Журнал Посуда Инфо
От профессионалов. Для профессионалов. О профессионалах.
Меню
Русский English
На главную
Главная
Текущий номер
О журнале
Выставки
Новости
Архив
Подписка
Рекламодателям
Авторам
Контакты
Наши партнеры
Реклама
















Посуда из нержавеющей стали. История и современность




Нержавеющая сталь как сплав и конструкционный материал была изобретена сравнительно недавно, всего лишь чуть более 100 лет назад. Два немца из компании Krupp Iron Works, Эдуард Маурер и Бенно Штраус, в 1912 году запатентовали первую аустенитную (по структуре) нержавеющую сталь с содержанием 21% хрома и 7% никеля. Хотя официальным изобретателем этого сплава все же  считается британский металлург из Шеффилда  Гарри Брирли (Harry Brearley). В ходе своих экспериментов в 1913 году Брирли заметил, что одна из изготовленных еще месяц назад отливок  не заржавела, как другие. Этот сплав содержал 85,3% железа, 0,24% углерода, 12,8% хрома, 0,2% кремния, 0,44% марганца. Так  был открыт еще один класс нержавеющей стали – ферритный.  
Впервые термин «нержавеющая сталь»  (stainless steel)  был  введен в обиход  Эрнестом Стюартом, который был школьным товарищем Брирли и сотрудником компании R.F. Mosley & Co., выпускавшей столовые приборы. Это, собственно, и предопределило дальнейшее предназначение стали, изобретенной Брирли. Примерно в то же время американец Элвуд Хейнс (Elwood Haynes) независимо от  Брирли создал свою версию «нержавейки», которая отличалась более высоким содержанием углерода и после процесса закалки обеспечивала большую твердость, чем  нержавеющая сталь, изобретенная  Гарри Брирли.  Сталь, изобретенная Хейнсом, дала начало нержавеющим сталям мартенситного класса и  стала предшественницей современной   марки стали  AISI 420. Впоследствии эти два изобретателя создали в Питсбурге (США) совместное предприятие, компанию по производству нержавеющей стали – The American Stainless Steel Company. Далее, в 1924 году инженер Хартфилд запатентовал сталь под маркой 18/8, которая кроме железа и небольшого количества углерода содержала 


18% хрома и 8% никеля (современная марка AISI 304). Добавив к стали 18/8 титан, Хартфилд получил нержавеющую сталь, которая сейчас известна как марка  AISI 321.  Он же изобрел и запатентовал такую марку стали, как AISI 316.  Позднее появились и другие марки нержавеющих сталей, такие как AISI 201, AISI 202, NSSC 180, JYH 21CT  и многие другие. В настоящий момент  это уже десятки марок сталей различного  назначения.  Существенная  часть марок этих нержавеющих сталей разных классов используется для производства посуды и столовых приборов. Наиболее широкое применение  для производства посуды получила сталь марки  AISI 304. Такие свойства AISI 304, как хорошая пластичность, способность к глубокой вытяжке, и предопределили ее основное назначение и повсеместное использование в качестве ведущего материала для производства емкостей наплитной посуды.  Сталь AISI 304 относится к аустенитному классу и является немагнитной, то есть не реагирует на постоянный магнит.  Следует особо отметить, что при глубокой вытяжке (сильной пластической деформации) без последующей термической обработки (отпуска) изделия из стали  AISI 304  вполне могут приобрести слабые магнитные свойства, неравномерно распределенные по поверхности, за счет которых изделие может вполне успешно работать на индукционном источнике нагрева. Стали  AISI 430 (410) ферритного класса и AISI 420 мартенситного класса имеют четко выраженную реакцию на постоянный магнит, в связи с чем сталь  AISI 430 (410) является основным материалом для изготовления покрывающих капсул дна посуды из нержавеющей стали и имплантируемых в дно дисков для алюминиевых сковород.  Это обеспечивает успешную работу посуды, изготовленной из немагнитных материалов (AISI 304, алюминия и т.д.), на индукционных источниках нагрева. Таким образом, с помощью постоянного магнита можно лишь определить, к какому классу относится  та или иная нержавеющая сталь и будет ли (и то с далеко не 100%-ной уверенностью)  посуда,  изготовленная из этой стали, работать на индукционной плите, но никак  не качество  нержавеющей стали, как это пытаются делать некоторые потребители.  


Посуда из нержавеющей стали отличается от других видов посуды не только внешне, по характерному цвету металла, но и  конструктивно тем, что имеет  на  дне капсулу с теплораспределительным слоем (ТРС).  Зачем посуде из нержавеющей стали вообще нужен этот ТРС? Ведь у других видов металлической посуды: чугунной, стальной эмалированной и алюминиевой – его нет. Тут все дело в теплопроводности аустенитной  нержавеющей стали.  По теплопроводности  она существенно уступает другим конструкционным  материалам, используемым для изготовления наплитной посуды. В этом можно убедиться, посмотрев данные, приведенные в  табл. 2. 


