Нержавеющая сталь aisi 430 характеристики

Обновлено: 16.05.2024

Нержавейка марки AISI 430 получила широкое распространение в наши дни. Ее отличают стойкость к окислению и высокая подверженность обработке. К тому же в структуру материала включается молибден, благодаря чему себестоимость металла существенно снижается.

Состав и расшифровка

Сталь марки AISI 430 представляет собой низкоуглеродистый нержавеющий металлический сплав. Его отличительная черта – стойкость к коррозийным средам. Поэтому металл востребован в самых различных сферах строительства и промышленности.

Впрочем, имеются и ограничения. В отожженном виде такой материал не укрепляется, становится довольно податливым и поэтому легко деформируется. Этот металл проявляет среднюю свариваемость, по этой причине его не рекомендуется использовать в сварных конструкциях, подвергающихся интенсивным нагрузкам.

Структура металла AISI 430 делает его хрупким в околонулевых температурных режимах, в связи с этим в криогенных условиях его применение нецелесообразно.

Свои эксплуатационные характеристики сплав сохраняет даже в самых агрессивных средах. В отдельных случаях металл может использоваться в растворах с повышенной концентрацией серы. При этом химическая структура AISI 430 представлена комбинацией доступных компонентов — это позволяет существенно снизить его себестоимость в сравнении с прочими типами нержавеющих сплавов.

Структура материала выглядит следующим образом.

Главным компонентом является железо — оно присутствует во всех стальных сплавах без исключения.
Вторым обязательным элементом является углерод. Его доля во многом определяет прочностные характеристики и эксплуатационные параметры материала. В данном случае его концентрации невелика — всего 0,12%.
В химический состав вводят хром, марганец и кремний. Эти компоненты улучшают физические свойства материала, повышают стойкость к окислению и тем самым позволяют отнести материал к группе нержавеющих.
В структуру могут входить примеси серы и фосфора, которые изначально присутствуют в руде. Однако их доза не превышает нескольких долей процента, поэтому никакого выраженного негативного воздействия на материал они не оказывают.

Характеристики и свойства

Остановимся подробнее на физических и технических параметрах стали AISI 430.

Физические

Основной характеристикой сплава марки AISI 430 является устойчивость к действию повышенной влажности. В связи с этим выделяют его следующие качества.

Коррозийная устойчивость не только к водной среде, но также к агрессивным химическим компонентам. Это обуславливает широкую область использования материала.
Подверженность механической обработке. Иначе говоря, заготовку из такой стали можно обрабатывать резанием, точением и фрезеровкой.
Структура сплава сохраняет свою форму даже под действием повышенного давления. Эта особенность позволяет использовать металл как заготовку для холодной штамповки, которая не требует предварительного подогрева.
Достаточная свариваемость обуславливает возможность проведения сварки без создания специальных термических режимов. При этом для процедуры могут использоваться как обычные электроды, так и конвертер. Сварочные швы получаются крепкими и могут выдерживать высокую нагрузку.
Металл AISI 430 хорошо магнитится. Данное свойство необходимо принимать во внимание при изготовлении изделий разного назначения.
Показатель теплопроводности при температуре 20 гр соответствует 25 Вт/мК. При изменении внешних факторов этот параметр может варьироваться.

Известно, что для улучшения изначальных физико-эксплуатационных качеств стали производят её термообработку. Она способствует повышению плотности структуры материала и обуславливает его максимальную твердость.

Сталь AISI 430 является исключением — термообработка не вызывает заметного повышения прочности сырья.

Механические

Механические свойства стали этой марки обуславливают её выбор для изготовления изделий, эксплуатируемых в разных режимах. Назовем базовые показатели.

Предел прочности — на уровне 530 N/mm. Этого более чем достаточно для производства важных элементов, которые используются в условиях интенсивных нагрузок.
Предел текучести — 360 N/mm. Данная характеристика во многом обуславливает то, можно ли использовать металл для создания заготовок в технике литья.
Показатель относительного удлинения соответствует 25%.
Степень твердости поверхности по шкале Бринелля — 160 НВ.
Вес листа толщиной 1 мм составляет 16 кг.

Данные механические показатели измеряются в условиях комнатной температуры. В случае термического воздействия параметры могут существенно измениться. К примеру, чрезмерный нагрев часто вызывает уменьшение поверхностной твердости.

Сортамент и аналоги

Для дальнейшей металлообработки российские поставщики стали AISI 430 предлагают следующий сортамент:

листовой прокат;
рулонный прокат;
полосы;
трубы.

