Нержавеющая сталь AISI 304

13.04.2021

Рейтинг: 4.5 Голосов: 6

Время прочтения: 12 мин

Рейтинг: 4.5 Голосов: 6

Время прочтения: 12 мин

Полезное

AISI 304 - самая востребованная марка нержавеющего проката. Это универсальная пищевая сталь, она устойчива к средне-агрессивным кислотным и щелочным средам, способна выдерживать кратковременное повышение температур до 900 С⁰. Благодаря эстетическому виду используется в качестве отделочного и строительного материала.

Российским стандартом предусмотрен равноценный аналог стали AISI 304 08Х18Н10. Как все семейство нержавеек, сплав имеет хромникилевую основу и низкое содержание углерода.

Химический состав AISI 304:

С (углерод) - до 0,8%;
Cr (хром) - 17-19%;
Ni (никель) - 9-11%;
Si (кремний) - до 0,8%;
Ti (титан) - до 0,5%;
Сu (медь) - до 0,3%;
Примеси: S(сера) - до 0,02 и P(фосфор) - до 0,035.

Хром образует на поверхности оксидную пленку, которая предотвращает развитие коррозии. При увеличении доли хрома формируются сложные хромжелезистые карбиды, повышающие способность к термоупрочнению, износостойкость, сопротивляемость агрессивным средам. Никель способствует формированию аустенитной кристаллической решетки, а в сочетании с хромом увеличивает стойкость к неокисляющим кислотам, ударную вязкость, устойчивость к усталостным напряжениям.

Основные характеристики стали AISI 304:

Коррозионная стойкость;
Высокие механические качества;
Жаропрочность;
Отсутствие вредных примесей;
Технологичность;
Не чувствительна к низким температурам;
Долгий срок службы;
Невысокая стоимость в сравнении с другими марками.

Диапазон рабочих температур: от -200 до +600 С⁰, при длительном применении до +420. Близкие аналоги стали AISI 304: AISI 316, в которой структура усилена молибденом и AISI 304L со сниженным содержанием углерода (low) для улучшения качества сварных швов. Нержавеющие стальные сплавы не предназначены для ударных нагрузок, преимущественно их используют для возведения легких конструкций, специальных трубопроводов и оборудования.

Таблица зарубежных аналогов нержавеющей стали AISI 304

Зарубежные аналоги марки стали AISI 304 (аналог 08Х18Н10)
США	AISI 304, 304H, S30400
Германия	1.4301, 1.5301, X5CrNi18-10, X5CrNi18-9, X6CrNi18-9
Япония	SUS304
Франция	304F00, X5CrNi18-10, Z4CN19-10FF, Z5CN17-08, Z6CN18-09, Z7CN18-09
Англия	304S15, 304S11, 304S16, 304S17, 304S18, 304S25, 304S31
Евросоюз	1.4301, X5CrNi18-10, X6CrNi18-10
Италия	X3CrNi18-10, X5CrNi18-10
Испания	F.3504, F.3551, X5CrNi18-10
Китай	0Cr19Ni9, OCr18Ni9
Швеция	2332, 2333
Польша	0H18N9
Чехия	17240
Австрия	X5CrNi18-10OS

Характеристики нержавеющей стали AISI 304

Свойства стали зависят от состава, режима термообработки, вида проката. Например, сплавы с максимальными концентрациями легирующих элементов отличаются от изделий той же марки, но с показателями, приближенными к нижним границам. Производители проводят испытания каждой партии.

