Новости
31.10.2014

Сервисный металлоцентр Колпино, который является одним из предприятий ЗАО  «Ижорский трубный завод» и дивизионом «Северсталь Российская сталь», недавно открыл новую линию по изготовлению обечаек больших диаметров.

29.10.2014

Биржа HKEx в Гонконге запланировала три основных вида металла, это медь, цинк и алюминий, ввести мини-контракты.

Яндекс.Метрика

AISI 304 аналог

Стали марок AISI 304 и 304L (по американскому классификатору ASTM A240) и их прямые российские аналоги 08Х18Н10 и 03Х18Н11 (по ГОСТ) являются самыми распространёнными и наиболее универсальными хромоникелевыми высоколегированными коррозионностойкими аустенитными сталями, находящими применение практически во всех отраслях материального производства, как в государствах СНГ, так и по всему миру. Популярность и востребованность этой стали обусловлены, при демократичной цене, её отличной стойкостью к окислению и коррозии, хорошей свариваемостью, уникальным сочетанием механических свойств и особенностями химического состава. В связи с тем, что межкристаллическая коррозия AISI 304 идёт только при высокотемпературном нагреве, эту марку особо рекомендуется использовать в условиях пониженных и сверхнизких температур. Сталь AISI великолепно полируется и надолго сохраняет эстетичный вид, что очень важно при изготовлении из неё архитектурных, строительных и дизайнерских конструкций, предметов интерьера и металлической мебели.

Основные сферы применения стали AISI 304

Трудно найти современную область деятельности, где бы в той или иной степени не применялась сталь AISI 304 или 0818Н10. Из неё, в частности, повсеместно изготавливают:

  •  контейнеры, тару и резервуары для хранения и перевозки всевозможных сыпучих веществ и жидкостей;
  •  приёмники и оборудование для производства и транспортировки агрессивных химических реактивов и лекарственных препаратов;
  •  детали и элементы установок по производству жидких и пастообразных продуктов питания (кремов, кваса, вина, молока и пр.), а также для их транспортировки;
  •  оборудование для бурения скважин и укрепления шахтных выработок;
  •  варочное кухонное оборудования и бытовые столовые принадлежности.

Кроме того, AISI 304 служит основным материалом для многих единиц лабораторных научных приборов, криогенных агрегатов, формовочных плит, опорных элементов и т. п.

Химический состав и дифференциация стали марки AISI 304

Стандарт ASTM A240 регламентирует химический состав стали AISI 304 следующим образом:

  •  углерод - не более 0,08% (AISI 304L - 0,03%);
  •  марганец - не более 2%;
  •  фосфор - не более 0,45%;
  •  сера - не более 0,03%;
  •  кремний - не более 0,75%;
  •  хром - 18,0 - 20,0%;
  •  никель - 8,0 - 10,5% (AISI 304L - до 12%);
  •  азот - 0,1%.

Высокие антикоррозионные показатели AISI 304 связаны с присутствием на поверхности материала тонкой плёнки оксида хрома. А поскольку эта сталь имеет абсолютно однородную структуру по всей толщине, все детали и материалы из неё (листы, прутки, труба профильная, фасонные заготовки) даже при повреждениях верхнего слоя продолжают сохранять прежнюю устойчивость к коррозии. Разрушенная оксидная плёнка моментально восстанавливается, не допуская распространения повреждения. Аналогичный процесс идёт и в нержавеющих конструкциях, находящихся под атмосферным воздействием. Постоянные перепады температур ведут к появлению микротрещин, в которых тут же формируется защитный слой. Это свойство стали AISI 304 позволило изготавливать из неё надёжные ёмкости, перила наружных лестниц и балконов, плавательные бассейны и многое другое. Гарантированная долговечность таких изделий - не менее 150 лет.

Наличие в составе AISI 304 большого количества никеля даёт этой марке стали важное преимущество перед безникелевыми аналогами (AISI 430 и др.). Поскольку температура плавления никеля гораздо выше, чем хрома, он остаётся в структуре металла даже при термическом воздействии (например, в процессе сварки), тогда как хром почти полностью выгорает. Сохраняясь в сварном шве, никель обеспечивает его прочность и дополнительную коррозионную стойкость.

Сталь AISI 304 от многих других нержавеющих сталей отличается возможностью дифференциации. Это означает, что в процессе производства материала ему могут быть приданы некоторые специфические свойства, связанные с конкретной областью его последующего применения или требуемым характером обработки. Посредством варьирования состава стали (в пределах установленных норм) можно обеспечивать ей:

  •  более высокую свариваемость;
  •  способность к глубокой и ротационной вытяжке;
  •  способность к формовке растяжением;
  •  повышенную прочность, нагартовку;
  •  дополнительную жаростойкость;
  •  особую пригодность к отдельным видам механической обработки.

Как любая аустенитная сталь, AISI 304 может быть, при необходимости, дополнительно упрочнена либо добавлением в её состав азота (модификация 304LN), либо одним из заводских технологических методов формоупрочнения (нагартовкой, давлением, многократной дрессировочной прокаткой или растяжением).

Процесс азотирования наиболее приемлем к сталям, предназначенным для изготовления крупных объектов нефтегазовой и химической промышленности (транспортных контейнеров, колонн, резервуаров). В этом случае, при более высокой расчётной прочности металла, возможно уменьшение толщины стенок и тем самым - достижение существенной экономии затрат на материалы.

Аустенитые нержавеющие стали, прошедшие формоупрочнение, применяются для производства деталей и элементов, несущих механическую нагрузку - сварных труб, формовочных плит для автотракторной промышленности, обручей для кегов, строительной арматуры, планок, цепей, ограждений и т. д.

Сталь AISI 304 (08Х18Н10), в отличие от 400-й группы «нержавеек» (аналогов 12Х17), не обладает магнитными свойствами, что в определённых случаях бывает очень важным в её практическом применении. Однако, это качество - лишь следствие особой внутренней структуры металла, оно никоим образом не отражается на его химической и коррозионной стойкости, прочностных характеристиках и технологичности в обработке.

Важнейшие эксплуатационные свойства и технологичность AISI 304

К основным эксплуатационным качествам стали AISI 304, определяющим её применяемость и технологичность, относятся следующие её свойства:

1. Устойчивость к высоким и низким температурам.

С увеличением температуры предел прочности AISI 304 снижается. Особенно заметно это проявляется при нагреве материала свыше 425 град. С. Так, если при 600 град. С этот параметр равен 380 N/mm2, то при 800 град. С - уже 170 N/mm2, а при 1000 град. С - всего 50 N/mm2. По этому же алгоритму падает и предел упругости.

Максимальные рекомендуемые температуры обслуживания (образования окалины):

  • при непрерывном воздействии - 925 град. С;
  • при прерывистом воздействии - 850 град. С.

Снижение рабочей температуры до сверхнизких величин ведёт к серьёзному повышению прочности стали: при -78 град. С предел прочности равен 1100 N/mm2, при -161 град. С - 1450 N/mm2, а при -196 град. С - 1600 N/mm2. Несколько увеличивается, хотя и не в такой степени, и предел упругости материала, ударная вязкость при этом ухудшается.

2. Стойкость к коррозии.

Сталь AISI 340 показывает хорошую устойчивость к воздействию большинства кислот (за исключением серной). При атмосферном воздействии по коррозионностойкости она существенно превосходит алюминий и. тем более, обычную углеродистую сталь. Так, в сельских условиях десятилетняя скорость коррозии AISI 340 составляет 0,0025 (алюминия - 0,025, углеродистой стали - 5,8), а в индустриальных морских - 0,0076 (алюминия - 0,686, углеродистой стали - 46,2).

3. Тепловая обработка материала.

  •  Отжиг.

Оптимальная температура отжига AISI 304 - от 1010 до 1120 град. С. Наиболее идеальные условия для этой технологической операции - температура 1070 град. С и последующее быстрое охлаждение (или отпуск).

  • Отпуск.

Отпуск стали 304 лучше всего вести 1 час при температуре от 450 до 600 град. С. Если имеется необходимость избежать сенситизации, рабочую температуру следует снизить до 400 градусов.

  • Горячая обработка (ковка).

Ковку AISI 304 или её другую горячую обработку необходимо вести при начальной температуре 1150 - 1260 град. С и конечной - 900 - 925 град. С. При этом отжиг заготовки обязателен. Чтобы добиться однородности прогрева, следует учитывать, что такая однородность у стали AISI 304 достигается в 12 раз медленнее, чем при прогреве углеродистых сталей.

4. Холодная обработка.

Сталь AISI 304 и её модификация 304L, благодаря хорошей пластичности и высоким прочностным качествам, легко поддаются холодной обработке. К типичным видам такой обработки относятся изгиб, вытяжка (ротационная и глубокая) и формовка растяжением. Для операции формовки, в принципе, можно применять то же оборудование и тот же инструмент, что и для углеродистых сталей, однако поскольку аустенитные стали в ходе этого процесса дополнительно упрочняются, здесь необходимы механические усилия в полтора - два раза выше.

  • Гибка.

Пределы изгиба при различной толщине листа AISI 304 различны. При толщине до 3 мм минимальный радиус изгиба может быть практически нулевым, при большей толщине - равным половине толщины листа. Угол гибки - 180 град. при толщине 3 - 6 мм и 90 град. при толщине 6 - 12 мм. Обратное распрямление у аустенитных сталей больше, чем у углеродистых. Поэтому, заготовку следует слегка «перегибать» (при загибе на прямой угол перегиб может составлять от 2 до 25 градусов, в зависимости от соотношения радиуса и толщины листа). Рекомендуемый минимальный радиус гибки стали 304 - двойная толщина листа.

  • Глубокая и ротационная вытяжка.

Используя пресс, при глубокой вытяжке материалу позволяют свободно течь, не подвергая заготовку торможению. Но при вытяжке изделий с точными размерами чаще всего применяют формовку с растяжением (торможением), в этом случае желательно предусмотреть процесс упрочения, совмещённый с формовкой.

Ротационная вытяжка ведётся на токарно-давильном оборудовании и, по сути, является формовкой с точением. Этим методом обычно формуются изделия симметричного вращения (вёдра и т. п.), которые не требуют последующей полировки.

5. Свариваемость.

Сталь AISI 304 может легко свариваться любым современным методом. Последующая термическая обработка шва не нужна. Но во избежание риска межкристальной коррозии, полезно провести дополнительный отжиг при температуре 1050 - 1150 град. С с быстрым последующим охлаждением. Остывший сварочный шов следует очистить от окалины и пассировать (обработать травильной пастой).