На технологические линии поставляется и ряд заменителей стали. На отечественном рынке в качестве аналога наибольшее распространение получил легированный сплав 12Х17. Однако важно понимать, что эти материалы обладают схожими характеристиками, но не идентичными.

Поэтому в каждом случае решение об их взаимозаменяемости принимают индивидуально, с учетом технологических требований, предъявляемых к готовому изделию.

Некоторые производители отдают предпочтение зарубежным аналогам. Практика свидетельствует о том, что импортный прокат отличается более высоким качеством. Иностранные изготовители осуществляют строгий контроль концентрации базовых легирующих элементов в минимальном диапазоне — благодаря этому необходимые эксплуатационные характеристики выдерживаются с максимальной точностью.

Применение

Нержавейка марки AISI 430 повсеместно используется в самых различных областях промышленности.

Пищевое производство. На таких предприятиях сплав востребован для изготовления тары и упаковки. Металл биоинертен. Он не вступает в реакцию с другими веществами, в том числе с кислотно-щелочными. К тому же его отличают низкие параметры тепловой инерции, поэтому металл востребован в алкогольных цехах.
Машиностроение. Популярность этого металла в данной сфере объясняется исключительной стойкостью к коррозии.
Производство бытовой техники. AISI 430 актуальна для изготовления СВЧ-печей, холодильников, а также стиральных машин. Подобное применение обусловлено тем, что поверхность из нержавейки может продолжительное время выдерживать интенсивное неблагоприятное воздействие извне. Из сплава AISI 430 производят отопительные котлы и радиаторы — это связано с хорошими параметрами теплопроводности материала.
Химическая промышленность. Низкая себестоимость рассматриваемого сырья позволяет существенно снизить цену готовых изделий.
Архитектура. Способность сплава поддаваться холодной обработке делает его востребованным при создании сложных по форме изделий. Затраты при этом держатся на минимальной отметке.

Обработка

Изготовление изделий и конструкций из нержавейки AISI 430 возможно только при применении специализированных инструментов. При этом сама рабочая оснастка, а также поверхности заготовки перед началом работы должны быть хорошенько очищены. В противном случае при контакте нержавейки с подвергшимися окислению металлами может произойти вторичное загрязнение готового изделия.

Металл AISI 430 проявляет повышенные характеристики обработки в холодном виде. Да, он не столь пластичен, как сплав AISI 304. Тем не менее в отличие от последнего подвергается деформированию в гораздо меньшей степени.

Ковка и прочие варианты горячей обработки выполняются с предварительным прогревом до 800–830 гр. После проведения таких манипуляций металлическое изделие в обязательном порядке охлаждают на открытом воздухе до 20–24 гр., а затем подвергают отжигу. В данном случае увеличение металлических зерен производился за счёт продолжительного воздействия температур.

Если будут созданы другие внешние условия, то рост зерен будет чрезмерно интенсивным. Это неминуемо приведет к появлению шероховатостей на поверхности готового изделия – текстура будет напоминать «апельсиновую корку».

Учитывая, что коррозийная устойчивость любой стали напрямую зависит от степени гладкости металлического предмета — высокое качество обработки является критичным фактором.

В целом, если говорить о механических манипуляциях, то сталь AISI 430 обрабатывается относительно легко. При этом процедуру можно значительно усовершенствовать, если использовать острый режущий инструмент — он позволит свести к минимуму избыточное напряжение на участках воздействия. Обработка должна быть глубокой, но при этом максимально легкой. Как и в случае с аустенитными сплавами, здесь не повредит использование охлаждающих жидкостей.

Что касается термической обработки, то сплав AISI 430 при отжиге затвердевает недостаточно сильно. Поэтому любое тепловое воздействие осуществляется только при предварительном прогревании до 800 гр. После этого заготовки из нержавейки закладываются в печь на полчаса, на протяжении этого времени температуру плавно доводят до отметки в 600 гр. Последующее охлаждение должно быть быстрым, если делать это медленно, то изделие станет ломким и хрупким.

Сварка

Сталь марки AISI 430 хорошо сваривается всеми доступными способами. При этом если были правильно выполнены все послесварочные манипуляции, связанные с протравливанием, очищением и пассивацией, — можно свести к минимуму вероятность появления ржавчины участков в зоне сварки. Чаще всего технологи прибегают к КДС в среде инертных газов, в этом случае энерговклад в сварочный шов минимален.