Механические свойства:

Предел прочности (временное сопротивление разрыву), мин., МПа	515
Предел текучести, 0,2%, МПа	205
Твердость по Бриннелю, HB тип.	170
Усталостная прочность, N/mm^{2 тип.}	240
Относительное удлинение, мин., %	40

Физические свойства:

Физические свойства	Условные обозначения	Единица измерения	Температура	Значение
Плотность	d	-	4°C	7.93
Температура плавления		°C		1450
Удельная теплоемкость	c	J/kg.K	20°C	500
Тепловое расширение	k	W/m.K	20°C	15
Средний коэффициент теплового расширения	α	10^-6.K^-1	0-100°C 0-200°C	17.5 18
Электрическое удельное сопротивление	ρ	Ωmm²/m	20°C	0.80
Магнитная проницаемость	μ	в 0.80 kA/m DC или в/ч AC	20°C μ μ разряж.возд.	1.02
Модуль упругости	E	MPa x 10³	20°C	200

К химическим свойствам относят скорость процессов естественного окисления, стойкость к агрессивным веществам, способность выделять токсичные вещества. Стандартные испытания для стали AISI 304 проводятся в азотной, уксусной, фосфорной и серных кислотах в разных концентрациях при комнатной температуре. Этого вполне достаточно для использования почти во всех видах пищевой и фармацевтической промышленности. Устойчивость к сложным составам определяют по согласованию с производителем. Требования к характеристикам изложены в ГОСТ 5632-2014.

Сопротивление коррозии в кислотных средах

Температура, °C	20						80
Концентрация, % к массе	10	20	40	60	80	100	10	20	40	60	80	100
Серная кислота	2	2	2	2	1	0	2	2	2	2	2	2
Азотная кислота	0	0	0	0	2	0	0	0	0	0	1	2
Фосфорная кислота	0	0	0	0	0	2	0	0	0	0	1	2
Муравьиная кислота	0	0	0	0	0	0	0	1	2	2	1	0

Предел прочности при повышенных температурах

Температура, °C	600	700	800	900	1000
Предел прочности, МПа	380	270	170	90	50

Минимальные величины предела упругости при высокой температуре

Температура, °C	550	600	650	700	800
Предел текучести, МПа	120	80	50	30	10

Способы обработки

Сталь AISI 304 хорошо поддается технологическим процессам. При изготовлении полуфабрикатов проводят ряд операций: закаливание, отжиг, отпуск. Поверхность обрабатывают кислотными реактивами для устранения окалины и окислов, затем шлифуют.

Термообработка:

Закалка: при 1010-1200 С⁰ с быстрым охлаждением в воде или на воздухе;
Отпуск: не выше 400 С⁰.

Деформация:

Горячая: при 1150-1260 С⁰, с конечной температурой 950-990.
Холодная: волочение, ротационная и глубокая вытяжка, штамповка, формовка растяжением, нагартовка.

Сварку производят любым методом, подходящим для нержавеющих сталей, сварной шов необходимо очистить от окалины и пассивировать. Если высока вероятность межкристаллической коррозии, проводят стабилизирующий отжиг при 1050-1150 С⁰.

Области применения

Сортамент проката AISI 304 включает бесшовные и электросварные трубы, профили, капиллярные трубки, листовую сталь, прутки, шестигранники, ленту, проволоку и сетки различного плетения.

Нержавеющие трубы используют в технологических трубопроводах на предприятиях пищевой и химической промышленности, в системах водоснабжения (полотенцесушители). Из AISI 304 изготавливают промышленную мебель, панели оборудования, емкости и резервуары для жидких и сыпучих продуктов, и реагентов. В нефтяной и горнодобывающей промышленности: сетки фильтров.

Трубный, профильный прокат и листовой прокат используют в строительстве: обшивка кабин лифтов, обустройство заграждений, возведение рекламных конструкций. Жаропрочность позволяет применять сплав для организации дымоходов, отделки промышленных систем вентиляции, выхлопных труб, посуды: кастрюль, сковородок, контейнеров. Прочности стали достаточно для производства сантехнической арматуры: подающих барабанов, клапанов. По регламенту морского судоходства допускается использование монтажных лент, для морских катеров и яхт из AISI 304.

Попробуйте ИИ поиск

Еще больше металлобаз.
Автоматический поиск.

Попробовать бесплатно