Оцинкованный или нержавеющий крепеж: что выбрать?

Одним из ключевых показателей качества метизов и крепежа является их устойчивость к коррозии. С этой точки зрения особое внимание привлекают два материала — нержавеющая сталь и оцинкованная сталь. Хотя на первый взгляд может показаться, что они обладают схожей эффективностью, производители оценивают их по-разному. Например, классический болт (DIN 933) 8.8 M4x8 мм с оцинкованным покрытием стоит 2-3 рубля, а его аналог, выполненный из нержавеющей стали, обойдется уже в 5-6 рублей, что вдвое дороже. Почему так происходит?

Метизы с цинковым покрытием

Главное отличие оцинковки от нержавеющей стали заключается в составе и способе обработки. При цинковании защитный слой наносится на поверхность основного металла, в то время как при производстве нержавеющей стали легирующие элементы вводятся в расплав на стадии формирования, изменяя и укрепляя структуру всего изделия. Для нанесения цинка на метизы существует несколько методов:

• горячее цинкование;
• холодное;
• термодиффузионное;
• гальваническое;
• механическое;
• цинкламельное покрытие.

В массовом производстве наиболее распространены горячее, гальваническое и термодиффузионное цинкование. Эти методы позволяют получить защитное покрытие с высокой коррозионной стойкостью, низкой теплопроводностью и способностью выдерживать значительные перепады температур. Однако у таких покрытий есть два главных недостатка: недостаточная устойчивость к агрессивным кислотным и щелочным средам, с которыми цинк активно взаимодействует, что ухудшает защитные свойства, а также низкая механическая прочность. Даже небольшие повреждения, например, царапины, приводят к оголению основного металла, вызывая появление локальных очагов коррозии, которые постепенно разрушают изделие.

Тем не менее, главное преимущество оцинковки, независимо от используемой технологии, заключается в низкой себестоимости производства. Это делает оцинкованные метизы более доступными на рынке по сравнению с изделиями из нержавеющей стали.

Крепеж из нержавеющей стали

Нержавеющая сталь представляет собой сплав железа с хромом, никелем, титаном, молибденом и другими элементами в различных пропорциях. Процесс введения этих добавок в расплав металла и регулирование их содержания называется объемным легированием, а полученные таким образом стали именуются легированными. В зависимости от состава сплавов нержавеющую сталь делят на несколько групп.

Коррозионностойкие стали способны длительное время сохранять свою микроструктуру при умеренной влажности. Жаростойкие, или сложнолегированные, стали сохраняют устойчивость к коррозии в агрессивных химических средах при высоких температурах. Жаропрочные стали, в свою очередь, сохраняют свои механические свойства даже при экстремально высоких температурах.

Основное отличие нержавеющей стали от обычной углеродистой заключается в наличии хрома, который составляет не менее 10,5% от состава. Хром, пассивируясь, образует на поверхности изделия защитный слой, предотвращающий коррозию. Увеличение содержания хрома повышает сопротивляемость металла внешним разрушительным воздействиям. Так, для предотвращения коррозии в обычных условиях достаточно 13% хрома. В крепеже, таком как болты и гайки, относящемся к коррозионно-стойким материалам, содержание хрома должно быть не менее 17%, а жаростойкие сплавы могут включать до 24% хрома и другие легирующие элементы.

Кроме химического состава, нержавеющие стали делятся на группы в зависимости от их структуры: аустенитные, ферритные и мартенситные. Наиболее распространенным материалом для изготовления крепежа является аустенитная сталь, которая обозначается буквой «A». Этот тип используется более чем в 70% нержавеющего крепежа. Основные марки, применяемые для производства крепежных изделий, — это легированные стали А2 (пищевая сталь) и А4 (кислотостойкая), а также их аналоги по классификации AISI — 304 и 316.
Сталь марки А2 представляет собой аустенитную сталь с низким содержанием углерода, что делает ее достаточно мягкой, при этом минимальный предел прочности на разрыв составляет 500 МПа. Сталь А4, в свою очередь, содержит молибден, что придает ей высокую прочность, с пределом прочности на разрыв от 800 МПа.

Различия в прочности болтов и гаек из углеродистой и нержавеющей стали наглядно демонстрируются в приведенной ниже таблице.

Следует отметить, что при примерно одинаковых показателях прочности, предел текучести у нержавеющих сталей ниже, чем у углеродистых сплавов, что делает их более подверженными деформации. Однако это свойство позволяет им лучше справляться с изгибающими нагрузками, тогда как метизы из конструкционной стали, не содержащие легирующих добавок, более хрупки и при избыточных нагрузках не деформируются, а ломаются.

В общем, к основным преимуществам крепежа из нержавеющей стали по сравнению с оцинкованными изделиями можно отнести высокую устойчивость к механическим нагрузкам и отличную коррозионную стойкость. Тем не менее, для достижения этих свойств производители тратят значительно больше ресурсов, что обуславливает более высокую стоимость изделий из нержавеющей стали.