Наиболее эффективной будет сварка сверху, когда поверхность располагается под рабочим инструментом. Для присадки в ход идёт аустенитная проволока марок 309L, а также Св-07Х25Н13 или Св-08Х25Н13БТЮ. В качестве альтернативы можно воспользоваться присадочной проволокой на базе хромистой ферритной стали или электродами.

Чтобы полностью обеспечить максимальную коррозионную устойчивость, после сварки необходимо нейтрализовать окалину при помощи травления или механической обработки щётками из нержавейки. Далее сварочный шов подвергают пассировке раствором холодной азотной кислоты. В завершении работ требуются тщательная промывка металла прохладной водой и просушивание в естественной среде.

Сравнение с другими марками

По своим техническим характеристикам сплав AISI 430 очень похож на нержавейку марок AISI 439 и AISI 321, но наибольшее сходство он проявляет с металлом AISI 304. При этом разница в цене между ними очень велика — последний стоит намного дешевле. Разберемся в причинах на примере использования металла в банях.

Нержавеющая сталь AISI 430. Характеристики, особенности, применение.

Нержавеющая сталь AISI 430 – коррозионностойкая ферритная хромистая безникелевая жаропрочная стальобщего применения. В данной марке нержавеющей стали отсутсвует никель, поэтому цена как на саму сталь, так и изделия из этой нержавейки гораздо ниже стоимости сталей серии 300.

Данный вид нержавеющей стали отличается:

высокими прочностными и механическими свойствами;
коррозионная стойкость высока, в том числе и атмосферная (атмосферная коррозия металлов является самым распространенным видом коррозии). Связано это с достаточно большим содержанеим в составе хрома и низким содержанием углерода.
хорошо обрабатывается, т. е. сплав пластичен, достаточно хорошо поддается вытяжке, штамповке, вальцовке и т.д.

Обычно сталь марки AISI 430 позиционируют по химическому составу как аналог отечественной марки 12Х17. Однако, низкая концентрация углерода в стали обуславливает ненужность ее дополнительной стабилизации титаном, поскольку реальное содержание углерода гарантирует отсутствие склонности стали к межкристаллитной коррозии при повышенных температурах (интенсивное карбидообразование в стали 430 начинается лишь при температуре свыше 1000 0 С) и, кроме того, обеспечивает ее отличную свариваемость. Поэтому, по своим эксплуатационным характеристикам данная марка стали является улучшенным аналогом стали 08Х17Т, которая, в свою очередь, по ГОСТ 5632-72 "рекомендуется в качестве заменителя стали марок12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т". Дополнительными преимуществами является то, что в отличие от этих аустенитных никельсодержащих марок, сталь 430 нечувствительна к коррозионному межкристаллитному разрушению в температурном интервале 500-800 0С, а также гораздо меньше чувствительна к хлоридному растрескиванию под нагрузкой.

Благодаря низкому коэффициенту термического расширения, нержавеющая сталь AISI430 оптимальна для изделий, испытывающих перепады температур, а высокая теплопроводность предопределяет преимущества использования этой стали в системах теплообмена. Обладая сравнительно низкой тепловой инерцией (удельной теплоемкостью), сталь 430 при меньших энергозатратах быстрее прогревается и охлаждается, что позволяет избежать возможного инерционного перегрева.

Химические свойства нержавеющей стали AISI 430

Химический элемент	Обозначение	Процентный состав элементов в нержавеющей стали AISI 430
Углерод	C	до 0,12
Кремний	Si	до 0,8
Марганец	Mn	до 0,8
Никель	Ni	до 0,01 - 0,02
Сера	S	до 0,3
Фосфор	P	до 0,4
Хром	Cr	16-18
Титан	Ti	—
Железо	Fe	~81
Молибден	Mo	—

Применение нержавеющей стали aisi 430

Имея высокую доступность и относительно невысокую стоимость нержавеющая сталь AISI 430 (нержавейка 430) используется повсеместно и в самых различных областях. Из данной нержавейки изготавливают:

AISI 430 / SS 430 сталь

Характеристики марки стали AISI 430 / SS 430

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 A268 - Стандартные спецификации для бесшовных и сварных труб из ферритной и мартенситной нержавеющей стали для общего применения

ASTM A276 - Стандартные спецификации на готовые необработанные горячим или холодным методом бруски и блюмы, кроме кованых (вторично) брусков

ASTM A314 - Стандартные спецификации охватывают заготовки из нержавеющей стали и прутки, предназначенные только для ковки

ASTM A479 - Стандартные спецификации на прутки и профили из нержавеющей стали для котлов и других сосудов высокого давления

Сталь AISI 430 – самая востребованная из коррозионностойких ферритных сталей, предназначенных для общего применения. Она обладает хорошими свойствами, характеристиками, отличается легкостью обработки, высокой сопротивляемостью к межкристаллической коррозии и окислению при высоких температурах.

