439 сталь для дымохода

Обновлено: 18.04.2024

Сталь AISI 439 - это безникелевая нержавеющая ферритная сталь, стабилизированная титаном. Данная марка стали является улучшенным российским аналогом стали 08Х17Т (по ГОСТ 5632-72). Сталь AISI 439 коррозионностойкая в большинстве окислительных сред (от обычной пресной воды до кипящих кислот). Сталь 439 имеет отличный сбалансированный химический состав, обеспечивающий коррозионную стойкость и стойкость к межкристаллитной коррозии на самом высоком уровне.

Химический состав стали aisi 439

Состав, % C Mn P S Si Cr Ni N Ti Al
по ASTM A240 17,0-19,0
Типично 0,05 0,7 0,025 0,001 0,65 18,0 0,25 0,015 0,60 0,08

Характеристики стали AISI 439

В сочетании с пониженным содержанием углерода, наличие в стали AISI 439 титана и алюминия, придает ей высокие пластические и прочностные свойства, сравнимые лишь с никельсодержащими марками 300-й серии, а также обеспечивает более высокую стабильность структуры данной марки нержавеющей стали при сварке и нагреве. В стали AISI 439 сочетаются как высокие прочностные свойства, так и прекрасная пластическая деформируемость. По аналогии с отечественной маркой стали 08Х17Т, сталь марки AISI 439, исходя от информации ГОСТ 5632-72, может быть рекомендована в производство "в качестве заменителя стали марок 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т". Благодаря стабилизации структуры титаном, и низкой концентрации углерода в стали гарантируется отсутствие склонности стали AISI 439 к межкристаллитной коррозии (интенсивное карбидообразование в стали 439 начинается лишь при высокой температуре, свыше 1000 O С) и, помимо этого, обеспечивается отличная свариваемость.

В целом, общая коррозионная стойкость стали AISI 439, практически во всех средах, сравнима со стойкостью сталей аустенитного класса, как ,например, отечественная марка 12Х18Н10Т, или AISI 304 и т.п. Сталь AISI 439 очень устойчива против атмосферной коррозии (в том числе окислению при высоких температурах), в растворах многих щелочей, в воде, а также в большей части органических кислот, и во многих углеродосодержащих органических соединениях (в том числе животного и растительного происхождения), в растворах азотной кислоты и так далее. Дополнительными преимуществами является также и то, что в отличие от указанных выше аустенитных никельсодержащих марок, сталь AISI 439 абсолютно нечувствительна к коррозионному межкристаллитному разрушению в температурном интервале от 500-800 O С. Кроме того, данная марка стали гораздо меньше чувствительна к хлоридному растрескиванию под нагрузкой. Сопротивление хлоридному растрескиванию стали AISI 439 при нагрузке составляет ~ 350 МПа. В то же время, например у отечественной стали 08Х18Н10Т (а также других аустенитных никелевых сталей) данная величина при подобной нагрузке не превышает 150 МПа.

Ниже приведены некоторые сравнительные характеристики отечественной марки стали 12Х18Н10Т и AISI 439:

Марка стали Удельная тепло-емкость (Дж/г*К) при 20°С
Теплопроводность, (Вт/м*К) при 20°С
Коэффициент термического расширения (106°С-1) усредн.
Сопротивление коррозионному хлоридному растрескиванию, МПа
Магнитные свойства
AISI 439
0,44 25 10 350 Да
12Х18Н10Т
0,52 15 17,5 140 Нет

Сталь AISI 439 превосходно зарекомендовала себя как устойчивая в газовых средах, образующихся при сжигании различных видов топлива марка. Такие среды могут более чем вероятно содержать продукты как полного (как, например, двуокись углерода, водяной пар, азот и тому подобных) так и неполного (оксид углерода, углеводороды, окислы азота, двуокись серы, сероводород и так далее) сгорания. Сталь AISI 439 широко применяется для изготовления труб и корпусов систем рециркуляции, нейтрализации, улавливания и последующего выхлопа отработавших газов, а также в качестве великолепного конструкционного материала для изготовления печного и сопутствующего оборудования (как, например, дымоходы и вытяжные короба, и т.п.).

Благодаря сравнительно невысокой удельной теплоемкости и низкому коэффициенту термического расширения, сталь AISI 439 является оптимальной для производства изделий, испытывающих серьезные перепады температур . Высокая теплопроводность определяет преимущества использования труб и листов из стали AISI 439 для создания систем теплообмена. Низкий коэффициент термического расширения обеспечивает более надежное фиттинговое крепление и обеспечивает более быстрый теплообмен в системах охлаждения пищевых резервуаров (как, например, системы с охлаждением гликолем, водой и другими средами). Трубопроводы (довольно часто нержавеющая труба применяется для их изготовления) и сварные конструкции из хромистых сталей гораздо меньше изменяют размеры при колебаниях температуры, что позволяет снизить разрушение усталостных нагрузок при перепадах температуры и предотвратить возможные утечки из гидравлических соединений.

Из многочисленных справочных литературных данных можно понять, что ферритные стали типа AISI 439 могут так же использоваться для производства деталей машин и аппаратов для винодельческой промышленности. Данные стали разрешено применять в непосредственном контакте с вином, суслом, коньячными спиртами, продуктами переработки отходов виноделия и так далее. Разрешается применять эти стали (типа 08Х17Т) для производства оборудования, применяемого в мясной, а так же молочной промышленности при температуре 30-140 O С и т.п.

Также данная сталь используется для производства технологического оборудования, которое можно применить на различных этапах пищевого производства (например, мойка или гигиеническая обработка сырья, продуктов и оборудования, разделение, измельчение и сортировка продукции, смешивание, тепловая обработка, расфасовка и упаковка, транспортировка и так далее).

Стали AISI 400-й серии (так же возможно применение и стали AISI 430) могут быть использованы не только в качестве альтернативы никельсодержащим маркам, но и, имея лучшие характеристики по ряду свойств, зачастую оказываются незаменимыми при производстве оборудования пищевой промышленности. Сталь марки AISI 439 является перспективным материалом для применения в производстве оборудования для различных отраслей промышленности. Например, пищевой и перерабатывающей: масложировой, мясной, хлебопекарной, пивобезалкогольной, спиртовой, ликеро-водочной, кондитерской, и других.

Безусловно, желательно проводить индивидуальные испытания на коррозионную стойкость, определяемую температурой, контактом с иными материалами, а так же нагрузкой, интенсивностью контакта с технологическими средами, длительностью непрерывной работы, агрессивным воздействием моющих, а так же дезинфицирующих растворов и прочими специфическими условиями.

Области применения стали AISI 439

  • гражданское машиностроение (например, печное оборудование, или емкости для хранения горячей воды и тому подобное.)
  • дизайн;
  • архитектура;
  • пищевая промышленность;
  • производство кухонной утвари:столов, сервировочного инструмента, сливов, моек, различных частей стиральных машин, а также барабанов и поддонов для посудомоечных машин;
  • автомобилестроение (декорирующие элементы, выхлопные системы и т.п.);
  • производство различной фурнитуры (как внутренней, так и внешней);
  • оборудование для теплообменников;
  • и многие другие.

Свойства при повышенных температурах

Сталь марки AISI 439 термообработкой не упрочняется и обладает прекрасной стойкостью к образованию окалины вплоть до
850 °C, сохраняя при этом свои полезные эксплуатационные механические свойства до высоких температур.

Временное сопротивление при повышенных температурах:

Температура, °C 300 400 500 600
Предел прочности, МПа 450 430 250 145

Сталь марки AISI 439 по классификации является жаростойкой при эксплуатации до температуры 850 °C. Более точные температуры эксплуатации зависят от условий окружающей среды.

Эта сталь великолепно сваривается всеми известными способами. При условии если предприняты необходимые пост-сварочные операции протравливания/очистки и пассивации, снижение коррозионных свойств в месте сварки не будет иметь место (включая так же и зону термического влияния).

Оптимально использование дуговой сварки в инертных газах при условии соблюдения наименьшего энерговклада в свариваемый шов. Мы рекомендуем сварку "сверху" (то есть, когда свариваемая поверхность находится ниже сварочного инструмента). В качестве присадочного материала используйте аустенитную проволоку 309L, Cв-07Х25Н13, Св-08Х25Н13БТЮ и т.п. Можно так же применять электроды или присадочные проволоки на изготовленные основе ферритной хромистой стали марки AISI 430.

Для гарантии адекватной коррозионной стойкости необходимо убрать окалину и цвета побежалости. Этого можно добиться травлением или другим способом - механической обработкой щетками из стали, после чего пропассивировать холодным 10-20% раствором азотной кислоты. Крайне необходима последующая тщательная промывка холодной водой и сушка.

Также Вы можете ознакомиться с характеристиками стали aisi 304, которая обладает параметрами, свойственными стали данной категории.

AISI 439 и 430 сравнение сталей

Серия нержавеющих сталей 400 включает сплавы, отличающиеся высоким содержанием хрома и очень низким – углерода. При этом каждая марка нержавейки данной серии имеет свои особенности и отличия, что зависит, от различных добавок, или разного процентного содержания одних и тех же элементов.

Химический состав - сталь aisi 439 430

Основные различия по составу данных сталей легко определить.

В Aisi439 - 17-19 %, а в 430 - 16-18 %

В Aisi439 - до 1,1 % в 430 - отсутствует

В Aisi 439 - до 0,15%, в 430 - отсутствует

В Aisi439 – максимум 0,07 %, в 430 - до 0,12%

В Aisi439 0,015-0,04 %, в 430 – отсутствует.

Подробный химический состав данных нержавеющих сталей см. табл.

Марки C Mn P S Si Cr Ni Fe
AISI 439 17,0-19,0 8,0-10,5 Остальное
AISI 430 16,0-18,0 - Остальное

Свойства aisi 439 430

Так что, несмотря на то что данные марки нержавеющей стали относятся к одному классу – ферритная, хромистая коррозионностойкая и жаропрочная сталь, отличия в процентном отношении легирующих добавок в сплавах, очень влияют на их свойства, и использовать нержавеющую сталь 439 или 430, необходимо в соответствии с требованиями к их эксплуатации. Так, например, наличие хрома в 13 % и больше, приводит к стойкости изделий в слабоагрессивных средах, а свыше 17 % - в сильноагрессивных кислотах. Титан в стали 439 обеспечивает повышенную прочность и устойчивость конструкций к нагрузкам.

При выборе для производства конструкций и элементов, и принимая решение - нержавеющая сталь 439 или 430, необходимо руководствоваться, прежде всего, условиями предполагаемой эксплуатации.

Притом, что данные стали обе жаростойкие, AISI 439 отличается жаростойкостью без потери своих свойств, при эксплуатации в условиях до 850 °C. А 430 выдерживает 750 °C при непрерывном воздействии, и 850 °C – при прерывистом (хотя при эксплуатации 425-525 °C более 100 ч., сталь приобретает хрупкость). Повышенную стойкость к высоким температурам стали 439 придаёт наличие в составе алюминия.

Содержание в сплаве 439 никеля определяет сталь, как слабомагнитную, что тоже имеет значение для изготовления конструкций. Несмотря на то, что в составе 430 отсутствует никель, его успешно заменяют марганец и азот, что даёт возможность классифицировать данный сплав, как аустенитный, и аналогичный по свойствам сталям 304, 316.

Обе стали - нержавейка 430 или 439, отличаются при большой прочности высокой пластичностью, легко свариваются и формируются, подвергаются гибке и штамповке. Конструкции из них характеризуются надёжностью и длительным сроком эксплуатации.

Сферы использования AISI 439 и 430

Сталь 439 рационально использовать для изготовления конструкций, при эксплуатации которых возможно воздействие агрессивных веществ, как жидких, так и газообразных. Отлично подходит труб трубопроводов для транспортирования кислотных и солевых сред, для изготовления элементов корпусов выхлопных систем, оборудования улавливания отработавших газов и рециркуляции, изготовления теплообменников, а также для изготовления деталей печного и сопутствующих элементов для печей – дымоходов, вытяжных коробов и пр. И при выборе - сталь для дымохода 430 или 439, очевидно выигрывает AISI 439.

Наибольшее применение данной стали в нефтехимической и фармакологической промышленности, в пищевой, молочной, кондитерской, хлебопекарной и пивоваренной сферах, в производстве деталей в отраслях гражданского машиностроения и автомобилестроения.

Сплав aisi 430 благодаря своей небольшой стоимости широко востребован в различных отраслях. Его используют при производстве различных частей бытовой техники – баки для стиральных машин, элементы посудомоек, корпуса холодильников, и микроволновок. Данная сталь отлично подходит при производстве крепежа – валиков, втулок, метизов и пр.

В пищевой отрасли из 430 производят трубопроводные системы, холодильное и варочное оборудование, различные ёмкости и резервуары.

AISI 304 и 439 сравнение сталей

На сегодняшний день самыми востребованными сталями в различных областях промышленности стали AISI 304 и AISI 439. Во многих случаях они взаимозаменяемы, хотя, чтобы решить, какую сталь 439 или 304, выбрать, необходимо их сравнить. И прежде всего, по их химическому составу, в основном по тем составляющим, которые максимально влияют на их свойства.

Химический состав aisi 439 и aisi 304

Во многом составы обеих сталей схожи.

Полный химсостав сталей см. табл.

Марки C Mn P S Si Cr Ni Ti Al Fe
AISI 304 18,0-20,0 8,0-10,5 - - Остальное
AISI 439 17,0-19,0 Остальное

Схожесть обоих металлов aisi 439 aisi 304 заключается в наличии хрома и практически небольшом проценте углерода. То есть, они малоуглеродистые и жаропрочные нержавейки.

Аisi 439 относят к ферритным нержавеющим сталям, а aisi 304 – к аустенитным нержавейкам.

Свойства. Нержавеющая сталь 439 или 304 что лучше

Наличие никеля в сплаве 394 придает ему большую пластичность, технологичность, возможность эксплуатации в условиях широкого спектра температурных режимов. Помимо этого, данный металл характеризуется немагнитными свойствами и хорошей свариваемостью. Хотя именно никель сильно удорожает конструкции из данного материала.

В свою очередь ферритная нержавейка 439, имеющая свойства, близкие к 304, отличается большей хрупкостью, и чуть меньшей стойкостью к коррозии (хотя она также не склонна к межкристаллитной коррозии и не окисляется во влажных и агрессивных средах). Также, 439 имеет магнитные свойства.

Вывод. Главное, что становится основным фактором при решении aisi 439 или aisi 304 нержавеющая сталь - различия в компонентах в составах.

  • Наличие в 304 никеля придаёт ей преимущество – большую степень технологичности, поскольку никель - тугоплавкий металл, и остаётся в сплаве даже при большом воздействии температуры во время сварки, задерживаясь в шве, что обеспечивает сварной конструкции стойкость к коррозии.
  • Присутствие в 439 процентного содержания алюминия, упрочнение его титаном, при низком проценте углерода - высокая прочность и хорошие пластические показатели. Этот фактор обеспечивает структурную устойчивость даже при нагревании и сварке. Данная сталь сочетает прочность с простой обработкой.

Проводя между 439 и 304 сравнение, нужно также учитывать, что 304 – это класс высоколегированных хромоникелевых нержавеек, а 439 - класс эконом-легированных безникелевых сплавов.

Сферы применения aisi 439 и 304 сравнение

Области применения сталей зависят от их свойств. Исходя из этого, при выборе материала для конструкций или их элементов - нержавеющая сталь 439 или 304 что лучше, необходимо уточнять условия, при которых будет проходить их эксплуатация.

Сталь AISI 439 / SS 439

Квадрат

Характеристики марки стали AISI 439 / SS 439

ASTM A182 - Стандартные спецификации на кованые или катаные фланцы для труб, кованые фитинги, клапаны и детали из легированной и нержавеющей стали, предназначенные для эксплуатации при высоких температурах

ASTM A240 - Стандартные спецификации на хром- и никель-хромовые, хром- и марганец-никелевые нержавеющие стали для пластин, листов, полос, служащих для изготовления сосудов, работающих под давлением, а также для общего применения

ASTM A312 - Стандартные спецификации на бесшовные, сварные и прошедшие интенсивную холодную обработку трубы из аустенитной нержавеющей стали

Сталь AISI 439 – стабилизированная безникелевая марка нержавеющей стали. Характеризуется высоким уровнем устойчивости к коррозионному воздействию и окислению, включая морскую воду и кислоты высокой концентрации). Стоит отметить, что нержавейка 439 имеет ферритную структуру, обеспечивающий ей высокую стойкость к межкристаллитной коррозии.

Химический состав в % стали AISI 439

C Mn Si P S Ni N Cr Ti Cu Fe
17,0-19,0 Остальное

Нержавеющая сталь ss439 имеет сбалансированный химический состав. Присутствие алюминия и титана в химсоставе в купе с низким процентом содержания обеспечивает отличную пластичность и прочность, а также формирует высокую устойчивость стали при повышенных температурах.

Механические свойства материала AISI 439

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

Плотность стали (вес) 439 - 7,74 г/см 3 .

Ближайшие эквиваленты (аналоги) AISI 439

Германия X6CrTi17, X8CrNb17, X8CrTi17
Европейские (EN) 1.4510, X5CrTi17
Япония (JIS) SUS430LX
Россия (ГОСТ) 08х17т

Сфера применения

Нержавейка AISI 439, благодаря своим отличным физическим и механическим свойствам, нашла широкое применение:

  • в химической и фармакологической промышленности;
  • в пищевой, молочной, кондитерской, хлебопекарной и пивоваренной промышленности;
  • в дымоходах, вытяжных коробах;
  • в производстве корпусов систем нейтрализации, рециркуляции и выхлопа;
  • в гражданском машиностроении и автомобилестроении;
  • в производстве теплообменников и пр.

Кроме того, из-за своих отличных технических параметров, гигиенических показателей и приятному эстетичному виду, сталь 439 используют в производстве кухонной утвари и столового оборудования; емкостей и контейнеров для хранения жидких и сухих веществ.

Сварка

Нержавеющая сталь aisi 439 / SS 439 легко сваривается всеми методами. Последующая тепловая обработка необходима для сохранения коррозионных свойств в месте сварки (включая зону термического влияния). Проводят ее при 1050-1150°С, шов обязательно зачищают от образовавшейся окалины и пассивируют специальной пастой.

Обработка

Отжиг: при температуре 750°C-780°C; охлаждение - на воздухе.

Пассивация: 20-25 % раствор HNO3 при 20°C.

Очистка поверхности: раствор азотной кислоты и фтористоводородной/плавиковой кислоты в пропорциях: 10 % HNO3 + 2% HF при комнатной температуре или 60°C. Серно-азотный кислотный раствор в пропорциях:10 % H2SO4 + 0.5 % HNO3) при 60°C.

Горячая обработка: начальная температура - 1150 - 1260°C; конечная – 900-950°C.

К сведению: любая горячая обработка должна сопровождаться отжигом.

Холодная обработка: нержавеющая сталь 439 очень прочная и упругая, поэтому легко подвергается формовке растяжением, изгибу и глубокой и ротационной вытяжке, волочению.

К сведению: для формовки можно использовать те же машины и инструменты, как для углеродистой стали, но на 50-100% большей силы.

Какую марку стали выбрать?

Выбор стали для дымохода. Разбираемся в разновидностях стали и выбир

AISI-430 и AISI 409 – обладает умеренными антикоррозионными свойствами и жаростойкостью до 450 С. В дымоходах ее можно применять только для газовых котлов с низкой интенсивностью эксплуатации (периодическое использование, например в загородном доме на время выходных). Это сталь общего применения, из которой также можно делать бытовые вытяжки, наружные кожухи.

AISI-439 – благодаря небольшому количеству добавок никеля и титана применима для бюджетных дымоходов (но с условием образования небольшого количества конденсата).

AISI-321 – является коррозионно-устойчивой, кислотостойкой и жаропрочной из-за большого объема никеля и титана в своем составе. Трубы и дымоходы из нее обладают повышенным сроком службы и могут работать при температуре 600. 800°С.

AISI-316 – наличие молибдена повышает коррозионную стойкость, прочность и вязкость стали. Является оптимальным вариантом для дымоходов дизельных и газовых котлов.

ДЛЯ ТЕХ, КОМУ ИНТЕРЕСНО РАЗОБРАТЬСЯ :

При горении топлива в печах и каминах выделяется целый ряд кислот, агрессивно воздействующих на металл. Они входят в состав конденсата, оседающего на внутренних стенках дымохода, и вызывают быструю коррозию.

Какие кислоты образуются при горении:

  • Азотная – результат реакции оксида азота (NO2) с водяным паром (Н2О);
  • Серная – результат реакции оксида серы (SO3) и воды;
  • Угольная - результат реакции оксида углерода (CO2) и воды.

Чтобы противостоять постоянному воздействию кислот в сталь добавляют различные антикоррозионные добавки. Их содержание определяет отечественный стандарт ГОСТ или аналогичный американский стандарт AISI.

Как выбрать правильную марку стали для дымохода?

Что выбрать: дымоход из стали марки AISI 321 толщиной 0,5 мм или AISI 430 толщиной 1 мм?

Большинство покупателей выберут сталь толщиной 1 мм. Ведь чем толще, тем надежнее. А на самом деле все обстоит с точностью наоборот! И дело тут в составе стали.
Смотреть нужно не столько на толщину, сколько на кислотостойкость и жаростойкость металла.

Марки сталей, применяемые в производстве дымоходов
Марка стали Aisi 409 Aisi 430 Aisi 201 Aisi 444 Aisi 304 Aisi 321 Aisi 316 Aisi 309/310
Содержание хрома (Cr) 12% 17% 15% 18% 18% 18% 17% 24%
Содержание никеля (Ni) - - 1% - 8% 10% 12% 20%
Содержание титана (Тi) - - - 1% - 1% - -
Содержание молибдена (Mo) - - - 2% - - 2% -
Коррозионная стойкость
(слабо агрессивная среда)
очень низкая очень низкая очень низкая + хорошая хорошая + +
Кислотоустойчивость
(агрессивная среда)
- - - отличная - - отличная хорошая
Температура - - - до 400 до 450 до 700 до 450 до 1000
Жаростойкость низкая средняя средняя средняя хорошая - хорошая -
Жаропрочность - - - - - хорошая - отличная
Действия магнита магнитится магнитится не магнитится магнитится не магнитится не магнитится не магнитится не магнитится
При внешнем контуре в утепленных дымоходах большая
коррозия
следы
коррозии
следы
коррозии
- изменения
не заметны
- - -
Жидкое топливо - - - + - - + -
Газ - - - + + + + +
Древесина - - - - - + - +
Уголь - - - - - - - +

Краткие выводы из данной таблицы:

AISI-430 – обладает умеренными антикоррозионными свойствами и жаростойкостью до 450 С. В дымоходах ее можно применять только для газовых котлов с низкой интенсивностью эксплуатации (периодическое использование, например в загородном доме на время выходных). Это сталь общего применения, из которой также можно делать бытовые вытяжки, наружные кожухи.

AISI 304 – - это высоколегированная хромникелевая нержавеющая сталь. Кроме того она является аустенитной сталью с низким содержанием углерода. В отличие от других марок сталей, сталь AISI 304 востребована, из-за своего высокого качества и приемлемой цене. В производстве дымоходов эта сталь незаменима в качестве внешнего кожуха.

AISI 409 – - бюджетная жаростойкая нержавеющая сталь общего применения с довольно низкими показателями. Она находит применение в областях с мягко коррозийной средой, или где необходимо сопротивление в умеренных температурах.

Теперь вы понимаете почему даже при толщине в 0,5 мм дымоход из AISI 321 прослужит дольше, чем из AISI 430. Высокое содержание никеля обеспечивает ей долговечность и кислотостойкость.

Рекомендации по маркам сталей, используемым при производстве дымоходов

Тип установки Температура отходящих газов,°C Толщина базальтовой теплоизоляции, мм Марка стали
Конденсационные газовые котлы 60 30 AISI 304,
AISI 316
Дизельные котлы 150—250 30 AISI 316
Газовые котлы 110—180 30 AISI 304,
AISI 316
Газопоршневые установки 450—600 50 AISI 304,
AISI 316
Дизельгенераторные установки 450—600 50 AISI 316
Газотурбинные установки 450—600 50 AISI 316
Твердотопливные котлы,
Банные печи
500—700 50—100 AISI 304,
AISI 430
Камины 500—600 50—100 AISI 304,
AISI 430

Специалисты компании ооо "АРТ-ИЗБА" открыты к вашим вопросам и подберут систему и модель, оптимально подходящую особенностям вашего объекта и целевому назначению.

Читайте также: