Сталь aisi 321 характеристики

Обновлено: 10.05.2024

Марка стали AISI 321 – представитель семейства высоколегированных коррозиестойких сплавов, которые изготавливаются по нормативам The American Iron and Steel Institute (стандарта, принятого в США). В российской классификации нержавеющая сталь AISI 321 соответствует марке 08Х18Н10Т.

Компоненты в составе сплава AISI 321

Особый химический состав стального сплава определяет эксплуатационные свойства материала, благодаря чему марка AISI 321 пользуется стабильным спросом на рынке металлопроката. Кроме базового компонента – железа – в сплаве этой марки присутствует углерод – до 0,08%: его пониженное содержание придает структуре упругость и пластичность. За счет 10% никеля и 18% хрома металл получается прочным и коррозиестойким.

Наличие титана повышает антикоррозионные свойства нержавейки. Марганец в концентрации до 2% нужен, чтобы уменьшить вредное воздействие серы и кислорода на сталь. Благодаря легирующим элементам улучшается нержавеющая сталь AISI 321, цена на материал при этом повышается.

Сталь марки AISI 321: рабочие характеристики

Нержавеющий сплав AISI 321 востребован в разных отраслях промышленности. Спрос на сталь стабильно высокий за счет эксплуатационных свойств металла.

Нержавеющая сталь AISI 321 – характеристики:

устойчивость к коррозии: это главная ценность нержавеющих сталей, материал сохраняет прочность в кислотных растворах под воздействием низких и высоких температур. Нержавейка устойчива к атмосферной коррозии. Исключение – серосодержащие среды, в которых структура стали деформируется;
жаростойкость и жаропрочность: сталь AISI 321 не разрушается при нагревании. Эксплуатируется при 600°С, выдерживает нагревание до 800°С, температура плавления металла – 1400°С;
свариваемость: высокая степень за счет сниженного содержания углерода. Сплав обрабатывается различными видами сварки, предварительный нагрев стальных заготовок перед свариванием не требуется;
обработка металла: пластичный материал легко режется, заготовки из стали AISI 321 можно шлифовать, сверлить, фрезеровать и т. п.;
магнитные свойства: сталь слабомагнитна, а после термической обработки становится немагнитной.

Благодаря прочности и долговечности – свойствам, которыми в дополнение к перечисленным характеристикам обладает нержавеющая сталь AISI 321, – купить этот сплав хотят многие.

Применение стали AISI 321: жар и холод не страшны

Эксплуатационные свойства стали марки AISI 321 позволяют использовать металл и изделия из него в условиях высоких температур.

Сферы применения нержавеющего сплава:

изготовление металлопрокатной продукции: листов, лент, труб, проволоки, прутков;
медицина и фармацевтика: инструменты, оборудование;
оборудование для сварки: муфты, трубы, реторты и т. п.;
тепловое оборудование: коллекторы сброса, газовые котлы, печная арматура и другая жаропрочная аппаратура;
конструкции для использования на открытом воздухе: ограждения, заборы, обшивка ангаров, складов;
химическая промышленность и нефтепереработка: кольцевые коллекторы, котлы, специальное оборудование, которое устойчиво к нагреву;
машиностроение и авиационная промышленность: жаропрочные и коррозиестойкие детали механизмов, коллекторы сброса для авиадвигателей.

Купить нержавеющая сталь AISI 321

Материал несложно найти и купить: нержавеющая сталь AISI 321 продается на мировом рынке. В России представлен аналог сплава – марка 08Х18Н10Т. Если интересует металлопрокатная продукция из стали марки 08Х18Н10Т, выбирайте нержавеющую проволоку или цвпс сетки в ТОРГОВОМ ДОМЕ СЕТОК. Все изделия сертифицированы, изготовлены в соответствии с ГОСТ.

AISI 321 и российский аналог 12х18н10т сравнение сталей

Очень часто, выбирая металл для производства каких-либо конструкций, или элементов оборудования, не обращают внимание на то, что понятие «аналог» не означает один и тот же металл. И что не всегда «аналог» может в полной мере заменить оригинальный материал. Касается это в основном незначительных различий в химическом составе стали, однако способном изменить её свойства.

Химический состав - 321 и 12х18н10т сравнение

По процентному содержанию в сплавах основных легирующих элементов, оказывающих превалирующее влияние на их свойства, можно делать выводы о различии или схожести сталей aisi 321 и 12х18н10т. А также – о возможности производства из них конструкций, элементов и деталей, и возможности/не возможности их взаимозаменяемости для конкретных условий эксплуатации.

1. Хром, способствующий усилению свойства металла к стойкости к образованию коррозии.

В обеих рассматриваемых сталях этот элемент добавлен в сплавы в одинаковом кол-ве - 17-19%.

2. Никель, отвечающий за аустенитность стали.

Одинаковый процент данной легирующей добавки в сплавах 321 и 12х18н10т – от 9,0 % до 12 %.

3. Титан, придающий повышенную прочность металлу, а также стойкость к образованию межкристаллитной коррозии.

321 – до 0, 5 %, а в 12х18н10т - 0,8 %,

4. Углерод – обеспечивающий свариваемость и пластичность. Обе стали относятся к классу низкоуглеродистых.

321 – до 0,08 % а 12х18н10т - 0,12 %,

Несмотря на незначительные различия в составе, сплавы aisi 321 российский аналог 12х18н10т по классификации относят к классу нержавеющих высоколегированных хромоникелевых сталей.

Полный хим. состав каждой из них см. табл. И ГОСТы.

Марки	C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni	Ti	Fe
12Х18Н10Т						17,0-19,0	9,0-11,0		Остальное
AISI 321						17,0-19,0	9,0-12,0		Остальное

Свойства aisi 321 аналог 12х18н10т

О всем показателям и характеристикам обе рассматриваемые стали являются жаростойкими и жаропрочными. И не имеют магнитных свойств, не подвержены закалке.

Они хорошо свариваются, однако наличие никеля делает их достаточно дорогими материалами, так что их рекомендовано использовать для изготовления конструкций в тех случаях, когда необходима газовая сварка.

Стали aisi 321 12х18н10т характеристики имеют похожие, но наличие в стали 321 меньшего процентного содержание углерода обеспечивает ей большую пластичность и лучшую свариваемость по сравнению со сплавом 12х18н10т.

Если же говорить, какое у 321 12х18н10т отличие, то - в тех случаях, когда для конструкций важным требованием является прочность, лучше использовать сталь 12х18н10т. Это обусловлено наличием в её составе большего процента титана. Это же касается условий эксплуатации, при которых есть опасность возникновения межкристаллитной коррозии.

При применении обеих сталей важно, что, несмотря наличие в составах большого процента хрома и никеля, сталь 12х18н10т aisi 321 не рекомендуют применять для изготовления конструкций и элементов оборудования, условиями работы которых будут сильно окисляющиеся среды.

Сферы использования

Поскольку у сталей 321 и 12х18н10т разница в химических составах невелика, то они практически взаимозаменяемы (за исключением требований к прочности и пластичности).

Оба металла востребованы в различных сферах промышленности, и широко используются для производства строительных конструкций, деталей и элементов. Чаще всего они незаменимы для изготовления тех изделий и конструкций, которые будут эксплуатироваться в условиях больших температур на поверхности.

Это химическая, нефтехимическая и медицинская промышленность, авто- и авиастроении.

Из данных сталей производят трубы для трубопроводов (в том числе для перекачки слабоагрессивных сред).

А так как aisi 321 российский аналог 12х18н10т, характеристики которых аналогичны, имеют высокую жаропрочность, то они прекрасно подходят для производства частей и деталей газовых котлов, коллекторов, теплообменников и сварочных аппаратов.

В пищевой, медицинской и фармацевтической области их данного материала изготавливают разнообразные приборы, контейнеры и ёмкости, поскольку эти стали вступают в реакции с размещаемыми в них средами.

Сталь AISI 321

Характеристики марки стали AISI 321 / SS 321

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 A213 - Стандартные спецификации для бесшовных труб для котлов, пароперегревателей и труб теплообменников из ферритных и аустенитных сталей

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 A269 - Стандартные спецификации для бесшовных и сварных труб из аустенитной нержавеющей стали для общего обслуживания

ASTM A403 - Стандартные спецификации для кованых фитингов из аустенитной нержавеющей стали, предназначенных для трубопроводов

ASTM A813 - Стандартные спецификации для сварных труб с одинарным или двойным швом из аустенитной нержавеющей стали

Сталь AISI 321 – хромникелевая высоколегированная сталь, имеющая аустенитную структуру, повышенную жаропрочность и жаростойкость. Использование стали 321 допустимо при температурах 600-800°С, при этом изделия из стали 321 на протяжении длительного времени остаются в первоначальном состоянии.

Не имеет явных магнитных свойств, неустойчива к окислению и не подвергается закалке.

Цена стали 321 высокая из-за добавления в состав титана, но затраты на применение аиси 321 быстро окупаются.

Химический состав в % стали AISI 321

C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni	Ti	Fe
					17,0-19,0	9,0-12,0		Остальное

Титан в химическом составе делает сталь 321 устойчивой к межкристаллической коррозии.

Механические свойства материала AISI 321

Предел прочности (временное сопротивление разрыву), мин., МПа	515
Предел текучести, 0,2%, МПа	205
Твердость по Бриннелю, HB тип.	163
Усталостная прочность, N/mm 2 тип.	260
Относительное удлинение, мин., %	40

Физические свойства

Плотность стали (вес) 321 - 7,79 г/см 3 .

Характеристики при повышенных температурах

Температура, °C	600	650	700	750	800	850
Предел прочности, МПа	390	329	280	230	190	140

Температура, °C	550	600	650	700	800
Предел текучести а , МПа	180	100	70	40	10
Предел текучести в , МПа	120	80	50	25	5

а деформация в 1% за 10 000 часов.

б деформация в 1% за 100 000 часов.

Ближайшие эквиваленты (аналоги) AISI 321

Сфера применения

Нержавеющая сталь aisi 321 – наиболее используемая марка стали. Благодаря высокому содержанию углерода в составе, сталь aisi 321 рекомендовано использовать в отраслях, требующих повышенной устойчивости к воздействию повышенных температур (до 800 о С). Сталь используют:

в нефтехимической, химической и текстильной промышленности;
в медицине и фармацевтике;
в производстве сварного оборудования (трубы, реторты, муфели);
в автомобильном и авиационном строительстве;
в изготовлении корпусов котлов, печной арматуры, газоотводных устройств, коллекторов сброса, компенсационных соединений, электронагревательных элементов;
в производстве теплообменников и сварочного оборудования;
в организации конструкций, работающих на открытом воздухе или в условиях нагрева.

Сварка

Нержавеющая сталь aisi 321 / SS 321 сваривается электродами 347-й серии (Nb-стабилизированные), которые обладают хорошим сопротивлением ползучести в средах температурой выше 400°C. После сварки термическая обработка не нужна, а шов стоит очистить от окалины и пассивировать.

Обработка

Отжиг: при температуре 1050°C-1150°C; охлаждение - на воздухе.

Отпуск: при температуре 450-800°C.

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 - 1250°C; конечная – 950°C.

Помните: для однородного подогрева нержавеющие стали требует времени в 12 раз больше, чем углеродистые.

К сведению: для гарантированного распределения углерода – плавно снижайте температуру.

Нержавеющая сталь AISI 321

Процесс легирования предусматривает внесение различных химических веществ в состав металла. Сталь AISI 321 относится к группе высоколегированных металлов с большой концентрацией хрома и никеля. Аустенитная структура определяет основные свойства стали.

Основные характеристики

Рассматривая сплав AISI 321, технические характеристики которого определяют распространение в самых различных отраслях промышленности, следует учитывать нижеприведенные качества:

Жаропрочность и жаростойкость. Эти особенности стали позволяют использовать ее при изготовлении ответственных изделий. Трение, эксплуатация в сложных условиях приводит к нагреванию структуры, за счет чего снижаются основные эксплуатационные характеристики. Жаропрочность и жаростойкость определяют то, что структура более устойчива к нагреву. Получаемые изделия могут эксплуатироваться при температуре от 600 до 800 градусов Цельсия. При этом изделие может выдерживать длительное воздействие высокой температуры, сохраняя свои качества.
Включение в состав титана позволило существенно увеличить устойчивость к межкристаллической коррозии. AISI 321, аналог которого обладает схожими эксплуатационными качествами, за счет добавления титана становится более дорогим материалом.

Физические свойства AISI 321

Несмотря на высокую коррозионную стоимость, что связано с включением в состав большого количества хрома и никеля, AISI 321 не рекомендуется применять в высоко окисляющихся средах.

Российским аналогом данной стали является 08Х18Н10Т.

Химический состав

Нержавеющая сталь AISI 321 обладает особым химическим составом, который и определяет основные эксплуатационные характеристики. Основные элементы:

Основных химическим элементом принято считать углерод. В рассматриваемом случае его концентрация 0,08%. Небольшое количество этого элемента в составе обеспечивает хорошую свариваемость AISI 321 и пластичность структуры.
За коррозионную стойкость отвечает хром. Для повышения защиты структуры от воздействия высокой влаги и некоторых других веществ концентрация выдерживается в пределе от 17 до 19%.
Никель также включается в сплав в большой концентрации, около 12%. За счет этого получаемые изделия становятся пластичными и более прочными.
Марганец включается в структуру AISi, концентрация составляет не более 2%. Он есть у большинства нержавеек.
Как ранее было отмечено, при изготовлении сплава добавляется и титан, который существенно расширяет область его применения. Однако, процесс внесения этого элемента характеризуется высокой сложностью, что приводит к повышению стоимости металла.

Металлопрокат AISI 321

Химический состав стали AISI 321 определяют то, что материал не обладает магнитными свойствами, однако поверхность не характеризуется устойчивостью к окислению. Особенности состава усложняют процесс закалки.

Механические свойства материала 321

Нержавеющая сталь AISI 321 характеризуется довольно большим количеством свойств:

Предел текучести выдерживают в пределе 205 МПа.
Минимальный показатель предела прочности не менее 515 МПа.
Твердость материала довольно высокая, показатель выдерживается на уровне 163 НВ по Бриннелю.
При выборе материала учитывается то, какое относительное удлинение. Рассматриваемый сплав имеет показатель 40%.
Усталостная прочность около 260 N/мм 2 .

Прочность при повышенных температурах

Довольно высокие механические свойства определяют широкое распространение сплава. Как ранее было отмечено, термическая обработка проводится крайне редко. Это связано с тем, что приходится нагревать заготовку до температуры более 1000 градусов Цельсия. Для этого требуется специальное оборудование, к примеру, современная печь ТВЧ. В некоторых случаях термическая обработка возможна, но процесс достаточно дорогостоящий.

Рассматриваемая нержавейка АИСИ 321 применяется при изготовлении деталей, которые подвержены механическому воздействию и некоторых химических веществ. К основным физическим свойствам можно отнести нижеприведенные моменты:

Показатель плотности составляет 7,79 г/см 3 . Подобная плотность характерна для многих сталей.
Высокая степень свариваемости позволяет использовать AISI 321 при изготовлении различных сварных конструкций. Как ранее было отмечено, именно низкая концентрация углерода определяет хорошую свариваемость. Проводить сварочные работы можно при применении различного оборудования, подогревать заготовку не нужно.
Хорошая степень обрабатываемости резанием. Именно поэтому поставляемые заготовки могут подвергаться различной механической обработке: точение, фрезерование, сверление и шлифование.

Включение в состав титана определяет существенное повышение стоимости материала. Поэтому рекомендуется использовать его при изготовлении ответственных деталей и механизмов, которые эксплуатируются в сложных условиях.

Сферы использования

Сталь AISI 321, применение которой прежде всего связано с жаропрочностью и коррозионной стойкостью, считается одной из самых распространенных. Особенности химического состава определяют то, что сплав рекомендуется использовать в отраслях, где оказывается высокая температура на поверхность. Примером использования нержавейки назовем:

Изготовление различных изделий для химической, нефтехимической и текстильной промышленностей.
В медицине и фармацевтике материал также получил широкое применение.
Нержавейка используется при производстве сварного оборудования: трубы, муфели, реторы и другие.
В машиностроении и авиационном строительстве материал цениться по причине коррозионной стойкости и жаропрочности.
Хорошая жаропрочность определяет применение сплава при создании котлов, газовых устройств, коллекторов сброса и другой аппаратуры. Подобные изделия должны выдерживать длительное воздействие жара.
При создании теплообменников и различного сварочного оборудования. Теплообменники должны быстро передавать тепло в окружающую среду.
При создании конструкций, которые применяются на открытом воздухе или при условии сильного нагрева. Обычные металлы не могут прослужить долго в случае эксплуатации над открытом небом, так как выпадающие осадки приводят к появлению коррозии. Со временем она портит декоративные качества изделия и снижает прочность структуры.

Для повышения основных эксплуатационных качеств может проводиться различная термическая обработка. Примером назовем отжиг, который проводится при температуре около 1000 градусов Цельсия. Отпуск проводится при температуре 800 градусов Цельсия, выполняется горячая обработка, для чего материал нагревается до 1300 градусов Цельсия.

Большое распространение получили сварные трубы из листов нержавейки. Применение современных технологий позволяет повысить жесткость и прочность получаемых изделий. На производственные линии поставляется в виде листовой стали или проката, а также прутка.

Читайте также: