Нержавеющая сталь AISI 304
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/mm2 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.
Материалы по теме
Мы стараемся писать на самые важные и актуальные темы для вас. Если вы не нашли в нашем блоге статьи на интересующие вас темы, скажите нам об этом.
Предложить тему
Комментарии