можно назвать то, как отличить пищевую нержавейку от технической. К рассматриваемой категории металлов относятся сплавы, в состав которых входит около 27% хрома.

За счет повышения концентрации этого химического вещества на поверхности формируется оксидная пленка, она существенно повышает коррозионную устойчивость металла.

Как определить пищевую нержавейку? Как правило, разница заключается в концентрации определенных элементов в составе:

1. При определенной концентрации хрома и кальция можно повысить устойчивость поверхности к воздействию водяного пара. При этом антикоррозионные свойства могут сохраняться при температуре до 1150 °C.
2. В состав могут включать и никель, который повышает устойчивость поверхности к воздействию азотной или других кислот.
3. Молибден увеличивает устойчивость металла к действию уксусной и серной кислоты.
4. В некоторых случаях проводится добавление меди, за счет которой металл становится более устойчивым к коррозии и растяжению.
5. Кремний защищает материал от действия серной и соляной кислоты.

Стоит учитывать, что большая концентрация легирующих элементов может негативно сказываться на основных механических характеристиках металла. Поэтому при выборе более подходящей нержавейки учитывается то, в каких условиях он будет применяться.

Как ранее было отмечено, сфера применения нержавейки была существенно расширена. Марка нержавеющей стали для пищевой промышленности может использоваться при производстве следующей продукции:

1. Столовых приборов и посуды.
2. Различного электрического товара, который предназначен для приготовления пищи.
3. Оборудования для пищевой промышленности: хранение, транспортировка, приготовление.
4. В некоторых случаях используются листы металла для обшивки внутренней поверхности грузового отсека автомобиля.

Чайник из нержавейкиКухонный гарнитур из нержавеющей стали

В состав могут включаться самые различные химические элементы, за счет которых не только повышается коррозионная стойкость, но и прочность, твердость.

При выборе наиболее подходящего сплава уделяется внимание тому, как долго изделие будет контактировать с агрессивной средой. Некоторые изделия можно создать из сплава, который менее устойчив к коррозионному воздействию, но при этом обладает хорошей прочностью.

Химический состав стали AISI 304Физические свойства стали AISI 304

Пищевая нержавейка марка стали aisi 304 получила самое широкое распространение. Это связано с тем, что 08×18Н10 характеризуется низкой стоимостью и высокой устойчивостью к различным химикатам и веществам. Кроме этого, учитываются следующие качества:

1. Хорошая степень свариваемости, за счет чего упрощается процесс получения различных изделий.
2. Высокая прочность и повышение степени обрабатываемости при незначительном нагреве.
3. Есть возможность провести электрическую полировку для получения наиболее качественной поверхности.
4. Высокая устойчивость к межкристаллической коррозии. Она может существенно снизить прочность материала и другие его качества.

Еще одна популярная марка пищевой нержавеющей стали 08×13 характеризуется универсальными свойствами. Она используется при изготовлении различных изделий, в том числе тех, которые применяются в быту.

Емкость для термической обработки часто создают при использовании марки 20×13, которая характеризуется пластичностью и повышенной устойчивостью к износу.

Кроме этого, при воздействии жара поверхность не теряет свою коррозионную стойкость.

Химический состав стали 08Х18Н10Физические свойства стали 08Х18Н10

К отрасли, в которой требуются металлы с повышенной коррозионной устойчивостью относится виноделие или производство спиртов, сфера переработки отходов. В этом случае применяется марка стали 12×13. Она характеризуется следующими свойствами:

1. Высокая жаропрочность. При эксплуатации нержавейка может нагреваться до температуры выше 100 °C, за счет чего изменяются основные свойства.
2. Защита от воздействия слабоагрессивной среде.
3. Хорошая ударная вязкость

Часто нержавейка применяется при изготовлении емкостей промышленного и бытового предназначения, в которой продукты питания нагревается до высокой температуры. Подходит для этого марка 08×17. Этот сплав обладает следующими свойствами:

1. Коррозионная устойчивость при повышении температуры. Некоторые пищевые нержавейки не выдерживают воздействие при сильном нагреве, в результата чего на поверхности появляется коррозия.
2. Высокие механические свойства. Создаваемые изделия могут прослужить долго при различных условиях эксплуатации.
3. Теплопроводность. Как правило, нагрев содержимого происходит снаружи. Именно поэтому теплопроводность считается наиболее важным параметром.
4. При достаточной прочности выдерживается и высокая пластичность.

Химический состав пищевой нержавейки 20Х13

Универсальные наиболее распространены в сфере производства бытовой техники. К этой группе относится сплав 08×17Т, который чаще всего поставляется на производство в виде листового проката.

Особенности маркировки и ГОСТы

Маркировка пищевой нержавеющей стали проводится в соответствии с установленными правилами В ГОСТ. Как правило, при обозначении сплава указывается концентрация основных легированных элементов.

Скачать ГОСТ 5632-2014

Среди особенностей маркировки отметим следующие моменты:

1. Первая цифра указывает на концентрацию углерода – основной элемент, определяющий прочность и твердость сплава.
2. Для обозначения легирующих элементов применяются определенные символы. Для каждого указывается концентрация в процентном соотношении.
3. Если перед символом не проставляется цифра, то концентрация химического элемента составляет менее одного процента.

