Производство нержавеющей стали

Нержавеющая сталь обеспечивает высокую коррозионную стойкость, долговечность и минимальные потребности в обслуживании в различных условиях. Понимание того, как изготавливается нержавеющая сталь, помогает нам оценить ее ценность и универсальность в повседневном применении. Давайте рассмотрим, как изготавливается нержавеющая сталь шаг за шагом.

Из чего сделана нержавеющая сталь?

Нержавеющая сталь изготавливается из смеси сырьевых материалов, и точный состав варьируется в зависимости от марки нержавеющей стали. 

Ниже представлена таблица основных ингредиентов нержавеющей стали:

• Для достижения определенных свойств, таких как повышенная прочность или улучшенная свариваемость, могут быть добавлены азот, титан, медь и другие элементы.

Как производится нержавеющая сталь?

Производство нержавеющей стали включает в себя несколько последовательных этапов. Каждый этап имеет решающее значение для достижения желаемого качества и свойств конечного продукта.

Производство нержавеющей стали

1. Плавка и литье

Загрузите сырье, такое как железная руда, хром, никель и другие элементы в электродуговую печь. Печь нагревает смесь примерно до 1600 градусов по Цельсию. После расплавления эти материалы объединяются, образуя расплавленную нержавеющую сталь

2. Обезуглероживание

• Аргонно-кислородное обезуглероживание (AOD)

Перенесите расплавленную сталь в сосуд AOD. Впрыскиваются газы кислорода и аргона. Кислород удаляет избыток углерода, образуя газ оксида углерода. Аргон разбавляет газовую смесь, чтобы контролировать скорость реакции. 

AOD используется для большинства приложений.

• Вакуумно-кислородное обезуглероживание (VOD)

Перенесите расплавленную сталь в вакуумную камеру. Кислород впрыскивается для реакции с углеродом, образуя оксид углерода, который удаляется под низким давлением. 

VOD используется, когда требуется сверхнизкое содержание углерода для нержавеющих сталей более высокого качества, таких как 304L.

• Снижая содержание углерода, производители создают низкоуглеродистые нержавеющие стали, такие как 304L и 316L. Эти нержавеющие стали обладают улучшенной свариваемостью и сниженным риском коррозии.

3. Настройка композиции

Дополнительные элементы, такие как никель, молибден и азот, добавляются для повышения прочности, гибкости и коррозионной стойкости в зависимости от желаемой марки стали. Эти элементы растворяются в расплавленной стали, изменяя ее свойства.

4. Кастинг

Перенесите расплавленную сталь в форму, где она затвердеет. Остывает, но во время литья сохраняет температуру выше 1200 градусов по Цельсию. Форма, полученная во время литья, определяет конечный вид продукта, например, пластины или прутки.

• Слябы: используются для изготовления пластин и листов.
• Заготовки: используются для производства прутков и проволоки.
• Блюмы: используются для структурных форм.

Обработка нержавеющей стали

1. Формирование

• Горячая прокатка

Полуфабрикаты стальных форм повторно нагреваются до температуры около 1200 градусов по Цельсию и пропускаются через ролики. Уменьшает толщину и формирует сталь в пластины, листы, рулоны, прутки или проволоку.

• Холодная прокатка

Прокатка стали при комнатной температуре. Это позволяет достичь точных размеров и улучшить качество поверхности. Сталь повышает прочность за счет деформационного упрочнения.

• Горячая прокатка больше подходит для аустенитной, ферритной и дуплексной стали. Холодная прокатка идеальна для аустенитной и мартенситной стали, особенно когда важны качество поверхности и точные размеры.

2. Термическая обработка

• Отжиг

Применимая сталь: аустенитная, ферритная и дуплексная нержавеющая сталь.

Сталь нагревается до температуры около 1040°C - 1120°C и медленно охлаждается для снятия напряжений и повышения пластичности. Этот процесс смягчает сталь и повышает ее формуемость и коррозионную стойкость.

• Закалка

Применимая сталь: аустенитная и дуплексная нержавеющая сталь.

Нагревается до высоких температур. Затем быстро охлаждается (закаливается) для предотвращения образования карбидов хрома. Закалка повышает коррозионную стойкость и предотвращает межкристаллитную коррозию.

• Закалка

Применимая сталь: мартенситная нержавеющая сталь, например, 410 и 420.

Повторный нагрев стали до 200°C – 600°C. Это может снизить хрупкость и сохранить твердость. Этот процесс используется для балансировки твердости и вязкости.

• Дисперсионное твердение

Применимая сталь: нержавеющая сталь с дисперсионным упрочнением, например, 17-4PH.

После обработки на твердый раствор сталь подвергается старению (нагреву примерно до 480°C - 620°C). Этот процесс улучшает механические свойства, не снижая коррозионную стойкость. 

3. Удаление накипи

После термической обработки нержавеющая сталь часто покрывается оксидной окалиной. Удаление окалины позволяет удалить эту окалину с помощью травления или механических методов, таких как дробеструйная обработка. Этот процесс обеспечивает чистую поверхность для дальнейшей обработки и отделки.

Отделка нержавеющей стали

В сталелитейной промышленности процессы финишной обработки имеют решающее значение для улучшения качества поверхности, внешнего вида и производительности конечного продукта. Эти методы гарантируют, что сталь соответствует определенным стандартам для применений, требующих точности и долговечности. Распространенные методы финишной обработки включают:

• Шлифовка и полировка

Шлифовка удаляет дефекты поверхности, такие как царапины или грубые края, и часто выполняется с использованием абразивных инструментов или шлифовальных кругов.

Полировка создает гладкую, отражающую поверхность. Этот процесс может быть выполнен с использованием различных сортов абразивов для достижения зеркальной поверхности.

• Чистка зубов

Этот метод создает сатиновую или матовую отделку на стальной поверхности с помощью абразивных щеток. Он обычно используется в таких областях, как бытовая техника, где предпочтительна гладкая, но неотражающая отделка.

• Маринование

Погрузите сталь в кислотную ванну, обычно смесь азотной и плавиковой кислот, чтобы удалить оксидную окалину от термообработки или горячей прокатки. Этот процесс восстанавливает поверхность стали и повышает ее коррозионную стойкость.

• Электрополировка

Используйте электрохимическую ванну для удаления тонкого слоя поверхности материала. Этот процесс улучшает внешний вид стали, уменьшает микрошероховатость и повышает коррозионную стойкость

• Пассивация

Используйте кислотный раствор для очистки поверхности нержавеющей стали, удаляя свободное железо и примеси. Этот процесс усиливает образование защитного слоя оксида хрома, повышая коррозионную стойкость

• Покрытие

Это может повысить долговечность, износостойкость или эстетическую привлекательность нержавеющей стали. Порошковое покрытие, оцинкование и гальванизация являются распространенными методами. Различные покрытия обеспечивают разные уровни защиты или декоративной отделки.

Изготовление изделий из нержавеющей стали

• Резка

Сталь режется на определенные размеры и формы с использованием таких методов, как резка ножницами, пиление или лазерная резка. Точность на этом этапе имеет решающее значение для соответствия спецификациям продукта.

Связанное чтение

Как резать нержавеющую сталь?

• Сварка

Такие методы, как сварка TIG, MIG или контактная сварка, обеспечивают прочные и устойчивые к коррозии соединения.

Контроль качества

С помощью различных испытаний производители проверяют состав, прочность и целостность материала. При производстве нержавеющей стали этап контроля качества обычно включает следующие этапы:

• Химический анализ

Это гарантирует, что химический состав материала соответствует спецификациям, подтверждая наличие правильного сочетания таких элементов, как хром и никель.

• Механические испытания

Испытания проводятся для проверки прочности на разрыв, твердости и пластичности нержавеющей стали, чтобы убедиться в ее соответствии стандартам механических характеристик.

• Неразрушающий контроль (НК)

Ультразвуковые и радиографические методы выявляют внутренние дефекты без повреждения материала.

Изделия из нержавеющей стали

Листы

• Листы из нержавеющей стали представляют собой тонкие плоские листы стали, обычно используемые в областях, где требуется высокая степень коррозионной стойкости и гладкая, ровная поверхность.
• Обычно эти листы имеют толщину менее 6 мм и могут быть как горячекатаными, так и холоднокатаными, причем холодная прокатка обеспечивает лучшее качество поверхности и прочность.

Тарелки

• Пластины толще листов. Они предназначены для более тяжелых промышленных применений.
• Пластины часто имеют толщину более 6 мм и обеспечивают превосходную прочность при эксплуатации в условиях высоких нагрузок.

Катушки

• Рулоны нержавеющей стали представляют собой непрерывные длинные полосы стали, свернутые в рулоны для удобства транспортировки и хранения.
• Рулоны могут быть горячекатаными или холоднокатаными. Они бывают разной ширины и толщины.

Бары

• Стержни имеют различную форму: круглую, квадратную и шестиугольную. 
• Они находят широкое применение в строительстве и промышленности.
• Стержни отличаются универсальностью формы и часто используются, когда требуются особые механические свойства или формы.

Провода

• Нержавеющая проволока — это длинные, тонкие стальные нити. Обычно они используются в приложениях, требующих гибкости и прочности на разрыв.
• Укрепляет материал и улучшает качество его поверхности.

Трубы

• Трубы из нержавеющей стали — это полые трубки, используемые для транспортировки жидкостей, газов и других материалов.
• Трубы доступны в различных размерах и обычно изготавливаются методом сварки или бесшовного соединения в зависимости от области применения.

Трубки

• Похожи на трубы, но часто тоньше и используются в более точных или менее масштабных приложениях.
• Трубы часто бывают бесшовными или сварными. Они имеют различную форму, например, круглую, квадратную или прямоугольную.

Фольга

• Очень тонкие листы нержавеющей стали. Обычно используются для специальных применений.
• Фольга толщиной менее 0,15 мм используется в точных, высокопроизводительных условиях.

Конструктивные разделы

• Конструкционные профили из нержавеющей стали включают балки, уголки и швеллеры. Они используются в строительных и инфраструктурных проектах.
• Эти профили обеспечивают несущую способность и изготавливаются методом горячей прокатки.

Сколько времени занимает изготовление нержавеющей стали?

Обычно производство нержавеющей стали в электродуговой печи занимает от 8 до 12 часов. Это время включает плавку сырья и дополнительные этапы, такие как обезуглероживание, литье и формовка. Однако дальнейшая обработка, такая как термическая обработка, прокатка и отделка, может увеличить общее время производства.

Что делает нержавеющую сталь дорогой?

Нержавеющая сталь дорогая, так как содержит дорогостоящие легирующие элементы, такие как хром, никель и иногда молибден. Кроме того, энергоемкий процесс производства, такой как плавка и рафинирование, увеличивает стоимость. Необходимость строгого контроля качества и финишных процессов, таких как полировка или отжиг, также увеличивает цену.

Откуда берется большая часть нержавеющей стали?

Среди крупнейших производителей — Китай, на долю которого приходится более половины мирового производства нержавеющей стали. Другие крупные производители — Индия, Япония, Южная Корея и некоторые европейские страны, такие как Германия.

Краткое содержание

Обеспечение контроля качества при производстве нержавеющей стали имеет важное значение для гарантии соответствия материала требуемым стандартам. Это помогает поддерживать прочность стали, ее коррозионную стойкость и долговечность. 

В Steel Pro Group мы с гордостью предлагаем широкий выбор высококачественной продукции из нержавеющей стали, включая пластины, прутки, рулоны и индивидуальные решения, соответствующие вашим потребностям. Мы будем рады вам помочь — не стесняйтесь посетите наш сайт или свяжитесь с нами для получения более подробной информации или персонализированного предложения.