Если изготовить кастрюлю из нержавеющей стали по образцу и подобию, например, стальной эмалированной, то она при использовании на варочной поверхности  сгодится разве что только для нагрева воды. Варить в ней что-то более-менее серьезное будет весьма проблематично. Из-за  сравнительно плохой теплопроводности основного  материала пища будет пригорать к перегретому дну, а верх-няя часть продукта останется сырой. Именно для того, чтобы исправить этот недостаток, изготовители  крепят к дну  кастрюли алюминиевый  диск, который и выполняет роль ТРС. Алюминиевый диск крепится к дну емкости двумя основными способами: 1) пайкой высокотемпературным припоем (brazzing) и  2) диффузионной сваркой, или сваркой ударом (impact bonding). В настоящее время  в производстве посуды  все более широко используется и третья технология, при которой  методом прокатки изначально формируется многослойный материал-триметалл (так называемая ply-технология), из которого впоследствии вытягивается емкость посуды. Эта технология является разновидностью диффузионной сварки. Отличительной особенностью посуды, изготовленной по ply-технологии, является то, что  она имеет теплораспределительный слой  не только в дне, но и в стенках емкости. Известна также конструкция,  совмещающая в одном изделии как ply, так и  impact bonding  технологии. Поскольку открытый алюминиевый  ТРС  не практичен в эксплуатации, быстро теряет внешний вид и может разрушаться от воздействия  компонентов моющих и чистящих средств, это накладывает ряд ограничений по уходу  (не рекомендуется, в частности, использовать  посудомоечную машину). В современных конструкциях  посуды алюминиевый слой закрывается специальной (покрывающей)  капсулой, изготовленной из  нержавеющей стали 430 AISI. Эта сталь относится к другому классу нержавеющих сталей (ферритных) и обладает хорошими магнитными свойствами в отличие от немагнитной стали 304 AISI, из которой, как правило, изготавливается емкость. Использование магнитной стали делает возможным нагрев посуды на индукционных плитах и варочных панелях. При использовании посуды с ТРС на индукционной плите покрывающая капсула дна работает как конфорка обычной плиты за счет генерирования в ее поверхностном (наружном) слое вихревых высокочастотных токов индуктором плиты. Но поскольку покрывающая капсула конструктивно является неотъемлемой частью емкости,  тепловые потери в процессе нагрева сводятся к минимуму. Это позволяет существенно увеличить КПД системы нагрева в целом. Кроме того, индукционный нагрев является одним из самых быстрых. В настоящее время наиболее распространенной  (классической) конструкцией дна для посуды из нержавеющей стали является  ТРС-3 (трехслойная конструкция: нержавеющая сталь – алюминий – нержавеющая сталь). При пайке алюминиевый диск практически не деформируется, поэтому кастрюли, изготовленные по этой технологии, отличаются равномерной толщиной ТРС в радиальном направлении. Но, как правило, в скошенных краях покрывающей капсулы остаются небольшие воздушные пустоты. При диффузионной сварке исходный алюминиевый диск сильно деформируется, и в зависимости от конструкции покрывающей капсулы может образоваться заметная выпуклость на внутренней поверхности  дна и перепад толщины ТРС  в радиальном направлении, зато алюминий полностью заполняет все пространство капсулы. Какие же параметры должны быть у качественной посуды из нержавеющей стали?  Действующий стандарт ГОСТ 27002-86 определяет, что ТРС из алюминия должен быть толщиной не менее 3,0 мм, а толщина стенки наплитной посуды не менее 0,5 мм.  Посуду с такими минимальными характеристиками и ниже можно отнести к экономклассу. Если толщина ТРС будет около 4,0 мм, эта  посуда может претендовать на  средний класс, а с ТРС 5,0 мм и более будет относиться к премиум-классу.  Разделение это весьма условное; оно связано еще и с толщиной стенки емкости, например для премиум-класса это 0,8 мм и более. Некоторые производители применяют в своих изделиях и большую толщину ТРС, о которой говорилось выше, до 10,0 мм, но у такой посуды кроме излишнего веса, доставляющего определенные неудобства в использовании, возникает такое побочное явление, как излишняя тепловая инерционность, аналогичная той, которую имеют старые электрические плиты с чугунными конфорками. 


Посуда, изготовленная по ply-технологии,  как правило, имеет алюминиевый ТРС толщиной  в пределах 4 мм, это связано с особенностями  изготовления емкостей из такого материала.  Но зато ТРС имеется не только в дне, но и в стенках емкости. Посуда, изготовленная по ply-технологии, нагревается заметно быстрее за счет увеличения общей площади нагрева по сравнению с традиционной конструкцией, но, поскольку алюминиевый ТРС по дну заметно тоньше, для приготовления некоторых блюд это не подходит. Практически вся посуда из нержавеющей стали получается из исходного листа методом глубокой вытяжки, при этом вытяжка материала происходит в небольшой зоне – там, где формируется стенка емкости. В разрезе стенка представляет из себя клин, сужающийся к дну. Именно поэтому наименьшую толщину материал емкости имеет в месте перехода вертикальной стенки к дну. Немаловажным фактором, влияющим на качество посуды из нержавеющей стали, является процесс шлифовки/полировки, в первую очередь внутренней поверхности дна. Особенность этого процесса заключается в сложности эффективного удаления продуктов износа, как самого материала, так и шлифовально-полировального инструмента, при механической обработке поверхности. В результате внутренняя поверхность дна оказывается наиболее уязвимой в плане появления различных дефектов. Ниже приведены наиболее  распространенные дефекты поверхности дна, встречающиеся на посуде из нержавеющей стали.


1. Черные точки на дне посуды  –устранимый дефект, связан с технологической операцией вытяжки, при которой используется технологическая смазка, которая попадает и на пуансон пресса. В результате к смазанным поверхностям легко липнет пыль, песчинки и т.п. При вытяжке эти загрязнения вдавливаются в дно, образуя точечные микролунки на поверхности, которые полностью не удаляются  шлифовкой и полировкой. На новой посуде такие дефекты могут быть изначально совершенно незаметны, их можно идентифицировать лишь в процессе нагрева воды по точкам накипи (они являются концентраторами мест отложения солей кальция и магния). При дальнейшей эксплуатации  в лунки начинает попадать органика, и они визуально воспринимаются уже как черные точки.
2. Микроотслоения поверхностного слоя дна – латентный устранимый  дефект, связанный с операцией шлифовки и полировки поверхности.  Наиболее часто встречается на внутренней поверхности емкости  наплитной посуды, изготовленной из ферритных нержавеющих сталей (марки 430 и др.) и аустенитной стали 201-й марки, и заметно реже на изделиях из 304-й марки стали. Дефект возникает в процессе полировки, при которой продукты износа поверхности и самого полировального инструмента нормально не удаляются из зоны обработки, а завальцовываются в поверхность. По сути, это последствие технологического загрязнения поверхности. В новом изделии такие дефекты не видны, но в процессе нагрева и контакта с жидкостью происходит отделение микроучастка полированной поверхности, под которой обнажается небольшое углубление с неполированной поверхностью, которое визуально воспринимается как пятно. Очень часто в инструкциях изготовителей и блуждающих по интернет-форумам мнениях отдельных пользователей посуды основной причиной этих дефектов называется поваренная соль, а сами дефекты рассматриваются как последствия очаговой (питтинговой) коррозии нержавеющей стали. Это откровенное заблуждение, так как проявляются эти дефекты, как правило, при первом-­втором использовании посуды, и, даже если при этом соль вообще не применяется. Вообще, поваренной соли совершенно напрасно приписывается разрушающее воздействие на посуду, объясняя  подобные дефекты электрохимической  коррозией нержавеющей стали. При приготовлении пищи используются солевые растворы очень малой концентрации, которые на самом деле ни коим образом не влияют на посуду.


3. Царапины и риски на поверхности дна – дефект, который может возникнуть как в процессе изготовления посуды, так и впоследствии, в процессе эксплуатации, в результате соприкосновения с металлическими кухонными инструментами, имеющими большую твердость, чем материал самой кастрюли или сковороды. Некоторые пользователи воспринимают такие царапины также как повреждения защитного эмалевого покрытия на посуде из черной стали. Но на самом деле у посуды из нержавеющей стали механическое повреждение поверхности и защитной пленки оксида хрома не приводит к коррозии или другим изменениям, потому что оксидная пленка хрома имеет способность к практически мгновенной спонтанной регенерации.


4. Изменения цвета стали, пятна, цвет побежалости – эти явления возникают при эксплуатации посуды  и имеют разную природу возникновения, но практически все они могут быть удалены тем или иным способом, так как носят поверхностный характер.  Цвета побежалости от светло-соломенного до сине-фиолетового являются следствием перегрева поверхностного слоя металла в результате нагрева емкости без жидкости или когда объем жидкости слишком мал, а интенсивность нагрева высока. Особенно уязвимы в этом отношении сковороды, которые работают при значительно более высоких температурах, чем обычные кастрюли. С помощью табл. 3 по цвету стали можно определить, какая температура была на поверхности посуды в момент перегрева. Очень часто цвета побежалости путают с радужной окраской, которая появляется после варки некоторых продуктов на бывших в употреблении и новых изделиях и является  последствием интерференции света на тонких органических пленках. В отличие от цветов побежалости радужная окраска легко удаляется (растворяется) водными растворами уксусной и лимонной кислот. Следует учитывать, что длительное воздействие горячих растворов некоторых чистящих средств, в частности антинакипинов, содержащих, как правило, 5%­-ю щавелевую кислоту, может привести к необратимому потемнению поверхности или локальному образованию серо­черных пятен. Такие пятна можно удалить полировкой прореагировавшего поверхностного слоя. Поэтому пользоваться такими средствами надо с осторожностью, соблюдая инструкции.




Сковороды и кастрюли из нержавеющей стали изготавливаются по одной и той же технологии и имеют однотипные полировки и отделки поверхности дна, хотя на самом деле тепловой режим эксплуатации, рабочие жидкости, особенности использования и даже сама физика процесса у них довольно сильно различаются. То, что хорошо для дна кастрюли (полировка с минимальными параметрами шероховатости) при варке, последующей мойке и чистке поверхности, очень плохо для аналогичной  поверхности дна сковороды, к которой при классической жарке все начинает прилипать. Для того чтобы избежать прилипания и последующего пригорания, приходится наливать значительное количество масла. Если попытаться детально рассмотреть физику процесса жарки, то становится совершенно очевидным, что поверхность дна должна быть, наоборот, не гладкой, а более развитой, это позволяет улучшить теплообмен и значительно уменьшить площадь контакта продукта с нагретой поверхностью без присутствия  смазывающего компонента. Идеальным вариантом можно считать такую поверх-ность сковороды из нержавеющей стали, которая способна удерживать масляную пленку по всей площади дна, предотвращая тем самым прилипание и, соответственно, пригорание продукта во время всего процесса нагрева. До недавнего времени, чтобы уменьшить эффект пригорания к гладким, не имеющим антипригарного покрытия поверхностям, использовались макрогрили (достаточно большие по размерам неровности на дне), но жизнь показала их достаточно низкую эффективность. Мини-грили, то есть множество небольших неровностей в виде выступов или неглубоких выемок на дне сковороды, позволяют существенно облегчить процесс жарки на сковороде из нержавеющей стали. Мясо, котлеты с подтушиванием и при определенном навыке даже яичница получаются без проблем. Микрогрили, или модифицированные поверхности, еще больше расширяют диапазон доступных такой сковороде  блюд. При этом для приготовления используется минимальное количество смазывающего компонента, необходимого лишь для создания пленки  на разогретой поверхности, которая и выполняет роль противоприлипающего агента. Опыты показали, что этот эффект работает и в духовом шкафу. Несмотря на то что микрогрилю по своим противоприлипающим свойствам сложно тягаться с антипригарными покрытиями на основе фторполимеров,  он имеет перед ними и определенные, бесспорные преимущества – возможность готовки при более высоких температурах и неограниченный ресурс работы.

11 марта – 24 апреля 2017 года 
©  Илья Н. Петунов, 
специально для журнала «Посуда»
Главная | Текущий номер | О журнале | Выставки | Новости | Архив | Подписка | Рекламодателям | Авторам | Контакты | Наши партнеры
Содержание
Слово редактора
Добрый день, дорогой читатель!
Производители
Речицкий завод: пример развития накануне 160-летия
Дистрибьюторы
Практичный взгляд на посуду и сервировку. «Топ Стиль»
Выставки
ХII выставка-ярмарка народных мастеров и художников России «Жар-птица – 2017»
China из China
Houseware. Алматинский трамплин для будущего процветания
«Тенденции-2017» растут
HOMI – средоточие креативности, технологий и экспериментов
Послевкусие выставки
Чикагский шопинг от GIA
Международный конкурс GIA, или какой он, лучший магазин, по версии экспертного жюри
Мнение специалиста
Посуда из нержавеющей стали. История и современность
Посудные рынки Белоруссии и России. Профессиональный взгляд
Рынок
Розница
Посудный магазин. Взгляд со стороны
Дизайн
Итальянский шик. История и философия
Стильные штучки
Новая коллекция тарелок и салатников Pasabahce Boho
ВОТ ОНА – ТОНКАЯ СПЛОШНАЯ ЛИНИЯ!
ЧУГУН БЕЗ КОМПРОМИССОВ!
ЭТОТ ЧУДЕСНЫЙ ГРИЛЬ!
Режет быстро, режет долго!
С чашечкой любимого кофе!
Поднажмем на газ!
Непростой уголок!
И картофель превращается...
Бережем руки!
Все права защищены. © 2005 Журнал "Посуда Инфо" (использование материалов только с согласия редакции)