Пищевая нержавеющая сталь в промышленности

Кроме этого, пищевая нержавейка (ГОСТ определяет санитарно-технические нормы) может содержать и другие примеси, которые не указываются при маркировке. Примером можно назвать серу и фосфор – оба элемента входят в состав практически всех металлов, являются вредными примесями, при увеличении количества, которых сплав теряет свои свойства.

Источник: https://stankiexpert.ru/spravochnik/materialovedenie/pishchevaya-nerzhaveyushchaya-stal.html

История нержавеющей стали: кто и когда ее изобрел

Сто лет назад мир услышал о замечательном материале, который чрезвычайно широко применяется в самых различных областях нашей жизни, — нержавеющей стали.

О технологических новинках публика часто узнает из средств массовой информации, однако такие сообщения обычно не опираются на дипломатические источники. 31 января 1915 года это правило было нарушено.

Газета New York Times опубликовала небольшую заметку, озаглавленную A Non-Rusting Steel. В газетном сообщении говорилось, что компания из британского города Шеффилда выпустила на рынок новый вид стали, «которая не поддается коррозии, не тускнеет и не покрывается пятнами».

Производитель утверждал, что она чрезвычайно подходит для изготовления столовых приборов, поскольку изделия из нее хорошо моются и не теряют блеска при контакте даже с самой кислой пищей. В качестве источника информации был назван американский консул в Шеффилде Джон Сэвидж.

Вот так, без большого шума и с изрядным запозданием, мир узнал об изобретении нержавеющей стали.

Типы нержавейки Нержавеющие стали различаются свойствами, составом и назначением, но в целом их можно разделить на несколько основных групп по кристаллической структуре: ферритные, аустенитные, мартенситные и двухфазные (ферритно-аустенитные). Ферритные нержавеющие — это хромистые (10−30% хрома) и низкоуглеродистые (менее 0,1%) стали. Они достаточно прочные, пластичные, относительно несложно обрабатываются и при этом дешевы, но не поддаются термической обработке (закаливанию). Мартенситные нержавеющие — это хромистые (10−17% хрома) стали, содержащие до 1% углерода. Они хорошо поддаются термообработке (закаливанию и отпуску), что придает изделиям из таких сталей высокую твердость (из них делают ножи, подшипники, режущие инструменты). Мартенситные стали сложнее в обработке и из-за более низкого содержания хрома менее стойки к коррозии, чем ферритные. Аустенитные нержавеющие стали — хромоникелевые. Они содержат 16−26% хрома и 6−12% никеля, а также углерод и молибден. По коррозионной стойкости превосходят ферритные и мартенситные стали и являются немагнитными. Высокую прочность получают при нагартовке (наклепе), при термообработке (закалке) их твердость уменьшается. Двухфазные стали сочетают различные свойства ферритных и аустенитных сталей.

Предки нержавейки

Вообще-то такую сталь выпускали в Европе и США еще до шеффилдских металлургов. Обычная сталь, сплав железа и углерода, легко покрывается пленкой оксида железа — то есть ржавеет. К слову, именно это обстоятельство было одной из причин блестящего коммерческого успеха американского предпринимателя Кинга Кемпа Жиллетта, который придумал безопасную бритву.

В 1903 году его фирма продала лишь 51 лезвие, в 1904-м — без малого 91 000, а к 1915 году общий объем продаж превысил 70 млн. Жиллеттовские лезвия, на которые шла нелегированная сталь из бессемеровских конвертеров, быстро ржавели и тупились и потому требовали частой замены.

Любопытно, что рецепт борьбы с этой болезнью главного металла тогдашней индустрии был давно найден. В 1821 году французский геолог и горный инженер Пьер Бертье заметил, что сплавы железа с хромом обладают хорошей кислотоустойчивостью, и предложил делать из них кухонные и столовые ножи, вилки и ложки.

Среди их авторов был один из пионеров американского автомобилестроения Элвуд Хейнс, который собирался использовать свой сплав для изготовления металлорежущего инструмента. В 1912 году он подал заявку на соответствующий патент, который был получен лишь семью годами позже после длительных споров с Бюро патентов США.

Лезвия для станков Gillette делали из твердой углеродистой стали. Они были не слишком долговечны, поскольку легко ржавели от постоянного воздействия влаги.

Случайная находка

Но официальным родителем всем известной нержавейки стал человек, который ее вовсе не искал и создал лишь благодаря счастливому случаю. Этот жребий выпал на долю английского металлурга-самоучки Гарри Брирли, который в 1908 году возглавил небольшую лабораторию, учрежденную двумя шеффилдскими сталеплавильными компаниями.

В 1913 году он проводил исследования стальных сплавов, которые предполагалось использовать для изготовления ружейных стволов. Научное металловедение пребывало тогда в зачаточном состоянии, поэтому Брирли действовал методом проб и ошибок, проверяя на прочность и жароустойчивость сплавы с разными присадками.

Неудачные заготовки он попросту складывал в углу, и они там спокойно ржавели. Как-то он заметил, что отливка, извлеченная из электрической печи месяц назад, вовсе не выглядит ржавой, а блестит как новая. Этот сплав содержал 85,3% железа, 0,2% кремния, 0,44% марганца, 0,24% углерода и 12,8% хрома.

Он-то и стал первым в мире образцом той стали, о которой позднее сообщила газета New York Times. Он был выплавлен в августе 1913 года.

А столовые ножи производства одной из компаний в Шеффилде, возможно, были не такими острыми, но зато хорошо сопротивлялись коррозии.

Провал и успех

Брирли заинтересовался необычной отливкой и вскоре выяснил, что она хорошо сопротивляется действию азотной кислоты. Хоть в качестве оружейной стали новый сплав успеха и не принес, Брирли понял, что этот материал найдет множество других применений.

Шеффилд с XVI столетия известен изделиями из металла, такими как ножи и столовые приборы, так что Брирли решил опробовать свой сплав в этом качестве. Однако двое местных фабрикантов, которым он отправил отливки, отнеслись к его предложению скептически.

Понятно, что и ножовщики, и производители металла опасались, что изделия из нержавеющей стали окажутся настолько долговечными, что рынок быстро насытится и спрос на них упадет. Поэтому вплоть до лета 1914 года все попытки Брирли убедить промышленников в перспективности нового сплава ни к чему путному не привели.

Но потом ему повезло. В середине лета судьба столкнула его со школьным товарищем Эрнестом Стюартом. Стюарт, сотрудник компании R.F.

Mosley & Co, выпускавшей столовые приборы, поначалу вообще не поверил в реальность существования стали, которая неподвластна ржавчине, однако согласился в виде эксперимента изготовить из нее несколько ножей для сыра.

Изделия получились отменными, однако Стюарт счел эту затею неудачной, поскольку его инструменты при изготовлении этих ножей быстро тупились. Но в конце концов Стюарт и Брирли все-таки подобрали режим нагрева, при котором сталь поддавалась обработке и не становилась хрупкой после охлаждения.

В сентябре Стюарт сделал небольшую партию кухонных ножей, которые он раздал знакомым для тестирования с одним условием: он попросил вернуть их в случае появления на клинках ножей пятен или ржавчины. Но ни один нож так и не вернулся в его мастерскую, и вскоре шеффилдские фабриканты признали новую сталь.

Небесное железо Довольно часто можно встретить утверждение, что метеоритное железо не ржавеет. На самом деле это чистой воды миф. Железоникелевые метеориты имеют в своем составе около 10% никеля, но не содержат хрома, поэтому не обладают коррозионной стойкостью. В этом можно убедиться, посетив минералогический раздел какого-нибудь музея естественной истории. Присмотревшись к образцам железоникелевых метеоритов (скажем, Сихотэ-Алиньского, который часто встречается в таких экспозициях), можно увидеть многочисленные следы ржавчины. А вот образец железоникелевого метеорита, купленный в магазине минералогических сувениров, скорее всего, действительно не будет ржаветь. Причина — в «предпродажной подготовке», которая заключается в покрытии образца густой защитной смазкой. Стоит смыть эту смазку при помощи растворителя — и тогда влага и кислород атмосферы возьмут реванш.

Резцы и ножи

В августе 1915 года Брирли получил на свое изобретение патент в Канаде, в сентябре 1916 года — в США, затем и в нескольких европейских странах. Строго говоря, он патентовал даже не сам сплав, а лишь изготовленные из него ножи, вилки, ложки и прочие столовые приборы.

Хейнс опротестовал американский патент Брирли, ссылаясь на свой приоритет, но в конце концов стороны пришли к соглашению. Это сделало возможным учреждение в Питтсбурге совместной англо-американской корпорации The American Stainless Steel Company. Но это уже совсем другая история.

Стоит отметить, что нержавеющая сталь Хейнса содержала куда больше углерода, нежели сталь Брирли, и потому имела иную кристаллическую структуру. Это и понятно: углерод обеспечивает твердость при закалке, а Хейнс стремился создать именно сплав для изготовления станочных резцов и фрез.

Сейчас стали хейнсовского типа называют мартенситными, а стали, которые исторически восходят к сплаву Брирли, — ферритными (существуют и другие виды нержавеющих сталей).

Индийское чудо Железная (Кутубова) колонна — одна из главных достопримечательностей Дели. Воздвигнутая в 415 году, она за 1600 лет почти не пострадала от коррозии — лишь на поверхности виднеются небольшие пятнышки ржавчины, в то время как обычные стальные изделия подобного размера за такое время почти полностью окисляются и рассыпаются в пыль. В попытках объяснить этот феномен было выдвинуто множество гипотез: использование очень чистого или метеоритного железа, естественное азотирование поверхности, воронение, постоянная обработка маслом и даже естественное радиоактивное облучение, превратившее верхний слой в аморфное железо. Были попытки объяснить сохранность колонны и внешними факторами — в частности, очень сухим климатом. Анализы показали, что колонна состоит из 99,7% железа и не содержит хрома, то есть не является нержавеющей в современном смысле слова. Основная примесь в материале колонны — фосфор, и именно в этом, по мнению ученых, главная причина коррозионной стойкости. На поверхности образуется слой фосфатов FePO4·H3PO4·4H2O толщиной менее 0,1 мм, причем, в отличие от ржавчины, которая рассыпается и не препятствует дальнейшему окислению, этот слой образует прочную защитную пленку, предотвращающую ржавение железа.

Естественный вкус

Стюарт не только открыл путь к применению новой стали, но и нашел для нее общепринятое ныне англо-язычное название stainless steel, «сталь без пятен».

Если верить стандартному объяснению, оно пришло ему в голову, когда он окунул отполированную стальную пластинку в уксус и, глядя на результат, с удивлением произнес: «This steel stains less», то есть «На этой стали остается мало пятен».

Брирли называл свое детище несколько иначе — rustless steel, что соответствует русскоязычному термину «нержавеющая сталь». Кстати, заглавие заметки в New York Times возвещало о появлении именно нержавеющей (а не слаборжавеющей!) стали.

Секрет ее несложен. При достаточной концентрации хрома (не менее 10,5% и до 26% для особо агрессивных сред) на поверхности изделий из нержавейки формируется твердая прозрачная пленка оксида хрома Cr2O3, прочно сцепленная с металлом.

Она образует невидимый глазу защитный слой, который не растворяется в воде и препятствует окислению железа, а следовательно, не позволяет ему ржаветь. У этой пленки есть еще одно ценнейшее качество — она самовосстанавливается в поврежденных местах, поэтому ей не страшны царапины.

Столовые приборы из нержавейки приобрели огромную популярность еще и потому, что позволили избавиться от специфического привкуса, свойственного недорогой металлической посуде.

Слой оксида хрома предоставляет возможность наслаждаться естественным вкусом пищи, поскольку препятствует непосредственному контакту вкусовых сосочков языка с металлом. В общем, нержавеющая сталь, которую современная индустрия выпускает во множестве разновидностей — поистине замечательное случайное изобретение.

Источник: https://www.PopMech.ru/technologies/56589-istoriya-nerzhaveyushchey-stali-kto-i-kogda-ee-izobrel/

Пищевая нержавеющая сталь. Марки, свойства

Пищевая промышленность одна из немногих представлена в любой стране на любом континенте.

Основными факторами, с которыми сталкивается оборудование, задействованное этой промышленностью, это продуктовая среда, которая имеет ярко выраженную корродирующую активность, использование химически активных веществ для дезинфекции и гигиеничности процессов, высокие температуры, высокая скорость изменения давления и использование механического перемешивания. Эти факторы привели к широкому использованию оборудования из нержавеющих сплавов в цехах пищевых комбинатов.

Нержавеющая сталь служит материалом не только для изготовления посуды, но и для гигиеничной и удобной мебели для объектов общественного питания

Особенности и сферы применения пищевой стали

Нержавеющая сталь для пищевой промышленности, применяемая сегодня в производстве, должна обладать особым химическим составом и являть собой сплав множества свойств. Химический состав пищевой нержавеющей стали определяет основные из них:

• Высокая устойчивость к пищевым средам в широком диапазоне температур
• Устойчивость и сопротивление к агрессии веществ в сварных швах
• Конструкционная жесткость, свариваемость
• Нейтральное поведение к химическим реагентам
• Устойчивость к механическим воздействиям
• Соответствие санитарным нормам, экологическим стандартам

Для обеспечения выполнения вышеперечисленных пунктов важно уделить внимание содержанию хрома в стали. Использование сплавов с содержанием менее 17% этого элемента чревато неприятностями и преждевременным выходом из строя дорогостоящего оборудования.

Хром, соединяясь с железом, способен создавать на поверхности, при кристаллизации, защитный слой, сопротивляющийся внешним неблагоприятным факторам.

Другие элементы, не менее важные, при вводе в сплав, создают дополнительные свойства и характеристики:

1. Ni – никель, наряду с хромом, способствует устойчивости к коррозии.
2. Ti – титан противостоит ржавчине сварных швов, и зон изделий, разогретых до 450 – 800 градусов.
3. Mo – молибден повышает сопротивляемость к точечной (питтинговой) коррозии.

Отсутствие государственных стандартов и нормативов на пищевую нержавеющую сталь, приводит к свободной интерпретации подходящих сталей, основанной на советах и предыдущего опыта использования определенных марок. Термин «пищевая» нержавеющая сталь условный и определяется спецификой эксплуатации и применения в соответствующем производстве.

Интересная информация: нержавеющая сталь не единственный металл для пищевой промышленности. Но, как правило, другие металлы разрешены в одной отрасли и запрещены в других. Существует запрет на медь в молочнокислом производстве.

При производстве спирта, пива, кондитерских изделий медь является наилучшим материалом. Алюминий, напротив, сертифицирован для процесса производства молока, запрещен для приготовления молочных продуктов питания.

Нержавеющая сталь представляет собой наиболее универсальный материал для отрасли.

Марки пищевой нержавеющей стали

Исследования и испытания в области гигиены, производственной санитарии, конструкционных свойств, технологических особенностей сплавов, которые использовались для производства вина и уксуса, помогли найти самые удовлетворяющие марки. Именно эти продукты являются наиболее агрессивными в промышленности (воздействие кислот, дрожжей, кислорода).

• 12х18н9т, 08х21н6м2т, 08х21н5т, 08х17т, 08х18г8н2т, 12х21н5т — марки стали подходящие для производства отдельных элементов или узлов, работающих в средах вина, сусла, соприкасающиеся с отходами виноделия, задействованные в производствах сахарном (свекольная переработка), ликероводочном, хлебобулочном, кондитерском. Из маркировки, очевидно, что основными лигатурами являются никель и титан.
• 12х13,20х13, 12х17, 14х17н2 марки стали подходящие для емкостей и элементов с краткосрочным термином хранения сусла, спирта и других агрессивных продуктов.
• Стали 08х18г8н2м2т, 08х23н28м2т, 40х25н, благодаря хорошим конструкционным характеристикам, применяются для узлов, агрегатов, емкостей, автоцистерн для транспортировки, спиртов, молокопродуктов, вина и их хранения и выдержки.

Импортные аналоги пищевой нержавеющей стали

Современный рынок насыщен продукцией зарубежного производства. Предприятиям пищевой промышленности и производителям оборудования для нее, необходимо разбираться в особенностях иностранных классификаций. Германия и Европа работают с системой DIN, но все больше в последнее время склоняются к американскому классификатору AISI.

Большое распространение получили стали марки AISI 304, AISI 304L, AISI430, AISI316, AISI- 316Ti, AISI321. Недобросовестные трейдеры предлагают производителям, которые используют в своем производстве пищевую нержавеющую сталь, эти марки эквивалентом 08х18н10т, 12х18н10т, х18н9т.

Отказ от таких мероприятий приведет к появлению ржавых потеков уже на этапе использования санитарно – гигиенических средств.

Качество поверхности и шероховатость

Для пищевой промышленности важна поверхность металла. AISI предусматривает следующие виды обработки поверхности:

• 1D — горячекатаная, прошедшая травление и термическую обработку. Поверхность с матовым блеском и слегка шероховата.
• 2В – холоднокатаная, прошедшая травление, термическую обработку и дрессировку. Характеризуется матовой поверхностью, большой гладкостью и блеском с глянцем. Один из распространенных в современной промышленности.
• BA – холоднокатаная, специальными валками, с последующим светлым отжигом. Имеет зеркальную поверхность.
• 4N — шлифованная, различными способами, поверхность нержавеющей стали.
• РЕ – лист металла имеет с одной стороны защитную пленку.

Интересная информация: Как выявить отличие. Если есть необходимость проверить нержавеющую сталь, необходимо поместить образец в соляной или 2% раствор уксуса и оставить на несколько дней.

Если сталь не потемнела ее можно использовать для производства. Второй способ заключается в зачистке наждачной бумагой участка металла и в это место наносится раствор медного купороса.

Отсутствие красной пленки указывает на принадлежность сплава к нержавеющим маркам.

Эксплуатационные требования

При изготовлении и использовании оборудования на сталь оказываются всевозможные по своей природе воздействия. Существует опасность изменения поверхностной структуры, что ведет к ухудшению заявленных показателей и снижению эксплуатационных характеристик.

Соблюдение следующих требований к производству и эксплуатации изделий из пищевой нержавеющей стали, продлит срок их жизни и будет безопасным при приготовлении любой пищи, в любом количестве.

• При проектировании и производстве необходимо избегать контакта разнородных металлов. Если такой контакт неизбежен, следует использовать изолирующие прокладки.
• Изделия, предназначенные для обозначенной промышленности, должны конструироваться и производиться без узких, труднодоступных полостей. Такие дефекты приводят к задержке различных веществ и позволят концентрировать в себе остатки химических средств для чистки и мойки. Этот факт объясняет, почему сварные швы должны быть встык. Внахлест соединение элементов строго запрещено.
• При отсутствии острой необходимости, минимизируйте время взаимодействия стали с высокотемпературными концентратами, которые содержать хлорид натрия, растворы, содержащие кислоты, даже при низких температурных показателях, обеззараживающих и чистящих химикатов на основе хлора.
• Исключите засыхание пищи на металлических поверхностях, независимо от характера еды. Даже нейтральная пища может прокиснуть, появятся кислоты, разрушающие поверхность.

Из представленной на этой странице информации можно сделать выводы, что прежде чем выбрать конкретную марку нержавеющей стали для изготовления оборудования пищевой промышленности, необходимо провести исследование и экспертизу образца в условиях приближенных к тем, в которых придется его эксплуатировать.

Вам также может понравиться

Легированная конструкционная сталь – незаменима при

Медицина – это сфера, в которой стерильность и качество

Источник: http://solidiron.ru/steel/pishhevaya-nerzhaveyushhaya-stal-marki-stali-i-svojjstva.html

История создания нержавеющих сталей

Согласно ГОСТ 5632-2014:«коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали и сплавы: Стали и сплавы, обладающие стойкостью против электрохимической и химической коррозии (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллитной коррозии, коррозии под напряжением и др.»

Впервые мир узнал о появлении нержавеющей стали в 1915 году из неприметной статьи в журнале New York Times под названием A Non-Rusting Steel.

В ней сообщалось, что в английском городе Шеффилд некая компания выпустила на рынок совершенно новую по своим свойствам сталь, «которая не поддается коррозии, не тускнеет и не покрывается пятнами».

В статье писали, что она наилучшим образом подходит для производства столовых приборов. Изделия из новой стали отлично отмываются и не теряют своего блеска при контакте даже с самыми кислыми продуктами.

Вот так, абсолютно незаметно без особого внимания, мир узнал о революции в металлургии – изобретении нержавеющей стали.

Однако, сплавы железа, не подверженного коррозии, не сразу открылись человеку. Попытки получения коррозионно-стойких сталей предпринимались задолго до этого.

Ещё в 1820 году английские экспериментаторы Джеймс Стоддард и Майкл Фарадей начали проводить эксперименты с легированием стали, в том числе и хромом.

Pierre Berthier 1782-1861

Они отличались отличной стойкостью к воздействию некоторых кислот и атмосферного воздуха. Поэтому П.Бертье предложил использовать сплав железа с хромом для изготовления столовых приборов.

К сожалению, кроме требуемой коррозионной стойкости, полученный им материал отличался чрезвычайной хрупкостью. Это создавало трудности в его обработке.

И новые сплавы французского металлурга так и не нашли практического применения в массовом производстве.

Повышенная хрупкость предложенного П.Бертье сплава обусловлена высоким содержанием углерода, который попадал в сталь вместе с хромом в процессе легирования. Мeталлургия первой половины 19-го века не располагала технологией получения свободного от углерода хрома.

В 1856 г. Анри Сент-Клер Девиль впервые обосновал возможность восстановления оксидов менее активных металлов порошками алюминия. Применимость этого способа для восстановления оксида хрома была доказана в 1859 г.

одновременно немецким химиком Фридрихом Вёлером и академиком Петербургской академии наук Николаем Николаевичем Бекетовым.

Однако промышленное освоение этого процесса остановилось до момента относительно дешевого способа производства алюминия.

Johannes Wilhelm (Hans) Goldschmidt 1861-1923

Его открытие дало возможность многим ученым-металлургам возобновить эксперименты со сплавами железа и низкоуглеродистого хрома.

С тех пор и по сей день процесс алюмотермии принято называть «Реакцией Гольдшмидта» или «Процессом Гольдшмидта».

В результате этого в начале 20-го века из разных уголков мира независимо друг от друга начали появляться новости о совершенно новых сплавах железа, которые можно причислить к коррозионно-стойким сталям.

Так с 1904 по 1911 год французский ученый Леон Гийе изучает и публикует ряд статей о свойствах низкоуглеродистых сплавах железа, хрома и никеля. В этих работах он дал описание сплавам, близким по составу к современным коррозионно-стойким сталям марок А410, А420, А442, А446 и А440 по AISI (American Iron and Steel Institute – американский институт стали и сплавов).

В 1911 году в немецком журнале Metallurgie появляется ряд статей под авторством Филиппа Моннарца. В них он раскрывал суть своих исследований в области нержавеющих сплавов железа, проводимых им с 1908 года. В этих работах Моннарц дал ответ на ряд фундаментальных вопросов по коррозионной стойкости хромистых сталей.

Во-первых, он определил минимальное содержание хрома в стали, равное 12%, которое обеспечивает ее стойкость к воздействию азотной кислоты, а также окружающего воздуха.

Во-вторых, он был первым, кто объяснил коррозионную стойкость железо-хромистых сплавов наличием на их поверхности тонкого, но очень плотного слоя оксидов хрома Cr2O3, которые образуются в результате окисления кислородом воздуха. Этот слой по своей природе является самовосстанавливающимся. Поэтому стали с содержанием хрома выше 12% даже после механического повреждения сохраняют свойство сопротивляться коррозии.

Для предотвращения его негативного влияния Ф.Моннарц предлагал внедрять в сталь такие легирующие элементы как: титан, ниобий, ванадий, вольфрам или молибден. Последнему учёный придавал наибольшее значение.

Моннарц отметил, что содержание 2-3% молибдена в сталях с 12% хрома значительно увеличивает их коррозионную стойкость.

Benno Shtraus 1873-1944, Eduard Maurer 1886-1969

В Германии, уже в 1912 году, Бенно Штраус, директор научно-исследовательского института концерна Krupp Iron Works (г.Эссен), совместно с инженер Эдуардом Маурером запатентовали первую аустенитную хромоникелевую сталь, легированную хромом (21% Cr) и никелем (7% Ni).

Harry Brearley 1871-1948

Тем не менее, официально принято считать, что массовое признание в мире нержавеющим сталям подарил английский металлург, сын рабочего сталевара – Гарри Бреарли. В 1908 он был приглашён возглавить научно-исследовательскую Лабораторию Брауна Фирта (Brown Firth Laboratories), только что образованную в г. Шеффилд.

Она была учреждена шеффелдскими сталеплавильными компаниями: John Brown & Company и Thomas Firth & Sons. Работа Г.Бреарли была связана с изготовлением ружейных стволов. В Великобритании резко увеличилось производство оружия – страна готовилась к войне. Но изготовленные стволы имели ограниченный ресурс.

Используемые для этого стали обладали хрупкостью и начинали корродировать при экстремально высоких температурах от выстрелов.

Бреарли пытался найти новые сплавы, которые бы удовлетворяли заданным свойствам: прочность и коррозионная стойкость при длительном воздействии высоких температур. Металловедение того времени, как нaука, пребывала в зачаточном состоянии.

В эпоху информационного вакуума Гарри, как и многие другие, действовал интуитивно: методом проб и ошибок. Упорно и методично исследовал влияние различных добавок на прочность и жароустойчивость низкоуглеродистых сталей с содержанием хрома (Cr) от 6 до 15%.

Тем временем в углу скопилась уже груда ржавых несостоявшихся образцов. Он обратил внимание, что некоторые из них сохранили свой первоначальный вид.

И это при том, что в ходе своих исследований он травил отполированные образцы спиртовым раствором азотной кислоты – они всё равно не покрывались следами коррозии, а оставались блестящими, как и прежде.

Это была сталь с содержанием углерода (С) 0,24%, легированная: хромом (12,8% Cr), марганцем (0,44% Mn), кремнием (0,2% Si) и др. Сплав того образца в итоге лёг в основу патента 1913 года Гарри Бреарли на Non-Rusting steel (дословно: нержавеющая сталь, англ.). В настоящий момент эта сталь имеет номер А420 по AISI и относится к мартенситным коррозионностойким сталям.

При том что, по своим свойствам полученный сплав абсолютно не соответствовал требованиям «оружейной стали», Бреарли осознавал, что коррозионная стойкость и хорошая обрабатываемость нового материала найдут применение в других областях металлургии.

Город Шеффилд с XVI столетия славился своими металлическим столовыми приборами. Поэтому ничего удивительного в том, что Гарри решил использовать свою сталь для производства ножей, вилок и другой кухонной утвари.

Mosley's, специализирующейся на изготовлении столовых приборов. Именно последний предложил термин Stainless Steel, дословно с английского: «сталь без коррозии» или коррозионно-стойкая сталь. Правда стоит отметить, что Э.

Стюарт не сразу поверил в существование такого сплава, но согласился изготовить несколько образцов ножей. После нескольких экспериментов Бреарли и Стюарт подобрали необходимые термические режимы, при которых сталь поддавалась обработке, а ножи не были хрупкими после охлаждения.

Первыми клиентами стали близкие и знакомые друзья, которым были розданы экспериментальные ножи с одним лишь условием. Они должны были вернуть их обратно, если на лезвиях появятся следы коррозии. Ни один нож так и не вернули. Позднее, в 1915 году в New York Times была опубликована ничем неприметная статья под названием A Non-Rusting Steel.

Спустя почти 10 лет, в 1924 году, один из последователей Гарри Бреарли – Вильям Х.Хатфилд запатентовал хромоникелевую cталь (18% Cr и 8% Ni), близкую по содержанию химических элементов и своим свойствам к аустенитным сталям марки А2 по ГОСТ ISO 3506 или А304 по AISI.

Этой статьей команда инженеров BEST-Крепёж открывает серию публикаций на интернет-портале promvest.info.

Необычный формат будет интересен, и даже полезен, многим читателям. Регулярные статьи будут знакомить Вас как с техническими аспектами нержавеющего крепежа, так и с нюансами общего их бытового применения.

За 14 лет работы компании BEST-Крепёж в наш технический отдел поступило множество разнообразных, порой весьма интересных и непростых, вопросов. Мы отобрали наиболее достойные Вашего внимания. Ответы на них могут быть полезны всем, кто так или иначе связан с нержавеющим крепежом и такелажными изделиями.

• Приглашаем читателей задавать свои вопросы, касающиеся свойств нержавеющих сталей и крепёжных изделий, на сайте BEST-Крепёж в разделе Справочник.
• И, возможно, ответ именно на Ваш вопрос окажется в нашей следующей публикации.
• Ваш нержавеющий партнёр, Компания BEST-Крепёж

Источник: https://promvest.info/ru/obzoryi/istoriya-sozdaniya-nerjaveyuschih-staley/

История нержавеющей стали | Появление нержавейки в промышленности

История нержавеющей стали началась более двух веков назад, в 1797 году, когда ученый-химик Воклен, исследуя свойства хрома, обнаружил уникальную особенность данного металла – чрезвычайную устойчивость к воздействию кислоты. Прошло много лет, прежде чем это важное открытие нашло практическое применение в самых разных сферах нашей жизни.

Версия основная — официальная

Официальным создателем нержавейки считается металлург Гарри Бреарли (Брирли) – английский исследователь, возглавлявший в начале 20 века лабораторию по изучению металлов. Деятельность лаборатории курировали сталеплавильные компании Шеффилда, первостепенной целью которых было изучение стальных сплавов, предназначавшихся для отливки оружейных стволов.

Пытаясь создать сплав с высокими прочностными и жаростойкими характеристиками, Бреарли добавлял к железу различные присадки и опытным способом исследовал получившиеся свойства металла.

Неудачные образцы складировались тут же в лаборатории и со временем ржавели.

Этот состав, открытый случайно, и был взят за основу современных нержавеющих сплавов. В его состав входило железо, хром, марганец, углерод и кремний. Именно Гарри Бреарли в 1913 г. получил патент на первый мартенситный сплав, ставший предшественником современной марки AISI 420.

Другие исследователи нержавеющих металлов

Но не все согласны с первенством Бреарли в истории изобретения нержавейки. В 1821 г. французский исследователь Пьер Бертье доказал, что добавление никеля в состав сплава делает его устойчивым к ржавчине. Правда, у этого предшественника нержавейки выявилась другая проблема.

Материал получался очень хрупким, что являлось серьезным недостатком для его использования. В дальнейшем над первоначальным рецептом работал ряд авторов.

Один из них – Элвуд Хейнс подал документы для получения патента на год раньше Бреарли, но смог получить его только спустя семь лет.

В 1904 году Джиллет в производстве бритвы использовал сплав, химические свойства которого хорошо противостояли коррозийным процессам. Немецкий ученый Филипп Моннартц в 1911 г. опубликовал свои результаты изучения коррозионностойкой стали. Э. Маурэр и Б. Штраус в 1912 г. получили патент на аустенитный нержавеющий состав с высоким содержанием хрома и никеля.

Тем не менее, Бреарли был признан основоположником и главным исследователем дальнейших теоретических и практических разработок в области нержавейки.

Вывод нержавейки на массовый рынок

Бреарли продолжил свои опыты с необычной заготовкой и выяснил, что получившийся состав устойчив к воздействию кислот. Несомненно, у новой стали был большой потенциал. Несмотря на то, что в оружейном производстве применения она не нашла, ее успешно можно было использовать в других сферах.

Ученый предложил ведущим металлургическим компаниям использовать прокат с новыми химическими свойствами для изготовления столовых приборов, но не встретил заинтересованности со стороны производителей. Они считали материал бесперспективным, дорогим в производстве и отказались изготавливать продукцию и продвигать ее на рынке. Дальнейшая судьба нержавейки оказалась под большим вопросом.

Производство набирало обороты. Всего через несколько лет на изобретение были получены патенты в Европе, США и Канаде. В результате сотрудничества Бреарли и Хейнса была создана международная корпорация по производству и изготовлению продукции из мартенситных и ферритных нержавеющих сталей.

Популяризация нержавеющих сплавов

Широкую известность среди мировой общественности нержавеющая сталь получила чуть более 100 лет назад, после выхода заметки в New York Times о технологическом прорыве, совершенном компанией Шеффилда. По заявлению британского производителя, новый вид изделий не подвержен коррозии, не теряет первоначального блеска под воздействием воды и кислот, не покрывается пятнами и не тускнеет со временем.

Изначально новый сплав предназначался для изготовления столовых приборов, но уже через несколько лет стал использоваться в самых разных отраслях промышленности и машиностроения.

Типы нержавеющих сталей

В результате многочисленных экспериментов с базовым химическим составом и соотношением присадок были выделены основные группы сплавов:

• Ферритные – низкоуглеродные, с большим содержанием хрома (до 30%), пластичные и легкие в обработке.
• Мартенситные – хромисто-углеродные составы, обладающие высокой прочностью.
• Аустенитные (хромо-никелевые) – немагнитные сплавы, по антикоррозийным свойствам превосходящие ферритные и мартенситные.
• Комбинированные – сочетающие свойства аустенитных и ферритных сталей.

Нержавеющая сталь сегодня – основные сферы использования

Современную жизнь сложно представить без нержавейки. Когда нержавеющая сталь появилась в промышленности, это упростило многие технологические процессы и помогло модернизировать производство, вывести его совершенно на новый уровень развития.

Пищевая промышленность

Долговечный и практичный металл получил широкое распространение в пищевой промышленности. Оборудование, производственные линии, емкости и резервуары для транспортировки и хранения продукции, столовые приборы и посуда – роль нержавейки в этой сфере, действительно, огромна.

Медицина

В медицине нержавейка решила проблемы обработки и гигиеничности инструментов и рабочих поверхностей. Она используется при изготовлении медицинского оборудования и мебели, расходных материалов, инструментов.

Машиностроение

Основное назначение коррозионностойкой стали в данной отрасли – производство деталей, устройств и агрегатов для станкостроения, транспортного машиностроения, нужд промышленности.

Химическая промышленность

В нефтехимической промышленности коррозионностойкие стали используют в производстве реакторов, труб, агрегатов, узлов, конструкций, резервуаров, к которым предъявляются высокие требования прочности и стойкости к агрессивным средам.

Архитектура и строительство

В архитектуре и строительстве из нержавеющих сплавов изготавливаются элементы декора и отделки, опорные конструкции. Материал великолепно сочетается с деревом, стеклом, камнем и в любом интерьере будет смотреться превосходно.

Космос и авиация

В авиационно-космической промышленности материал незаменим для создания специального оборудования, приборов, деталей.

Источник: https://indust.by/info/articles/metalloprokat/istoriya-nerzhaveyushchey-stali/