Разнообразие нержавеющих сталей делает их одними из самых важных материалов в промышленном мире. Уже в начале 20-го века было обнаружено, что некоторые стальные сплавы не ржавеют или ржавеют незначительно. Имея данную информацию, многие учёные в развитых странах начали проводить различные исследования сталей, которые должны были быть устойчивы к коррозии.
Например, в результате исследований немецкого концерна Krupp и австрийца Макса Мауэрмана был получен вариант аустенита с содержанием хрома около 18% и никеля около 10%. Сегодня мы знаем этот сплав как A2 (ранее V2A) или с добавлением молибдена как A4 (ранее V4A) соответственно.
Но что именно на самом деле означает термин «нержавеющая сталь без ржавчины»?
Он обозначает стали, которые не ржавеют в «нормальном» климате. Под ржавчиной мы понимаем продукт реакции железа и кислорода. Свойством защищаться от такого рода коррозии обладают нержавеющие стали, поскольку они сами создают защитное покрытие. Растворенный в стали хром вступает в реакцию на поверхности с кислородом окружающей среды с образованием оксида хрома, образуя таким образом очень тонкий, но твердый и воздухонепроницаемый пассивный слой, который защищает сталь от коррозии.
Если этот пассивный слой поврежден при обработке стал, он восстанавливается в течение нескольких часов, в зависимости от условий окружающей среды. Необходимым условием для образования слоя оксида хрома является достаточное содержание хрома по всей поверхности, а также кислорода в окружающей среде. Так, например, листовые металлы с фольгой еще не имеют этого пассивного слоя, поскольку под пленкой отсутствует доступ кислорода. Но даже сам материал при определенных обстоятельствах не может обеспечить достаточное количество хрома на местном уровне. Ситуация в корне меняется, когда присутствует много углерода.
Поскольку он вступает в реакцию с хромом с образованием карбидов хрома, материал, таким образом, лишается основы для образования достаточно прочного пассивного слоя. В этих местах поверхность становится чувствительной к солям и хлоридам. Этому противодействует использование низкоуглеродистых материалов, таких как Материал 1.4404, или материалов из титанового сплава, таких как Материал 1.4571. Увеличение содержания хрома также улучшает формирование и устойчивость пассивного слоя. Это дает преимущества так называемым дуплексным сталям, некоторые из которых содержат до 26 % хрома.
В дополнение к чисто ферритным, аустенитным и мартеновским сортам, уже в 1930-х годах были изготовлены дуплексные сорта, представляющие собой смесь аустенита и феррита. Однако в то время дуплексные стали еще не были достаточно прочными, чтобы их можно было использовать в промышленности. В недавнем прошлом ситуация изменилась и данную проблему удалось решить за счет добавления азота. В целом, сегодня мы разделяем нержавеющие стали на четыре группы материалов: аустенит (A), феррит(F), мартенсит (C) и дуплексные стали (D).
СТАНДАРТЫ КРЕПЕЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Каждый стандарт крепежа определяет конструкцию, допуск, материал, качество и размер. Стандарты ASTM крепежных изделий используются во всем мире. Эти стандарты повышают безопасность и качество. Стандарты SAE в основном используются в аэрокосмической (военной), автомобильной и других отраслях промышленности коммерческих транспортных средств. Изделия стандарта ISO обеспечивают решение глобальных задач, актуальных для рынка. Стандартные крепежные детали DIN обычно доступны в метрических размерах, а также на национальном, европейском или международном уровне. Стандарты JIS используются специально для автомобильной промышленности Японии. Стандартные крепежные детали BS выпускаются в Британских единицах (Imperial Unit), который измеряется в дюймах и используются в различных отраслях промышленности.
В настоящее время существует более 50 видов нержавеющей стали, одобренных Американским институтом чугуна и стали (AISI) в качестве стандартных композиций.
- Аустенитные нержавеющие стали (серии AISI 200 и 300) характеризуются как немагнитные, обладающие превосходной коррозионной стойкостью и хорошими технологическими качествами. Они не могут быть упрочнены термической обработкой, но могут быть очень эффективно упрочнены холодной обработкой. Сплавом общего назначения этой группы является тип 304, содержащий приблизительно 18% хрома и 8% никеля, и его часто называют нержавеющей сталью 18-8.
- Мартенситные нержавеющие стали (серия AISI 400) могут быть упрочнены термической обработкой и лишь незначительно упрочняются холодной обработкой. Они обладают сильными магнитными свойствами, устойчивы к коррозии в умеренных атмосферах и обладают довольно хорошими технологическими качествами. Тип 410 - сплав общего назначения из этой группы, содержащий около 12% хрома
- Ферритные нержавеющие стали (серия AISI 400) не закаляются при термической обработке и лишь незначительно упрочняются при холодной обработке. Они магнитны, обладают хорошей устойчивостью к коррозии и довольно хорошими технологическими качествами. Представителем является тип 430 с примерно 17% хрома.
- Дуплексные нержавеющие стали обладают превосходной стойкостью к точечной коррозии и предел текучести примерно в два раза выше, чем у аустенитных сталей.
ПРЕИМУЩЕСТВА НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ
Коррозионная стойкость: нержавеющая сталь устойчива к коррозии и не тускнеет. В результате изделия приобретают лучший внешний вид и более длительный срок службы.
Прочность: нержавеющая сталь обладает высокой прочностью и выдерживает суровые коррозионные среды и места с очень высокими или очень низкими температурами.
Ценность: крепежные детали из нержавеющей стали обычно немного дороже, но они гарантируют долгосрочное сохранение ценности. Поскольку крепеж из нержавеющей стали служит дольше, чем другие крепежи, в долгосрочной перспективе вы даже можете сэкономить деньги.
Низкие эксплуатационные расходы: нержавеющая сталь долговечна, потому что она относительно устойчива к царапинам, коррозии и легко чистится.
ВИДЫ КРЕПЕЖА ИЗ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ
В целом, крепёжные изделия (метизы) из нержавеющей стали можно разделить на несколько видов:
- Строительный (метрический, дюймовый, такелажный, дюбельный, анкерный, специальный)
- Автомобильный (метрический и дюймовый с более мелким чем у строительного крепежа шагом резьбы)
- Мебельный
- Промышленный крепёж (заклёпки, шплинты, штифты и т.д.)
Давайте рассмотрим более детально некоторые виды крепежа из нержавеющей стали
Анкера из нержавеющей стали
В последние годы использование анкеров из нержавеющей стали неуклонно растет благодаря их превосходной стойкости к атмосферной коррозии. Важным следствием такой коррозионной стойкости является отсутствие пятен ржавчины, что позволяет избежать неопрятности зданий и недвижимости Краснодара, которая была слишком распространена в прошлом. Другими причинами использования нержавеющих сталей являются:
- Отсутствие лакокрасочных и других защитных покрытий, которые могли бы выйти из строя.
- Не подвержены воздействию кислот или щелочей, используемых в бетоне.
- Хорошие производственные характеристики.
- Не подвержены влиянию высоких или низких температур или других агрессивных погодных условий.
- Доступны в широком диапазоне размеров, форм, прочности и типов для удовлетворения практически любых архитектурных (и не только) потребностей.
- Экономически конкурентоспособны по сравнению с другими коррозионностойкими анкерными или крепежными материалами.
- Визуальная привлекательность, которую нержавеющая сталь придает любой конструкции, неоспорима.
Металлические анкеры используются для соединения кирпичной кладки с опорной стеной или рамой. Анкеры для кладки обеспечивают соединения, которые могут противостоять сжимающим, растягивающим и сдвигающим нагрузкам.
Типы анкеров
Хотя специалисты могут выбирать из десятков различных анкеров, этот тип крепежа можно разделить на две большие категории: анкеры, которые вставляются в пропил или паз, вырезанный в краях каменной панели, и анкеры, которые вставляются в отверстие, просверленные в боковых или задних сторонах каменных панелей. Тип анкера следует выбирать только после тщательного анализа.
Виды анкеров:
- Клиновой анкер
- Втулочные анкеры
- Анкер забивной (цанга)
- Анкер рамный
- Гвоздевой анкер
- Анкер-шпилька
- Потолочный анкер (анкер-клин)
- Анкер распорный с крюком, кольцом, костылём
- Анкеры для пустотелых материалов
- Анкер-гильза
- Болт самоанкерующийся распорный
- Складной анкер
- Специальные анкеры
Такелаж из нержавеющей стали
В процессе выбора такелажной оснастки для осуществления погрузочно-разгрузочных работ, оснащения судов и яхт, строительстве на побережье и прочих местах с повышенной влажностью следует особое внимание уделить материалу, из которого она будет изготовлена и определиться с уровнем прочности.
Основные требования:
- выдерживать экстремальные нагрузки на протяжении длительного времени
- повышенная износоустойчивость
- специальная антикоррозийная защита
- максимальный уровень прочности
Практически всеми перечисленными требованиями обладает нержавеющая сталь, которая гарантирует длительное использование такелажных изделий даже в агрессивной окружающей среде.
