Аустенит или мартенсит: два класса нержавеющей ленты

Когда решение «берём нержавейку» уже принято, следующая развилка — структурный класс. Аустенитная и мартенситная лента одинаково называются «нержавеющими», но ведут себя настолько по-разному, что путаница на этапе ТЗ приводит к прямому браку: заказали «нержавейку» для немагнитного экрана, а пришла мартенситная 40Х13, которая держит магнит и не тянется. Для снабженца класс — это не академическая деталь, а параметр приёмки.

Разница закладывается легированием. Аустенит стабилизируют никелем (8–11 %) при 17–19 % хрома — структура остаётся гранецентрированной кубической (ГЦК) и немагнитной при комнатной температуре. Мартенсит получают из хромистых сталей с 12–18 % Cr и повышенным углеродом (0,2–0,45 %): после закалки образуется твёрдая тетрагональная структура, магнитная и калящаяся. Отсюда два разных набора применений и два разных раздела в марочнике.

Практически 90 % аустенитной ленты закрывается марками 12Х18Н10Т и 08Х18Н10 (ГОСТ 4986), а мартенситной — рядом 20Х13 / 30Х13 / 40Х13 (ГОСТ 5632, лента по ГОСТ 4986 для коррозионностойких). Дальше — уточнения под коррозию, твёрдость и температуру.

Сравнительная таблица классов

Магнитность: главный критерий приёмки

Немагнитность — то свойство, ради которого чаще всего специально выбирают аустенит: ленты для антенных узлов, экранов ЭМИ, приборов рядом с магнитным полем, безопасных зон около МРТ. В отожжённом состоянии 12Х18Н10Т даёт μ_r ≈ 1,02 — практически немагнитна. Но после холодного наклёпа свыше 20–30 % часть аустенита переходит в мартенсит деформации, и лента приобретает слабую магнитность. Если немагнитность критична, в ТЗ фиксируют и марку, и предельную степень деформации, и требование отжига.

Мартенситная лента магнитна в любом состоянии — это ферромагнетик по структуре. Для приёмки это удобный экспресс-тест: если «нержавейка» уверенно держит магнит, это либо мартенсит/феррит, либо сильно наклёпанный аустенит. Ошибка выбора между углеродкой и нержавейкой вообще, а не между классами, разобрана в обзоре нержавеющая vs углеродистая лента.

Твёрдость и упругость

Ключевое, чего аустенит не умеет, — калиться. Его прочность поднимают только наклёпом, и предел здесь около 1200–1400 МПа. Мартенсит же после закалки и низкого отпуска даёт 50–56 HRC у 40Х13 — это уровень режущего инструмента и износостойких деталей. Поэтому ленточные ножи, скальпели, лезвия, пружинные шайбы, работающие в слабо-коррозионной среде, делают из мартенситной 30Х13/40Х13, а не из аустенита.

При этом коррозионная стойкость мартенсита ниже и падает с ростом углерода: 40Х13 стойка в слабых средах и на воздухе, но уступает 20Х13 и тем более аустениту во влажных и хлоридных условиях. Это классический компромисс «твёрдость против коррозии». Если нужна и упругость, и коррозионная стойкость одновременно, сравните варианты в обзоре пружинных сталей 65Г vs 60С2А и рассмотрите пружинную нержавейку в наклёпанном состоянии.

Свариваемость и передел

Аустенит сваривается хорошо, но требует контроля межкристаллитной коррозии: при 450–850 °C хром связывается в карбиды по границам зёрен. Отсюда правила — короткий шов, охлаждение между проходами, аргоновая защита, для ответственных швов присадка с пониженным углеродом. Когда эта проблема критична, а когда нет, подробно разобрано в обзоре 12Х18Н10Т vs 08Х18Н10.

Мартенсит сваривается плохо: высокий углерод даёт закалочные структуры и трещины в зоне термического влияния. Мартенситные детали, как правило, не сваривают, а собирают механически либо соединяют пайкой. Поэтому там, где нужна и сварка, и коррозионная стойкость, снабженцу стоит закладывать аустенит, а мартенсит оставить для несварных износостойких деталей.

Стандарты и импортные аналоги

Обе группы описаны в ГОСТ 5632 (химсостав и классификация), лента — в ГОСТ 4986. Базовые соответствия для ТЗ: 12Х18Н10Т ↔ AISI 321 / EN 1.4541, 08Х18Н10 ↔ AISI 304 / EN 1.4301, 20Х13 ↔ AISI 420 / EN 1.4021, 40Х13 ↔ EN 1.4034. Классификация классов подробно описана в статье о нержавеющих сталях, а составы и марки сверяются по действующим ГОСТ. При замене импортной ленты важно совпадение не только по хрому, но и по углероду и легированию — иначе класс «поедет» вместе со свойствами.

Итого — что заказывать

• Немагнитная лента (экраны, антенны, приборы, зона МРТ): только аустенит 12Х18Н10Т/08Х18Н10, отожжённый, с ограничением степени деформации в ТЗ.
• Сварные коррозионностойкие узлы, пищёвка, сильфоны: аустенит, при сварке — стабилизированный титаном 12Х18Н10Т.
• Ножи, лезвия, износостойкие пружинные детали в слабой среде: мартенсит 30Х13/40Х13 с закалкой до 50–56 HRC.
• Детали средней коррозионной нагрузки с умеренной твёрдостью: мартенсит 20Х13 — компромисс между стойкостью и калёностью.
• Одновременно упругость и коррозия: пружинная нержавейка в наклёпе; сравнение с углеродистыми пружинными — в профильном обзоре.

Что почитать дальше

• Нержавеющая vs углеродистая лента — уровень выше по дереву решений: нужна ли нержавейка вообще.
• 65Г vs 60С2А: пружинная сталь под задачу — если от класса нержавейки вы уходите в сторону упругих сталей.
• Как выбрать ленту под задачу — общий алгоритм подбора от условий к марке и состоянию.