Сталь astm a240 российский аналог
Обновлено: 17.05.2024
Ниже перечислены страны и действующие в них стандарты на металлы:
- Австралия - AS (Australian Standart)
- Австрия - ONORM
- Бельгия - NBN
- Болгария - BDS
- Венгрия - MSZ
- Великобритания - B.S. (British Standart)
- Германия - DIN (Deutsche Normen), WN
- Европейский союз - EN (European Norm)
- Италия - UNI (Italian National Standards)
- Испания - UNE (Espaniol National Standards)
- Канада - CSA (Canadian Standards Association)
- Китай - GB
- Норвегия - NS (Standards Norway)
- Польша - PN (Poland Norm)
- Румыния - STAS
- Россия - ГОСТ (Государственный стандарт), ТУ (Технические условия)
- США - AISI (American Iron and Steel Institute), ACI (American Concrete Institute), ANSI (American National Standards Institute), AMS (American Mathematical Society: Mathematics Research and Scholarship), API (American Petroleum Institute), ASME (American Society of Mechanical Engineers), ASTM (American Society of Testing and Materials), AWS (American Welding Society), SAE (Society of Automotive Engineers), UNS
- Финляндия - SFS (Finnish Standards Association)
- Франция - AFNOR NF (association francaise de normalisation)
- Чехия - CSN (Czech State Norm)
- Швеция - SS (Swedish Standart)
- Швейцария - SNV (Schweizerische Normen-Vereinigung)
- Югославия - JUS
- Япония - JIS (Japanese Industrial Standart)
- Интернациональный стандарт - ISO (International Organization for Standardization)
В США используется несколько систем обозначения металлов и сплавов, связанных с существующими организациями по стандартизации. Наиболее известными организациями являются :
- AISI - Американский Институт Чугуна и Стали
- ACI - Американский Институт Литья
- ANSI - Американский Национальный Институт Стандартизации
- AMS - Спецификация Аэрокосмических Материалов
- ASME - Американское Общество Инженеров - Механиков
- ASTM - Американское Общество Испытания Материалов
- AWS - Американское Общество Сварщиков
- SAE - Общество Инженеров - Автомобилистов
Ниже приведены наиболее популярные системы обозначений стали, используемые в США.
Система обозначений AISI:
Углеродистые и легированные стали:
В системе обозначений AISI углеродистые и легированные стали, как правило, обозначаются с помощью четырех цифр. Первые две цифры обозначают номер группы сталей, а две последние - среднее содержание углерода в стали, умноженное на 100. Так сталь 1045 относится к группе 10ХХ качественных конструкцион-ных сталей (несульфинированных с содержанием Mn менее 1%) и содержит углерода около 0.45%.
Сталь 4032 является легированной (группа 40ХХ), со средним содержанием С - 0.32% и Mo - 0.2 или 0.25% (реальное содержание C в стали 4032 - 0.30 - 0.35%, Mo - 0.2 - 0.3%).
Сталь 8625 также является легированной (группа 86ХХ) со средним содержанием: С - 0.25% (реальные значения 0.23 - 0.28%), Ni - 0.55% (0.40 - 0.70%), Cr - 0.50% (0.4 - 0.6%), Mo - 0.20% (0.15 - 0.25%).
Помимо четырех цифр в наименованиях сталей могут встречаться также и буквы. При этом буквы B и L, означающие, что сталь легирована соответственно бором (0.0005 - 0.03%) или свинцом (0.15 - 0.35%), ставятся между второй и третьей цифрой ее обозначения, например: 51B60 или 15L48.
Буквы M и E ставят впереди наименования стали, это означает, что сталь предназначена для производства неответственного сортового проката (буква M) или выплавлена в электропечи (буква E). В конце наименования стали может присутствовать буква H, означающая, что характерным признаком данной стали является прокаливаемость.
Нержавеющие стали:
Обозначения стандартных нержавеющих сталей по AISI включает в себя три цифры и следующие за ними в ряде случаев одну, две или более буквы. Первая цифра обозначения определяет класс стали. Так обозначения аустенитных нержавеющих сталей начинаются с цифр 2ХХ и 3ХХ, в то время как ферритные и мартенсистные стали определяются в классе 4ХХ. При этом последние две цифры, в отличие от углеродистых и легированных сталей, никак не связаны с химическим составом, а просто определяют порядковый номер стали в группе.
Обозначения в углеродистых сталях:
10ХХ - Нересульфинированные стали, Mn : менее 1%
11ХХ - Ресульфинированные стали
12ХХ - Рефосфорированные и ресульфинированные стали
15ХХ - Нересульфинированные стали, Mn : более 1%
Обозначения в легированных сталях:
13ХХ - Mn : 1.75%
40ХХ - Mo : 0.2, 0.25% или Mo : 0.25% и S : 0.042%
41ХХ - Cr : 0.5, 0.8 или 0.95% и Mo : 0.12, 0.20 или 0.30%
43ХХ - Ni : 1.83%, Cr : 0.50 - 0.80%, Mo : 0.25%
46ХХ - Ni : 0.85 или 1.83% и Mo : 0.2 или 0.25%
47ХХ - Ni : 1.05%, Cr : 0.45% и Mo : 0.2 или 0.35%
48ХХ - Ni : 3.5% и Mo : 0.25%
51ХХ - Cr : 0.8, 0.88, 0.93, 0.95 или 1.0%
51ХХХ - Cr : 1.03%
52ХХХ - Cr : 1.45%
61ХХ - Cr : 0.6 или 0.95% и V : 0.13% min или 0.15% min
86ХХ - Ni : 0.55%, Cr : 0.50% и Mo : 0.20%
87ХХ - Ni : 0.55%, Cr : 0.50% и Mo : 0.25%
88XX - Ni : 0.55%, Cr : 0.50% и Mo : 0.35%
92XX - Si : 2.0% или Si : 1.40% и Cr : 0.70%
50BXX - Cr : 0.28 или 0.50%
51BXX - Cr : 0.80%
81BXX - Ni : 0.30%, Cr : 0.45% и Mo : 0.12%
94BXX - Ni : 0.45%, Cr : 0.40% и Mo : 0.12%
Дополнительные буквы и цифры, следующие за цифрами, используемые для обозначения нержавеющих сталей по AISI означают:
xxxL - Низкое содержание углерода < 0.03%
xxxS - Нормальное содержание углерода < 0.08%
xxxN - Добавлен азот
xxxLN - Низкое содержание углерода < 0.03% + добавлен азот
xxxF - Повышенное содержание серы и фосфора
xxxSe - Добавлен селен
xxxB - Добавлен кремний
xxxH - Расширенный интервал содержания углерода
xxxCu - Добавлена медь
Примеры :
Сталь 304 относится к аустенитному классу, содержание углерода в ней < 0.08%. В то же время в стали 304 L углерода всего < 0.03%, а в стали 304 H углерод определяется интервалом 0.04 - 0.10%. Указанная сталь, кроме того, может быть легирована азотом (тогда ее наименование будет 304 N) или медью (304 Cu).
В стали 410, относящейся к мартенсито - ферритному классу, содержание углерода 410 S - углерода < 0.08%. В стали 430 F в отличие от стали 430 повышенное содержание серы и фосфора, а в сталь 430 F Se добавлен еще и селен.
Система обозначений ASTM:
Обозначение сталей в системе ASTM включает в себя :
- букву A, означающую, что речь идет о черном металле;
- порядковый номер нормативного документа ASTM (стандарта);
- собственно обозначение марки стали.
Обычно в стандартах ASTM принята американская система обозначений физических величин. В том же случае, если в стандарте приводится метрическая система обозначений, после его номера ставится буква М. Стандарты ASTM, как правило, определяют не только химический состав стали, но и полный перечень требований к металлопродукции. Для обозначения собственно марок сталей и определения их химического состава может быть использована как собственная система обозначений ASTM (в этом случае химический состав сталей и их маркировка определяется непосредственно в стандарте), так и другие системы обозначений, например AISI - для прутков, проволоки, заготовки и др., или ACI - для отливок из нержавеющих сталей.
Примеры :
A 516 / A 516M - 90 Grade 70 Здесь A определяет то, что речь идет о черном металле; 516 - это порядковый номер стандарта ASTM (516M - это тот же стандарт, но в метрической системе обозначений); 90 - год издания стандарта; Grade 70 - марка стали. В данном случае используется собственная система обозначений сталей ASTM, здесь 70 определяет минимальный предел прочности стали при испытаниях на растяжение (в ksi, что составляет около 485 МПа).
A 276 Type 304 L. В данном стандарте используется обозначение марки стали в системе AISI - 304 L.
A 351 Grade CF8M. Здесь используется система обозначений ACI: первая буква C означает, что сталь относится к группе коррозионно-стойких, 8 - определяет среднее содержание в ней углерода (0.08%), M - означает, что в сталь добавлен молибден.
A 335 / A 335M grade P22; A 213 / A 213M grade T22; A 336 / A 336M class F22. В данных примерах используется собственная маркировка сталей ASTM. Первые буквы означают, что сталь предназначена для производства труб (P или T) или поковок (F).
A 269 grade TP304. Здесь используется комбинированная система обозначений. Буквы TP определяют, что сталь предназначена для производства труб, 304 - это обозначение стали в системе AISI.
Универсальная система обозначений UNS:
UNS - это универсальная система обозначений металлов и сплавов. Она была создана в 1975 с целью унификации различных систем обозначений, используемых в США. Согласно UNS обозначения сталей состоят из буквы, определяющей группу сталей и пяти цифр.
В системе UNS проще всего классифицировать стали AISI. Для конструкционных и легированных сталей, входящих в группу G, первые четыре цифры наименования - это обозначение стали в системе AISI, последняя цифра заменяет буквы, которые встречаются в обозначениях по AISI. Так буквам B и L, означающим, что сталь легирована бором или свинцом, соответствуют цифры 1 и 4, а букве E, означающей, что сталь выплавлена в электропечи, - цифра 6.
Наименования нержавеющих AISI-сталей начинаются с буквы S и включают в себя обозначение стали по AISI (первые три цифры) и две дополнительные цифры, соответствующие дополнительным буквам в обозначении по AISI.
Обозначения сталей в системе UNS:
Dxxxxx - Стали с предписанными механическими свойствами
Gxxxxx - Углеродистые и легированные стали AISI (за исключением инструментальных)
Hxxxxx - То же, но для прокаливаемых сталей
Jxxxxx - Литейные стали
Kxxxxx - Стали, не включенные в систему AISI
Sxxxxx - Жаростойкие и коррозионностойкие нержавеющие стали
Txxxxx - Инструментальные стали
Wxxxxx - Сварочные материалы
Дополнительные буквы и цифры, следующие за цифрами, используемые для обозначения нержавеющих сталей по UNS означают:
хxx01 - Низкое содержание углерода < 0.03%
хxx08 - Нормальное содержание углерода < 0.08%
хxx09 - Расширенный интервал содержания углерода
хxx15 - Добавлен кремний
хxx20 - Повышенное содержание серы и фосфора
хxx23 - Добавлен селен
хxx30 - Добавлена медь
хxx51 - Добавлен азот
хxx53 - Низкое содержание углерода < 0.03% + добавлен азот
Примеры :
Углеродистая сталь 1045 имеет обозначение в системе UNS G 10450, а легированная сталь 4032 - G 40320.
Сталь 51B60, легированная бором, называется в системе UNS G 51601, а сталь 15L48, легированная свинцом, - G 15484.
Нержавеющие стали обозначаются: 304 - S 30400, 304 L - S 30401, 304 H - S 30409, а 304 Cu - S 30430.
Безникилевые коррозионностойкие марки стали
Недорогие коррозионностойкие безникелевые хромистые стали марок AISI 409 и 430 (400-й серии) сегодня являются одними из наиболее востребованных на рынке металлопроката .
Согласно стандарту ASTM А240, безникелевые хромистые стали марок AISI 409 и 430 (серии AISI 400) относятся к категории общего применения и могут быть адаптированы к различным условиям эксплуатации в любых отраслях промышленности. К тому же это оптимальный выбор материала для решения целого комплекса технических задач.
Механические свойства листового проката из различных нержавеющих сталей в соответствии со стандартами ASTM A240 и А 176-99 приведены в табл. 1.
Следует отметить, что реальные величины предела прочности, предела текучести и относительного удлинения листового проката из сталей 409, 430 и 439 существенно превышают регламентируемые стандартом A240 значения ( В=500-550 МПа; 0,2 =250-350 МПа; 5=25-30%).
Механические свойства листового проката по стандарту ASTM A240
| Марка стали, ее приблизительный российский аналог и класс | Предел прочности, MПa (мин., кроме марки 420) | Предел текучести (0,2%), MПa (мин.) | Относительное удлинение, % (мин) | Твердость НВ (макс) |
|---|---|---|---|---|
| 304 (08Х18Н10), аустенитная | 515 | 205 | 40 | 201 |
| 316, (03Х17Н14М2), аустенитная | 515 | 205 | 40 | 217 |
| 321 (08Х18Н10Т), аустенитная | 515 | 205 | 40 | 217 |
| 409 (~08Х13), ферритная | 380 | 205 | 22 | 179 |
| 420 (20-40Х13), мартенситная* | макс.690 | 217 | ||
| 430 (08Х17), ферритная | 450 | 205 | 22 | 183 |
| 439 (08Х17Т), ферритная | 415 | 205 | 22 | 183 |
*) Мартенситная нержавеющая сталь (аналог отечественных сталей 20-40Х13), которая упрочняется термообработкой и обладает высокой износостойкостью. Эта сталь обладает хорошей пластичностью (в состоянии поставки), высокой ударной вязкостью, хорошей коррозионной стойкостью и жаростойкостью. В отожженном (умягченном) состоянии поставки структура стали представляет собой смесь ферритной и карбидной фазы. При нагревании до температуры 1000-1060 °С и последующей закалке (на воздухе или в масле) образуется мартенсит, твердость которого прямо пропорциональна содержанию углерода.
Образующиеся карбиды хрома дополнительно дисперсно упрочняют структуру стали, повышая ее твердость (до 55 HRC) и износостойкость после закалки и отпуска.
Стали серии 400 сохраняют достаточно высокие механические свойства при повышенных температурах эксплуатации, обеспечивая конструкционную прочность оборудования.
Если конструкции из нержавеющих сталей длительно эксплуатируются при высоких температурах, то следует учитывать температурно-временные факторы, которые могут негативно влиять на прочностные характеристики. Например, отечественные никельсодержащие нержавеющие стали и стали серии 300 (за исключением 321 и 347 марок), в отличие от сталей серии AISI 400, при эксплуатации в течение всего лишь нескольких часов в температурном диапазоне 450-750 °С могут быть подвержены очень опасному виду коррозионного разрушения — межкристаллитной коррозии (МКК). А хромистые ферритные стали серии 400 не склонны к высокотемпературной МКК при температуре до 1000 °С.
Одной из основных причин разрушения стальных нержавеющих конструкций часто является коррозия, обусловленная электрохимической гетерогенностью зон термического влияния сварных швов и основного металла. Поэтому уменьшение содержания углерода в сталях является важным фактором предотвращения щелевой и ножевой коррозии в сварных соединениях. Низкое содержание углерода в ферритных сталях серии AISI 400 (реально до 0,03 %) и низкая величина деформационного упрочнения по сравнению с никельсодержащими сталями обуславливают не только высокую стойкость против МКК, но и способность хорошо свариваться и сравнительно легко обрабатываться механически без наклепа, присущего аустенитным сталям.
Иногда при высокотемпературном нагреве фактор времени может повлиять на прочностные свойства и хромистых нержавеющих сталей. Сталь марки 430, содержащая 16-18% хрома, может потерять прочностные свойства при остывании, но только после очень длительной непрерывной эксплуатации (более 100 часов) в температурном диапазоне 425-530 °С вследствие так называемого 475-градусного охрупчивания. Экономнолегированная хромом сталь марки 409 не подвержена данному типу разрушения и, следовательно, более предпочтительна для использования в качестве материала для конструкций, подвергающихся подобному очень длительному нагреву (например, конвекционные печи непрерывного цикла, работающие в температурном диапазоне до 500 °С).
Технологические свойства различных групп сталей приведены в табл. 2.
Технологические свойства сталей 300/й и 400/й серий
Механическая обработка (фрезерование, токарная обработка) Удовлетворительно Хорошо
Упрочнение термообработкой Не упрочняются Не упрочняются
Вытяжка Отлично Отлично
Перфорация Удовлетворительно Хорошо
Резка гильотинными ножницами Удовлетворительно Хорошо
Листовая разделительная штамповка Удовлетворительно Хорошо
Штамповка Хорошо Хорошо
Шлифовка Удовлетворительно Удовлетворительно
Свариваемость Отлично Отлично*
*) При использовании аустенитных присадочных материалов, обеспечивающих высокие прочностные свойства и повышенную пластичность сварного шва.
Хромистая нержавеющая сталь по сравнению с никельсодержащей аустенитной нержавейкой обладает низким коэффициентом термического расширения (КТР) и повышенной теплопроводностью. Это предопределяет ее преимущественное использование (в том числе и трубного проката) в различных теплообменных конструкциях.
Сварные конструкции и трубопроводы из хромистых сталей существенно меньше изменяют размеры при колебаниях температуры, что снижает разрушающие усталостные нагрузки при перепадах температуры и предотвращает возможные утечки из гидравлических соединений.
Кроме того, обладая сравнительно низкой тепловой инерцией (удельной теплоемкостью), элементы конструкций из ферритных хромистых сталей быстрее прогреваются (и, соответственно остывают) при меньших энергозатратах. Это позволяет избежать возможного инерционного перегрева, что весьма актуально для широкого ряда пищевых производств.
Эти стали выдерживают высокие пиковые температурные нагрузки (до 950 °С) и могут непрерывно эксплуатироваться при температурах как минимум до 700°С.
Физические свойства различных групп сталей приведены в табл. 3.
Физические свойства нержавеющих сталей
| Марка стали | Плотность, кг/м3 | Модуль упругости, Гпа | Коэффициент термического расширения, x10/6/°C | Теплопроводность при 100° С, Вт/м·К | Удельная теплоемкость (0 — 100°С), Дж/кг·К | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 304 | 7900 | 193 | 17,2 | 17,8 | 18,4 | 16,2 | 500 |
| 316 | 7950 | 193 | 15,9 | 16,2 | 17,5 | 16,2 | 500 |
| 321 | 7900 | 193 | 16,6 | 17,2 | 18,6 | 16,1 | 500 |
| 409 | 7680 | 200 | 11,7 | 12 | 12,4 | 24,9 | 460 |
| 430 | 7750 | 200 | 10,4 | 11 | 11,4 | 26,1 | 460 |
Применение хромистых нержавеющих сталей
Пищевая и перерабатывающая промышленности
Хромистые нержавеющие стали, обладающие высокой коррозионной стойкостью во многих пищевых средах, могут быть использованы для изготовления технологического оборудования, применяемого на различных этапах пищевого производства (мойка или гигиеническая обработка сырья, продуктов и оборудования, измельчение, разделение и сортировка продукции, смешивание, тепловая обработка, расфасовка и упаковка, транспортировка и т.д.). Согласно заключению Всероссийского научно_исследовательского института коррозии стали, серии AISI 400, в соответствии с ГОСТ 13819, являются «весьма стойкими» или «стойкими» в кипящей питьевой воде, перегретом водяном паре, сырном зерне, кипящем растительном и животном жире, мясных продуктах, вине, этиловом спирте, пиве, пивном сусле, и т.п. Эти стали могут быть использованы, например, для изготовления оборудования солодовен (приготовление солода, солодоращение, емкости для мойки и замочки ячменя для приготовления солода, сушилки для зеленого солода, оборудование для очистки солода, росткоотбивные машины, устройства для удаления ростков и пыли и т.п.).
