Нержавеющая сталь 400 серии: основные области применения и тенденции развития технологий!

Нержавеющая сталь серии 400 характеризуется такими основными техническими характеристиками, как «безникелевая/низконикелевая, магнитная, высокопрочная и недорогая». Благодаря особым свойствам ферритных и мартенситных подкатегорий она охватывает широкий спектр применения: от бытовой техники и строительства до машиностроения и столовых приборов. Основная логика её технологического развития — «устранение недостатка коррозионной стойкости и адаптация к потребностям развивающихся отраслей». Ожидается, что её применение в таких областях, как транспортные средства на новых источниках энергии и топливные элементы, будет расширяться в будущем. Кроме того, она образует взаимодополняющую динамику с нержавеющей сталью серии 300 по соотношению «цена-качество» , совместно поддерживая диверсифицированное развитие отрасли нержавеющей стали.

Основные области применения нержавеющей стали серии 400

Области применения нержавеющей стали серии 400 тесно связаны с её техническими свойствами, уделяя особое внимание трём основным требованиям: «недорогая, не слишком коррозионная, требующая магнитных свойств/высокой прочности». Она охватывает различные отрасли, включая бытовую технику, строительство, машиностроение и производство столовых приборов, с чётким разделением на подсерии:

1. Ферритная нержавеющая сталь: универсальное применение, заменяет некоторые виды стали марки 304.
Ферритные нержавеющие стали (например, 409L, 430, 439) являются наиболее широко используемой категорией в серии 400 из-за их хорошей формуемости и низкой стоимости, в основном они используются в сценариях, где «нет сильной коррозии, требуются эстетические характеристики или штампуемость» :

• Индустрия бытовой техники (доля около 40%):

  • 430: Используется для дверных панелей холодильников, внутренних барабанов стиральных машин, внешних поверхностей микроволновых печей (требуется магнитное прилипание, не вызывает коррозии в помещениях).

  • 439: Заменяет некоторые виды стали 304, используемые в облицовке бытовой техники высокого класса (например, водонагревателей), поскольку обеспечивает лучшую стойкость к межкристаллитной коррозии после стабилизационной обработки и на 15–20 % дешевле.

  • 409L: Используется в выхлопных системах автомобилей (устойчив к высокотемпературному окислению, стабильная работа при температуре выхлопных газов ≤800°C).

• Строительная и отделочная индустрия:

  • 430: Используется для внутренней отделки помещений (например, лифтовых панелей, перил из нержавеющей стали), кухонных столешниц (сухие помещения); поверхности могут быть матовыми или зеркальными, внешне напоминающими 304.

  • 439: Используется для изготовления архитектурных панелей для отделки наружных стен (устойчив к атмосферной коррозии, в 5-8 раз более устойчив к атмосферным воздействиям, чем обычная углеродистая сталь), особенно подходит для общественных зданий с небольшим бюджетом.

• Другие области:

  • 409L: Судовые выхлопные трубы, промышленные дымоходы (устойчивы к высокотемпературной коррозии дымовых газов).

  • 430: Корпуса пищевого оборудования (детали, не контактирующие с пищевыми продуктами; для деталей, контактирующих с пищевыми продуктами, требуется 304/316).

2. Мартенситная нержавеющая сталь: сценарии высокой прочности и высокой твердости
Мартенситные нержавеющие стали (например, 410, 420J2, 440C) могут быть упрочнены термической обработкой и в основном используются для изготовления конструктивных компонентов и инструментов, требующих «высокой прочности и высокой износостойкости» :

• Машиностроительная промышленность:

  • 410: Используется для клапанов, корпусов насосов, болтов (предел прочности ≥620 МПа, подходит для конструктивных элементов средней прочности).

  • 420J2: Используется для гидравлических деталей, колец подшипников (твердость до HRC 45-50 после закалки, баланс прочности и вязкости).

• Промышленность по производству ножевых изделий и лезвий:

  • 440C: Используется для столовых приборов из нержавеющей стали (например, кухонных ножниц, уличных ножей), шариков подшипников (твердость HRC 58-60, отличная износостойкость и лучшая коррозионная стойкость, чем у обычных инструментов из углеродистой стали).

  • 420J1: Используется для недорогих лезвий (например, лезвий хозяйственных ножей), имеет немного меньшую твердость, чем 440C, но обеспечивает более высокую экономическую эффективность.

• Безопасность и медицина:

  • 420J2: Используется для цилиндров дверных замков, петель окон повышенной безопасности (высокая прочность + определенная стойкость к коррозии).

  • 410: Используется для медицинских пинцетов, хирургических инструментов (должна выдерживать условия стерилизации; пассивация поверхности может обеспечить достаточную стойкость к коррозии; стоимость ниже, чем у медицинской нержавеющей стали 304).

3. Новые области применения: расширение в области новой энергетики и защиты окружающей среды
Благодаря технологическому прогрессу применение нержавеющей стали серии 400 расширяется в новых областях, ориентированных на «недорогую адаптацию к конкретным требованиям» :

• Транспортные средства на новых источниках энергии: сталь 409L используется для кронштейнов аккумуляторных батарей (требует магнитного позиционирования, а ее стоимость ниже, чем у стали 304), корпусов двигателей (устойчива к небольшой коррозии, имеет меньший вес, чем у углеродистой стали).

• Топливные элементы: сталь 430Ti используется для биполярных пластин — поверхностные покрытия (например, графитовые) повышают проводимость и коррозионную стойкость; стоимость составляет всего около 1/3 от стоимости биполярных пластин из стали 316L.

• Оборудование для защиты окружающей среды: 439 используется для футеровки башен десульфурации (устойчив к слабым щелочным дымовым газам, заменяет некоторые виды углеродистой стали + антикоррозионные покрытия, продлевая срок службы на 3–5 лет).

Тенденции технологического развития нержавеющей стали серии 400
Текущие технологические разработки для нержавеющей стали серии 400 направлены на «устранение недостатков и расширение сфер применения», а основные направления включают:

1. Повышение коррозионной стойкости

• Разработка «суперферритных нержавеющих сталей» (например, 444, Cr: 17%-19%, Mo: 1,7%-2,3%) путем добавления молибдена (Mo) и меди (Cu); стойкость к коррозии хлорид-ионами приближается к показателю 316, что делает ее пригодной для внутренних барабанов стиральных машин (контактирующих с соленой водой) и прибрежной архитектуры.

2. Оптимизация вязкости при низких температурах

• Добавление небольшого количества никеля (1–2 %) и марганца (Mn) в ферритные нержавеющие стали для повышения их хрупкости при низких температурах, что расширяет возможности их применения в оборудовании холодильных цепей и низкотемпературных трубопроводах.

3. Сочетание легкости и высокой прочности

• Разработка мартенситно-ферритных дуплексных нержавеющих сталей (например, 450J1), достигающих предела прочности на растяжение более 800 МПа и лучшей формуемости, чем у традиционных мартенситных сталей, для использования в конструктивных элементах автомобилей (например, дверных ударных балках).

4. Модернизация технологий обработки поверхности

• Повышение коррозионной стойкости мартенситных нержавеющих сталей за счет процессов «нанокерамических покрытий» и «пассивации + герметизации» , замена некоторых хромированных деталей (например, санитарно-технического оборудования), соблюдение требований по охране окружающей среды.