Виды такелажной оснастки:
- Цепи, тросы
- Карабины (винтовые, с фиксатором)
- Зажимы для стальных канатов, соединители цепей
- Коуши
- Скобы
- Рым-болты и рым-гайки
- Талрепы (крюк-крюк, крюк-кольцо)
- Блоки (одинарные и двойные)
- Вертлюги
- Крюки
Изделия из нержавеющей стали стоят дороже, чем изделия из оцинкованной стали, но, выбор в пользу нержавейки объективно экономически целесообразен. Нержавеющая сталь имеет значительно более длительный срок службы (> 100 лет) с нулевым или минимальным обслуживанием и низкие затраты в течение жизненного цикла изделия по сравнению с альтернативными материалами.
Болты, винты, гайки
Стандартизация
Преимущество стандартизации как формы нормирования заключается в том, что со стандартизированными компонентами легче работать, поскольку они взаимозаменяемы. Для этого необходимо, чтобы основные свойства стандартизированных деталей определялись центральным органом и использовались производителями и продавцами.
- International Organization for Standardization (ISO) - Международная организация по стандартизации. Термин ISOпроисходит от греческого слова «равный». Стандарты ISO действуют во всем мире и поэтому подходят для использования в мировой торговле.
- Deutsches Institut für Normung (DIN) - Немецкий институт стандартизации. Стандарты DIN присваиваются не только соединительным элементам, но и для электрических компонентов. Стандарты DIN широко используются по всему миру и особенно в Европе, хотя переход на стандарты ISO набирает обороты. Стандарты DIN будут по прежнему использоваться для деталей, которые не стандартизированы в соответствии с ISO или которые не имеют или не соответствуют стандартам ISO.
- ГОСТ - Государственный Стандарт (Межгосударственный стандарт) - относится к набору международных технических стандартов, поддерживаемых Евро-Азиатским советом по стандартизации, метрологии и сертификации (EASC), региональной организацией по стандартизации, действующей под эгидой Содружества Независимых Государств (СНГ)
О чем говорит стандарт DIN, который вместе со стандартом ГОСТ наиболее широко представлены в документации технических специалистов и магазинах крепежа и метизов?
Стандарт DIN, как и любая стандартизация, обеспечивает простоту передачи технической информации. Таким образом, при оформлении заказа достаточно указать «DIN 912, M6x16, A2-70», чтобы указать широкий спектр характеристик. В результате, поставщику не нужно каждый раз сверять свои запасы в плане технических характеристик с заказом клиента, и клиент может быть уверен, что получит именно тот товар, который он и задумал.
Стандарт определяет хотя бы одну из следующих характеристик:
- Форма головки (например, внешний шестигранник, внутренний шестигранник, рельефная потайная головка).
- Тип резьбы (например, метрическая резьба М по стандарту ISO)
- Длина резьбы
- Шаг резьбы
- Материал и класс прочности
- Возможные покрытия и/или другие прочностные характеристики
b = длина резьбы для винтов c неполной резьбой,
d = диаметр резьбы в мм
e = угловой размер у головки
k = высота головки
l = номинальная длина винта
s = ширина по шляпке
u = конец без резьбы
P = Шаг резьбы
Пример пояснит, что выражает следующая спецификация:
DIN 933, M 8 x 60, A2-8.8
DIN 933 = болт с шестигранной головкой с резьбой под головку
M = метрическая резьба ISO (ГОСТ)
8 = d ... диаметр резьбы винта 8 мм
x 60 = l ... номинальная длина в мм
A2 = класс материала, нержавеющая сталь A2
-8.8 = класс прочности
P шаг резьбы обозначается цифрой. Если эта цифра отсутствует, то обозначается стандартная резьба. (M 8 x 60). Только в случае винтов с отклонением от стандартной резьбы - указывается шаг.
Например, M8x1x60 обозначает винт с мелкой резьбой с шагом 1 мм
Общие сведения, измерение резьбы
Под резьбой понимают «наклонную плоскость, равномерно намотанную вокруг цилиндра». Этот принцип позволяет как завинчивание/ввинчивание, так и отвинчивание - и таким образом формирует основной принцип для «повторно разъемных» соединений, так называемых «гаек и болтов». Благодаря геометрически выводимой форме и последовательной системе размеров и допусков, есть возможно взаимозаменять резьбы одного типа друг с другом. Например, вместо винта с шестигранной головкой М8 можно использовать винт с внутренним шестигранником М8 без дополнительных модификаций.
Рассмотрим наиболее распространенные стандарты DIN для метрических метизов на конкретных примерах:
- Держатель для инструмента (головки) для внешнего шестигранника по DIN
- Держатель для инструмента (головки) с внутренним шестигранником по DIN
- Держатели бит для Torx по DIN
- Держатели бит для крестообразного углубления (PH, PZ)
- Держатели бит для винтов со шлицем
