Нержавейка vs оцинковка: какой крепеж лучше выбрать и почему

Споры о преимуществах и недостатках крепежа из разных материалов ведутся не один год. Нержавейка и оцинковка – оба эти материала отличаются высокой прочностью, износостойкостью, устойчивостью к коррозии и агрессивному воздействию окружающей среды.

Однако некоторые не любят нержавейку за высокую стоимость, которую производитель оправдывает улучшенными показателями, в сравнении с оцинковкой. Так ли это? Стоит ли отдать предпочтение нержавейке или все же остановиться на более доступной по цене оцинковке? Постараемся ответить в статье ниже.

Крепеж из нержавейки: преимущества и недостатки

Для начала давайте разберемся в том, какая же сталь является нержавеющей. Нержавейка – это та сталь, в которой помимо стандартных ингредиентов: железа и углерода, имеется не менее 10,5% хрома. В зависимости от марки стали процент хрома может доходить до 24%, а также присутствовать и другие компоненты например, никель, селен, марганец и др.

Все эти примеси добавляются в состав сплава не просто так. В процессе легирования изменяются химические и физические свойства материала. Он становится более прочным, устойчивым к агрессивному воздействию окружающей среды, коррозии.

Хром при взаимодействии с кислородом создает на поверхности крепежного элемента из нержавеющей стали антикоррозийное покрытие, которое не исчезает со временем, а обладает регенерирующими свойствами, т.е. является самовосстанавливающимся.

Плюсы крепежных элементов из нержавейки:

• Устойчивы к ударным нагрузкам, поэтому могут использоваться в машиностроении и других похожих областях, где есть нагрузки такого типа;
• Безопасен с точки зрения экологии, что особенно важно в современном мире, учитывая экологическую обстановку и необходимость бережного отношения к окружающей природе;
• Обладает высокой сопротивляемостью коррозии в условиях высокой влажности и в большинстве агрессивных рабочих сред (в зависимости от марки);
• Срок эксплуатации достигает полувека.

Недостатки крепежа из нержавейки:

• Высокая цена для конечного потребителя;
• Большая пластичность, что делает его подверженным необратимым деформациям при меньших нагрузках, чем оцинкованный стальной крепеж с близким значением предела прочности;
• Заедание резьбы.

Виды нержавеющей стали

В маркировке часто можно встретить латинскую букву “А”. Это обозначение указывает на то, что нержавейка относится к аустенитной группе (Austenitic). именно из нее и производится почти 70% всего нержавеющего крепежа.

Еще одна латинская буква, которую можно встретить в маркировке нержавейки – это “L”. Она означает, что данный крепеж изготовлен из “низкоуглеродистой” стали. В такой стали углерода всего 0,02%, вместо 0,05%. Такая сталь ничем не хуже, наоборот, она приобретает дополнительные свойства – она обладает повышенной стойкостью при горячей сварке в среде TIG или MIG. Т.е. в процессе сварки выделяется минимальное количество карбида, что делает возможным использование такой стали в состоянии «после сварки» даже в агрессивной окружающей среде.

А1 – Самая простая в обработке нержавеющая сталь. Это происходит благодаря тому, что в ее составе имеется повышенное содержание серы. Однако, есть и оборотная сторона. Из-за повышенного содержания серы, данная марка нержавейки обладает более низкой устойчивостью к коррозии (ниже, чем А2), а также ее ударная вязкость снижается. Крепеж из этой стали используется там, где важна высокоточная механическая обработка деталей. Чаще всего из А1 изготавливают штифты DIN 1471, DIN 1472, DIN 1473 со строгими допусками или пломбировочные винты DIN 404 с отверстиями в головке, которые можно получить только путем высверливания.

А2 – В составе: хром = 18%, никель = 8% и углерод = 0,08%. Производители из ЕС часто используют другую маркировку. Данная маркировка указывает также на то, что такой крепеж можно применять на пищевых производствах. Нержавейка А2 не токсична и допустима для хранения, приготовления и приема пищи из такой посуды. В таком случае А2 по химическому составу идентична 304 (AISI), 1.4301 (DIN, EN), 12Х18Н10 (ГОСТ). Можно также встретить маркировки А2-50, A2-70 и А2-80. Это указание на прочность крепежа.

А4 – Состав похож на А2, за исключением того, что здесь присутствует еще и молибден = 2-3%. Именно благодаря этому компоненту, сталь с маркировкой А4 обретает способность противостоять коррозии при соприкосновении с кислотой, хлором, солевыми растворами. Крепеж из нержавейки с маркировкой А4 отлично подойдет для использования в экстремальных условиях, например, в плавательных бассейнах, прибрежной зоне или на химическом производстве. Еще эту нержавейку часто называют морской, так как она используется в кораблестроении, благодаря своим кислотостойким и жаропрочным свойствам. В маркировке ЕС по химическому составу идентична 316 (AISI), 1.4401 (DIN, EN), 03Х17Н14М2 (ГОСТ).

А5 – Состав содержит в себе: углерод = 0.08%, марганец = 2%, кремний = 0.75%, хром =16-18%, никель = 11-12.5%, молибден = 2-3%. Сплав отличается повышенной прочностью и устойчивостью к кислотам. Благодаря содержанию в составе молибдена, сталь устойчива к коррозии. Используется в судостроении и целлюлозной промышленности. Важно отметить, что данная марка стали обладает пруженными свойствами и отлично подойдет для изготовления крепежных изделий. Например, шайба пружинная (DIN 7980, ГОСТ 6402-70),шайба зубчатая (ГОСТ 10463-81, DIN 6798 А) и т.п.

Кроме вышеописанной классификации все нержавеющие стали можно разделить на три группы:

1. Аустенитные – марки нержавеющей стали, в составе которых присутствуют легирующие элементы. Хрома более 18% и никеля более 8%. Используются в машиностроении и при изготовлении крепежа подвижного типа: штифтов, шайб, саморезов и т.п.
2. Мартенситные – марки нержавейки, которые получается в процессе переохлаждения аустенитной фазы. Следует отметить, что в такой нержавейке процент углерода превышен на 0,3%. В качестве легирующих элементов используются вольфрам, хром, ниобий. Это повышает жаропрочность стали. Используется при изготовлении крепежа, который планируется эксплуатировать в агрессивных средах и при большой нагрузке.
3. Ферритные – марки стали, в составе которых содержится больший процент углерода, чем в мартенситных марках нержавейки. Это делает данный тип нержавейки обладателем высокой степени прочности и твердости. Используется при изготовлении ножей, кинжалов, турбинных лопастей и бритвенных принадлежностей и т.п.

Крепеж из оцинковки: преимущества и недостатки

На самом деле из оцинкованной стали не производят крепежных элементов. Их производят из самой обычной стали, а после того, как изделие готово, его оцинковывают. Так и получается крепеж из оцинковки.

Виды цинкования

Существует целых пять способов цинкования металла. Рассмотрим каждый из них чуть более подробно.

Крепежные элементы погружают в ванну с расплавленным цинком. При химическом взаимодействии двух веществ – стали и цинка – происходит реакция, в результате которой на поверхности крепежного элемента образуется защитный слой, который предохраняет его от коррозии. Крепежный элемент приобретает устойчивость не только к механическому воздействию, но и не подвержен больше влиянию химических процессов.

Температура горячего цинкования = 450°С, при этом возникает цинковое покрытие 70-120 мм. Использование данного метода эффективно тем, что при возникновении небольшой ржавчины это сразу будет заметно, что дает возможность сразу обнаружить коррозию и принять меры по ее нейтрализации.

Данный метод отличается от предыдущего не только температурой нанесения, но и тем, что перед цинкованием готовые металлические элементы никак не нужно обрабатывать. На элемент просто наносится слой специального состава. Основой такого состава является цинк, с примесями других металлов. Холодное цинкование можно делать двумя способами.

1. Наносится грунтовый слой, в котором присутствует большая доля цинкового порошка.
2. Используются специальные лакокрасочные материалы, которые и наносятся на поверхность крепежного элемента.

Особенность холодного цинкования в том, что его можно применять исключительно на объектах с неподвижными металлоконструкциями.

При нанесении цинкового слоя используется электрохимический способ – воздействие током. Для этого крепеж из стали опускают в раствор с щелочным электролитом и пластиной цинка. При прохождении через электролит ионы цинка оседают на поверхность металла. При этом образуется защитный слой. Толщина его составляет от 4 до 20 мкм. Особенность такого способа цинкования – привлекательный и эстетичный внешний вид изделия.

Используется ванна, в которую помещают готовый крепеж, подлежащий оцинковке, а также порошкообразную цинковую смесь. В результате образуется интерметаллидный слой, повторяющий контуры изделий. Этот способ используют в том случае, когда металлоконструкция или крепежный элемент имеют сложную форму.

В данном методе используется струя газа высокой температуры. Под ее воздействием на деталь напыляется цинк. При остывании цинкового порошка на поверхности детали образуется защитный антикоррозийный слой. В результате получается пористое покрытие, которое оказывает эффективное действие металлоконструкциям, находящимся в непосредственной близости от воды.

Чаще всего для цинкования металлического крепежа используется горячее цинкование, при котором готовые стальные изделия погружают в специальный резервуар с раствором цинка и оставляют на протяжении нескольких часов. Иногда таких погружений может быть несколько. Как правило, два, но не более трех. После извлечения изделий из раствора, их просушивают. Таким способом получается оцинкованный крепеж. Однако применяется также холодный и другие методы цинкования.

Преимущества крепежных изделий из оцинкованной стали:

• Обладают низкой электропроводностью;
• Хорошо выдерживают нагрузки давления;
• Обладают низкой себестоимостью, а, следовательно, и более низкой, чем изделия из нержавейки, ценой на конечном рынке.

Недостатки крепежа из оцинковки:

• Срок службы не превышает 20 лет;
• Даже при небольшом механическом повреждении, например, царапине, основной металл оголяется и подвергается локальной коррозии, что ведет к его разрушению;
• Не имеет устойчивости к воздействию кислот, так как цинк легко вступает с ними в химические реакции.

Что же выбрать?

Какому крепежу отдать предпочтение? Все зависит от конечных целей. Ниже приведена таблица, которая поможет Вам сделать верный выбор при выборе крепежа.

Краткие выводы к статье

1. Крепежные элементы производятся как из нержавеющей, так и из обычной стали, последние оцинковываются.
2. Процесс оцинковки крепежа может проводиться несколькими способами и самый надежный (а, следовательно, и дорогостоящий из них) – метод горячего цинкования.
3. Крепежные элементы из нержавейки обладают более высокой себестоимостью и конечной ценой для потребителя, но зато более долговечны.
4. Крепежи из нержавеющей стали востребованы в пищевой промышленности, так как они безопасны для человека и экологии.
5. Крепеж из оцинковки многих привлекает своей более низкой себестоимостью и конечной ценой на рынке, но он менее долговечен и не имеет устойчивости к повреждениям механического типа.
6. Выбирать крепежные элементы следует с учетом конечной цели. Если планируется применение крепежа в контакте с продуктами питания или нужен долговечный и устойчивый к ударным нагрузкам крепеж, то отдать предпочтение стоит именно нержавейке.
7. Для лайтовых вариантов подойдет крепеж из оцинковки.

Вопросы, которые часто задают

В этом разделе постарались собрать часто задаваемые вопросы и ответы на них для удобства читателей.

Почему крепеж из нержавейки дороже?

Все дело в их высокой себестоимости при производстве металла и самого изделия. Так как в процессе производства в сплав добавляются дополнительные компоненты, например, марганец, никель и хром, это повышает себестоимость материала.

Какой крепеж дешевле?

Крепеж из стали, который после производства оцинковывается – дешевле, чем тот, который производится из нержавейки. У него нет физических и химических преимуществ нержавейки, но зато он более дешев, тоже устойчив к коррозии и может использоваться там, где нет соприкосновения с водой, продуктами питания или отсутствуют ударные нагрузки и риск механических повреждений.

На что следует ориентироваться, выбирая крепеж?

На то, в каких условиях он будет использован. Важно обратить внимание на конечную цель и среду, с которой крепежным элементам предстоит контактировать.

Чем крепеж из нержавеющей стали отличается от крепежа из оцинкованной?

Крепеж из нержавейки более долговечный. Если царапина или скол на оцинковке приведут к локальному появлению пятна ржавчины и разрушению металла, то с нержавейкой такого не произойдет, так как в составе сплава находятся химические элементы, повышающие его устойчивость к коррозии.

Также отличаются эти крепежи и ценой. Нержавейка, в силу высокой себестоимости производства, обладает более высокой конечной ценой. Тогда как оцинковка – доступнее, даже не смотря на то, что процесс оцинковки тоже стоит недешево.

Важное преимущество крепежных элементов из нержавеющей стали заключается в том, что они безопасны для человека, а потому их применение допустимо даже в пищевой промышленности. И в целом нержавейка – более экологичный материал, чем оцинкованная сталь.

Татьяна

Инженер-технолог-строитель. Более 10 лет в сфере технического копирайтинга.

Автор статьи

Татьяна

Инженер-технолог-строитель. Более 10 лет в сфере технического копирайтинга.

Автор статьи