Химический состав в % стали AISI 430

Низкое содержание углерода в составе AISI 430 позволяет дополнительно не стабилизировать сталь титаном. Благодаря низкому содержанию молибдена и никеля цена на сталь 430 дешевле, чем на стали 300 ряда.

Механические свойства материала AISI 430

Предел прочности (временное сопротивление разрыву), мин., МПа	450
Предел текучести, 0,2%, МПа	205
Твердость по Роквеллу, HRB макс.	88
Твердость по Бриннелю, HB тип.	160
Магнитные свойства	Ферромагнетик
Относительное удлинение, мин., %	22

Физические свойства

Плотность стали (вес) AISI 430 - 7,7 г/см 3 .

Эксплуатационные характеристики

Сталь марки AISI 430 классифицируется как жаростойкая при эксплуатации до температуры 850 °C. Температура плавления - 1425-1510 °C.

Характеристики при повышенных температурах

Температура, °C	300	400	550	650	750
Предел прочности, МПа	450	430	220	120	50

Температура, °C	550	600	650	700	750
Предел текучести, МПа	50	30	15	5	3

Сопротивление коррозии в кислотных средах

0 = высокая степень защиты (скорость коррозии не превышает 100 mm/год);

1 = частичная защита (скорость коррозии составляет от 100m до 1000 mm/год);

2 = нет защиты (скорость коррозии превышает 1000 mm/год).

Ближайшие эквиваленты (аналоги) AISI 430

Германия	X6Cr17
Европейские (EN)	1.4016
Япония (JIS)	SUS 430, SUS 430TB, SUS 430TK
Россия (ГОСТ)	12Х17

Сфера применения

Сталь AISI 430 нашла широкое применение:

В химической и нефтяной промышленности;
В машино- и автомобилестроении;
В строительстве (организация кровли) и дизайне;
В пищевой и винодельческой промышленности;
В производстве оборудования для теплообменников;
В изготовлении печного оборудования;
В изготовлении бытовых приборов, посуды, сантехнического и кухонного оборудования.

В отличие от аустентных марок стали с содержанием никеля, хромистые, к которым относится и AISI 430, обладают низким термическим расширением и повышенной теплопроводностью. Высокая жаропрочность позволяет использовать сталь:

В холодильных градильнях;
В системах охлаждения пищевых резервуаров (охлаждение водой, гликолем и пр.)

Не рекомендовано использовать сталь AISI 430 в условиях криогенных температур и в строительстве конструкций, на которые оказывается большая нагрузка.

Сварка

Нержавеющая сталь aisi 430 / ss 430 может свариваться любым методом. Оптимальным же будет использование дуговой сварки в инертных газах.

Рекомендуется сварка «сверху» (сварочный инструмент расположен выше свариваемой поверхности), присадочным материалом может служить – сварочная проволока 309L. Также можно применять электроды на основе ферритной стали AISI 430, AISI 308, AISI 310, AISI 309 или AISI 312.

Сварные швы рекомендуется очистить от окалины механическим или химическим способом, а затем пассивировать.

Обработка AISI 430

Сталь AISI 430 довольно легко поддается обработке.

Отжиг: при температуре 780-800°C; охлаждение - на воздухе.

Отпуск: обычно не требуется, но допустим при температуре в диапазоне 200-300 °С.

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

Очистка поверхности: раствор азотной и фтористоводородной/плавиковой кислоты в пропорциях 10 % HNO3 + 2% HF.

Горячая обработка: начальная температура - 1100 - 1150°C; конечная - ниже 750°C.

Важно: длительное воздействие температуры от 1000°C провоцирует повышенный рост зерна, что приведет к уменьшению податливости.

Помните: для однородного подогрева нержавеющие стали требует времени в 2 раза больше, чем углеродистые.

Холодная обработка: преимущественно аиси 430 обрабатывается в холодном состоянии. Податливость стали позволяет осуществлять изгиб листов, глубокую вытяжку и формовку.

Читайте также: