Аустенитные стали марок А2 и А4 по праву занимают мировое первенство в производстве крепежа и такелажных приспособлений. Благодаря уникальным качествам, нержавеющие изделия нашли широкое применение в строительстве, машиностроении, нефтегазовой и химической отраслях. Без нержавеющего крепежа не обходится медицина и фармацевтика, приборостроение, авиация, автомобили и многие другие сферы экономики.
Высочайшие антикоррозионные качества аустенитные сплавы получили в результате снижения в их составе углерода до минимальных значений и введению оптимального количества хрома и никеля. Добавка молибдена в количестве всего 2-3% сделала марку А4 применимой даже при контакте крепежа с едкими кислотами, щелочами, морской водой. Легирующие компоненты не только придают сплаву высокую стойкость к ржавлению, но и оказывают значительное влияние на физико-механические характеристики крепежа из такой стали.
Маркировка нержавеющего крепежа
Одним из важнейших показателей качественного крепежа является его прочность. Однако обозначение аустенитных нержавеющих сталей в этом плане отличается от маркировки, принятой для метизов углеродистого класса. Технические требования, физические и механические качества, а также обозначение регламентируют два документа:
-
Стандарт международного значения ISO 3506-1:2009;
-
Российский стандарт ГОСТ Р ИСО 3506-1-2009.
Согласно нормативному документу, действующему на территории Российской Федерации, класс по прочности указывается во второй части маркировки, через дефис от первой, обозначающей марку стали.
В п. 3.1 стандарта ГОСТ Р ИСО 3506-1-2009 приводится пример, говорящий о том, что:
А2-70 – это аустенитная нержавеющая сталь, холоднодеформированная, наделенная пределом прочности при разрыве равным или более 700 Н/мм2 (700 МПа). Обозначение на головке болта должно выглядеть следующим образом (согласно п.3.2 этого документа):
1) – это фирменный знак завода-изготовителя;
2) – марка аустенитного нержавеющего сплава
3) – класс по пределу прочности на разрыв.
Для лучшего понимания и удобства пользования механические характеристики нержавеющего крепежа ГОСТ Р ИСО 3506-1-2009 объединил в такую таблицу:
Класс стали
Марка
Класс прочности
Ряд диаметров резьбы
Предел прочности на разрыв
,
Н/мм , не менее
Условный предел текучести
,
Н/мм , не менее
Удлинение после р а з р ы в а
, мм, не менее
Аустенитные
А1, А2
А3, А4
А5
50
М39
500
210
0,6
70
М24
700
450
0,4
80
М39
800
600
0,3
-
Напряжения растяжения рассчитывают по площади расчетного сечения болта (см. приложение А).
-
Определяют в соответствии с 6.2.4 сравнением фактической длины винта до испытания и составленных после испытания частей, d — номинальный диаметр резьбы.
-
Для крепежных изделий с номинальным диаметром резьбы d более 24 мм механические свойства согласовываются между потребителем и изготовителем, а обозначения марки и класса прочности — в соответствии с данной таблицей.
Если при формировании сложного узла прочность нержавеющего крепежа из аустенитной стали марки А2-70 покажется недостаточной, то всегда можно перейти к изделиям на основе сплава А4, у которого прочностной показатель существенно выше.
Влияние химического состава на свойства аустенитных сплавов
Легирующие добавки к обычной стали позволили свести к минимуму количество углерода в составе исходного сплава и в корне изменить технические характеристики вновь созданного материала. Хром, никель, молибден и другие элементы помогли получить сталь с поистине уникальными характеристиками, среди которых:
-
высокие показатели прочности при разрыве;
-
способность взаимодействовать с влагой без коррозийных процессов;
-
отличная податливость механической обработке и сварке;
-
долгий срок эксплуатации без изменения первичных свойств;
-
эстетический внешний вид и отличные санитарно-гигиенические показатели.
Оптимально подобранный химический состав формирует прочность и другие важные характеристики нержавеющей стали. В следующей таблице плюсами отмечено влияние легирующих компонентов на определенные свойства стального сплава:
Легирующий элемент
Ni
Cr
Mn
(более 1%)
Si
(более 0,8%)
W
Сu
(0,3 -0,5%)
Входит в твердый раствор с Fe и упрочняет его
+
+
+
+
—
+
Увеличивает ударную вязкость
+
—
+
+
—
—
Расширяет область аустенита
+
—
+
—
—
—
Сужает область аустенита
—
+
—
+
—
—
Увеличивает прокаливаемость
+
—
+
—
—
—
Способствует раскислению
—
—
+
+
—
—
Образует устойчивые карбиды
—
+
+
—
+
—
Повышает сопротивление коррозии
+
+
+
—
—
+
Эти добавки не сами по себе улучшают характеристики стали, а в тесном взаимодействии с железом – элементом, который является своеобразным фундаментом любой стали, в том числе и аустенитной.