Дёшево и прочно. Или стойко к коррозии. Разные задачи.

Углеродистая сталь — это почти одно железо, а железо соединяется с кислородом и влагой в оксид железа, то есть в ржавчину. Никакой защитной преграды нет: ржавчина отслаивается и обнажает свежее железо. В нержавеющей стали есть хром, больше 10 %, и он образует тонкий защитный слой оксида хрома, который сам затягивается при царапине и останавливает дальнейшую коррозию. Этот пассивный слой и делает нержавейку нержавеющей.

Да, и многими способами. Цинкование, порошковая окраска, обычная краска и фосфатирование — всё это защищает углеродистую сталь от ржавчины, и защищённая углеродистая сталь остаётся самым выгодным решением для большинства несущих конструкций. Но защита способна подвести — царапины, сколы, старение покрытия, — требует ухода и укорачивает срок службы по сравнению с нержавейкой, которая не корродирует по своей природе. Там, где нужно двадцать лет и более без обслуживания, предпочтительна нержавеющая сталь.

Аустенитные нержавеющие стали 304 и 316L быстро наклёпываются при резании: поверхность при деформации твердеет, отчего растут усилие резания и износ инструмента. Вдобавок они плохо отводят тепло, и оно копится у режущей кромки. Что помогает: острый твёрдый сплав, напористые подачи, чтобы опережать наклёп, обильная подача СОЖ и жёсткое закрепление. Времени на обработку уходит обычно вдвое-втрое больше, чем на равноценную углеродистую сталь, а надбавка к стоимости составляет 30–50 %.

304 — нержавейка общего назначения, самая дешёвая, и её с избытком хватает в большинстве коррозионных случаев, в пищевом оборудовании и в архитектуре. В 316L добавлено 2 % молибдена, она лучше держит хлориды и морскую воду и обязательна на море и при высоком содержании хлоридов. Стоит она на 15–25 % дороже 304. Правило простое: в помещении или без хлоридов годится 304; на побережье, в море и с сильно хлоридными продуктами — соусами, рассолами — назначайте 316L. В сомнении 316L надёжнее.

Углеродистые стали вроде 4140, 4340 или 8620 прокаливаются насквозь до 50–62 HRC закалкой с отпуском, и термообработка открывает широкий выбор прочностей. Нержавеющие 304 и 316L термически не упрочняются: будучи аустенитными, они не претерпевают фазового превращения и твердеют только от наклёпа. Нержавеющие 17-4 PH и 15-5 PH упрочняются выделениями и доходят до 1100 МПа предела текучести. А мартенситные, вроде 420, закаливаются как углеродистая сталь, но ценой коррозионной стойкости.

Аустенитные нержавеющие стали 304 и 316L в отожжённом состоянии немагнитны и становятся слегка магнитными после холодной деформации. Ферритные и мартенситные нержавеющие стали магнитны, а углеродистая сталь магнитна всегда. Там, где магнитность недопустима — рядом с магнитно-резонансными томографами, в датчиковой технике, вблизи компасов, — назначайте аустенитную нержавейку, алюминий или титан.