Преимущества и недостатки хромированной стали

Хромированная сталь имеет защитное покрытие из хрома, которое наносится с помощью использования специальных технологий хромирования. За счет этого улучшаются физические и эстетические характеристики стального сплава. Хромированная сталь имеет блестящую серебристую поверхность, которая делает ее похожей на нержавейку. За счет технологии хромирования расширяются сферы применения стали.

Свойства, сферы применения

Нанесение тонкой пленки хрома на поверхность черной стали позволяет улучшить ее внешний вид и придать е новые физико-химические свойства. Хром, который наносится на поверхность стали с помощью технологии электрического осаждения, позволяет создать защитное покрытие стальной заготовки, которое придает:

• устойчивость к износу;
• повышенную твердость;
• устойчивость к температурным перепадам;
• долговечность;
• коррозийную и химическую стойкость;
• высокую отражающую способность, аналогичную изделиям из алюминия и серебра;
• привлекательный внешний вид.

Изделия промышленного назначения покрываются хромом для повышения их прочности, устойчивости к трению и продления срока эксплуатации. Технология хромирования используется при производстве стальных изделий, эксплуатация которых осуществляется в агрессивных средах:

• пароводяной арматуры;
• клапанов;
• поршней и других деталей.

Хромирование стальных поверхностей применяется для создания декоративного покрытия на мебельной фурнитуре, сантехник, элементах отделки автомобилей, мотоциклов, велосипедов, интерьерном декоре, сувенирной продукции.

С помощью такой технологии производится реставрация стальных деталей. Нанесение пленки из хрома позволяет восстановить их размеры, утраченные в результате износа и трения. Такая технология восстановления применяется в ходе ремонта станочного оборудования, ДВС, клапанов, поршней, приборов и других изделий промышленного назначения.

Преимущества и недостатки хромированной стали

К преимуществам стали, покрытой хромом, относят:

• высокие эстетические качества, которые обеспечивает блестящая поверхность;
• более низкая стоимость, в отличие от нержавеющей стали;
• коррозийная стойкость;
• высокая прочность.

К недостаткам хромированной стали относятся:

• необходимость регулярного ухода для сохранения блеска;
• меньшая прочность, чем у нержавеющей стали;
• легкость образования царапин;
• оставление следов от пыли и от пальцев.

Недостатком хромированной стали является подверженность блестящей поверхности к быстрому износу, что делает ее непрактичной.

Это отличает ее от долговечной и дорогой нержавеющей стали, в которой содержится 12% хрома, выступающего в качестве легирующей добавки и обеспечивающей повышенную антикоррозийную стойкость. У нержавеющей стали за счет этого поверхность, обладающая зеркальным блеском может, самовосстанавливаться. На ней образуется оксидная пленка из нерастворимых окислов, содержавшихся в составе нержавейки. При контакт с кислородом, содержащимся в воздухе, она вступает в химическую реакцию, в результате поврежденные места на ее поверхности затягиваются.

В хромированной стали в составе нет хрома, его наносят только тонким слоем на ее поверхность, поэтому у нее нет оксидной пленки, способной к самовосстановлению. Хромированная сталь стоит дешевле нержавейки и не обладает ее износостойкостью, хотя визуально на нее похожа.

Особенности производства

Для производства хромированной стали используется технология диффузного насыщения поверхностного слоя стального черного сплава хромом. С помощью хромирования улучшают свойства обычного стального сплава, повышая:

• прочность;
• твердость;
• устойчивость к коррозии;
• эрозионную стойкость;
• способность выдерживать воздействие высоких температур.

Нанесение хрома на поверхностный слой углеродистой или легированной стали производится двумя способами:

• диффузионным, когда насыщение хромом поверхностных слоев происходит за счет температурного воздействия, в ходе которого частицы хрома проникают в кристаллическую решетку стального сплава
• электролитическим, за счет катодного осаждения заряженных частиц хрома на поверхности стали под воздействием электрического тока.

В качестве электролита при хромировании используют растворы, содержащие сульфаты, ангидриды или хлориды.

Для создания равномерного и толстого слоя хрома следует выполнять определенную последовательность действий:

• тщательно очистить поверхность стальной заготовки от пыли, жира, иных загрязнений;
• провести шлифовку поверхности;
• погрузить заготовку в электролитный раствор;
• установить оптимальный для хромирования температурный режим;
• подключить электроды к электросети;
• держать заготовки в электролите определенный период времени для получения хромированного покрытия нужной толщины.

Толщина нанесенного на сталь слоя хрома может варьироваться от 0,075 до 0,25 мм. Такое тонкое покрытие не утяжеляет деталь и обеспечивает увеличение показателя твердости от 66 до 70 единиц по шкале Роквелла.

Нанесенный слой хрома может быть неровным и шероховатым. Это особенно заметно на деталях со сложной геометрией или на заготовках, имевших изначально мелкие дефекты на поверхности.

Во время проведения технологии хромирования атомы железа в узлах кристаллической решетки стального сплава заменяются на атомы хрома. Во время проведения хромирования выделяется несколько фаз замещения железа хромом. В фазах α и γ концентрация хрома достигающих 100 %.

Особенности технологии хромирования

Хромирование может проходить в разных средах:

• твердой, или порошковой;
• вакуумной;
• газовой;
• жидкой.

Хромирование с использованием порошковой смеси считается самым простым и дешевым. В твердой порошковой смеси содержится хром или феррохром, а также ряд других компонентов:

• галогениды;
• глинозем;
• каолиновая глина и другие наполнители, предотвращающие спекание порошка.

Подготовленную заготовку кладут в герметичный стальной контейнер из жаростойкой или низкоуглеродистой стали, который герметично закрывается двойной крышкой, имеющей сварной или плавкий затвор. Контейнер имеет отверстия для вывода газообразных продуктов. Химическая реакция внутри контейнера начинается после нагревания. В ходе нее происходит разложение хлористого аммония, в ходе которого образуется хлористый водород.

На производстве сегодня используется три вида хромирования, технология которых зависит от назначения готового изделия.

Гальваническая

Она проводится в электролитной среде. В ходе его происходит осаждение атомов хрома на поверхность изделия под воздействием электрического тока. В результате происходит создание защитного слоя из хрома.

Химическая

Нанесение защитного слоя из хрома происходит с помощью химической реакции, в результате которой восстанавливается хром из раствора солей. Образовывающийся в процессе такого хромирования белый налет удаляют с поверхности хромированного изделия с помощью фосфора. На места, где не требуется проводить хромирование, наносят специальные составы из меди, соляной кислоты и воды. При использовании такой технологии хромирования используются средства индивидуальной защиты.

Декоративная

Этот вариант хромирования позволяет создавать очень тонкий слой хрома, который наносится с помощью кисти на поверхность стального изделия. Из-за слишком тонкого слоя в этом случае не повышается прочность изделия, а только улучшается его внешний вид. Созданная пленка выполняет не только декоративную функцию, но и защищает изделие от внешней агрессивной среды.

Выбор способа хромирования зависит от того, какой толщины и однородности нужно получить слой хрома и от величины хромируемого изделия.

Для чего проводится хромирование стали

Хромирование позволяет улучшить качество стального сплава, который сможет выдерживать температурные воздействия до +900 градусов, повышенные эрозийные и кавитационные нагрузки. Из такой стали делают детали для топливных систем, турбинные лопатки и другие ответственные изделия.

С помощью хромирования стали придается ползучесть, длительность и усталостная прочность. С помощью термической обработки деталей улучшаются механические свойства металла в сердцевине деталей. Созданная хромированная поверхность не темнеет и выполняет защитные функции, повышая коррозийную стойкость стального изделия.

У хромированной стали показатель жаропрочности выше, чем у высоколегированных хромистых и хромоникелевых соединений. Она не боится коррозии, которую вызывают разные агрессивные среды:

• морская соленая вода;
• горячий пар;
• азотная кислота.

Устойчивость к воздействию таких агрессивных кислот как серная, фосфорная или уксусная, у хромированной стали выше, чем у нехромированных стальных сплавов. Из хромированной углеродистой и легированной стали делают разнообразные виды изделий для машиностроения, автомобилестроения, мебельной отрасли, сувенирной индустрии и т.д.

Чем хромированная сталь отличается от нержавейки?

Визуально изделия из хромированной стали не отличаются от аналогов, изготовленных из нержавеющего стального сплава. Они имеют поверхность с зеркальным блеском, но по физико-химическому составу и эксплуатационным характеристикам отличаются друг от друга. Отличить их друг от друга можно при помощи обычного магнита. Хромированное стальное изделие магнититься, а аналог из нержавейки нет.

При внимательном рассмотрении можно заметить и характерные визуальные отличия. Поверхность нержавейки имеет приглушенный атласный блеск, а хромированная блестит ярко. Только после специальной обработки, включающей полировку, нержавейка начинает так же ярко. Чтобы не ошибиться при выборе, следует опираться на советы и рекомендации профессионалов.

Особенности ухода за хромированной сталью

Чтобы хромированное стальное изделие служило дольше, за ним нужно правильно ухаживать и соблюдать правила эксплуатации, защищая его от влажности и контакта с агрессивными химическими веществами, а также от механических повреждений.

Нержавеющая сталь не боится агрессивных сред, потому она не ржавеет. Хромированное стальное изделие начинает ржаветь, если нарушается защитный слой из хрома. Однако изделия из нержавеющей стали стоят дорого, поэтому они не используются так широко, как недорогая хромированная сталь.

При выборе хромированной и нержавеющей стали также нужно учитывать условия эксплуатации таких изделий. Обычно недорогая хромированная сталь марки AISI 201, AISI 304 и AISI 316 используется для производства бытовых изделий. Из нержавеющей стали обычно делают изделия промышленного назначения.

Лазерная резка хромированной стали

Лазерная резка хромированной стали представляет собой высокоточный процесс, который использует лазерный луч для точного и чистого разделения материала. Хромированная сталь обладает высокой прочностью и стойкостью к коррозии, что делает её популярным выбором для различных промышленных и дизайнерских приложений. Преимущества лазерной резки включают минимальные потери материала, отсутствие необходимости в контактном инструменте и возможность создания сложных геометрических форм с высокой точностью. Этот процесс обеспечивает эффективное и качественное изготовление деталей из хромированной стали для широкого спектра применений, от автомобильной промышленности до архитектурных конструкций.