Применение безникелевых нержавеющих сталей в пищевой и перерабатывающей отраслях промышленности регламентировано и рекомендовано многочисленными стандартами и другими нормативными документами. Например, ГОСТ 27002 «Посуда из коррозионностойкой стали» указывает на то, что «для изготовления корпусов и крышек посуды должна применяться … сталь марок … 08Х13, 12Х13, 15Х25Т, 12Х17». В свою очередь, в перечне рекомендуемых нержавеющих сталей для изготовления моек в ГОСТ Р 50851 «Мойки из нержавеющей стали» обозначена сталь 08Х18Тч, а с 2001 года ГОСТ Р 516872000 «Приборы столовые и принадлежности кухонные из коррозионностойкой стали» регламентирует стали 30Х13, 40Х13 как материалы для изготовления кухонных ножей. Основной «нержавеющий» ГОСТ 5632, также регламентирует использование некоторых хромистых ферритных сталей в качестве заменителей аустенитных хромоникелевых сталей типа 12Х18Н10Т «для изготовления кухонной утвари и оборудования пищевой промышленности». Кроме того, на данные марки сталей имеются санитарно_эпидеомиологические заключения (№№ 77.ФУ.05.849.П.003098.12.03 от 11.12.2003; 50.РА.01.187.П.000842.03.04 от 16.03.2004 и др.) о возможности их использования в контакте с пищевыми продуктами.
Стали марок AISI 409, 420, 430, 439 и др. не только могут быть использованы в качестве заменителей никельсодержащих марок, но и, превосходя последние по ряду свойств, часто оказываются незаменимыми при производстве оборудования пищевой промышленности. Как уже было сказано, хромистые стали обладают низким КТР и повышенной теплопроводностью, и это предопределяет их преимущественное использование в таких теплообменных конструкциях, как охладительные градильни и т.п. Низкий КТР обеспечивает более надежное фиттинговое крепление и обеспечивает ускоренный теплообмен в системах охлаждения пищевых резервуаров (системы с охлаждением гликолем, водой и другими охлаждающими средами.
К тому же из-за низкой теплопроводности бытовая посуда из нержавеющей никельсодержащей стали часто производится с толстым теплораспределительным дном, что неминуемо приводит к повышению ее стоимости.
Конечно, выбор никельсодержащих сталей, особенно сталей, легированных молибденом, не подвергается сомнению в случаях контакта с высокоагрессивными кислотными или щелочными средами. Однако в подавляющем большинстве производств пищевой отрасли подобные среды не используются. Гораздо более актуально принимать во внимание стойкость к коррозии сталей серии 400 в таких умеренно агрессивных пищевых средах, как животные и растительные жиры, этиловый спирт, мясные соки, дрожжи, пивное сусло, сыры, крахмал, уксусная кислота, углекислота, дубильная кислота, окислительные растворы солей и т.п. Кроме того, стали типа 12Х18Н10Т являются наименее стойкими к коррозионному хлоридному растрескиванию под нагрузкой, а стали серии AISI 400, напротив, обладают максимальной стойкостью в подобных средах. Хромистые стали устойчивы в серосодержащих средах, а использование наиболее популярных никельсодержащих сталей в серосодержащих средах не рекомендовано в том числе и по ГОСТ 5632. Серосодержащие вещества, не говоря уже о различного рода хлоридах, широко применяются в пищевой промышленности (например, входят в состав консервантов и т.д.).
Строительство и архитектура
Листовой и трубный прокат может успешно использоваться для решения широкого спектра архитектурно-строительных, дизайнерских, технических и прочих задач. Например, для изготовления таких стационарных и модульных конструкций, как стеллажи, стенды, полки, элементы интерьера и экстерьера, опорные конструкции для торгового интерьера, торговые полки, витрины и т.п.
Высокотемпературное печное оборудование, дымоходы, вентиляционные короба, системы выхлопа
Во всем мире из ферритных хромистых сталей изготавливают элементы конструкций, эксплуатируемые в горячих газовых средах, которые образуются при переработке и сжигании топлива и содержат водяной пар, оксиды углерода, углеводороды, окислы азота, двуокись серы, сероводород и т.д. Стали серии AISI 400 коррозионно устойчивы к нефти и продуктам ее дистилляции, эфирным и машинным маслам и т.п. Кроме того, сера как составная часть продуктов сгорания нефтепродуктов в виде окислительной двуокиси серы оказывает разрушительное действие на никельсодержащие аустенитные стали. Присутствие в стали никеля приводит к образованию легкоплавкой эвтектики «сульфид никеля — никель», которая проникает вглубь стали по границам зерен, вызывая ее охрупчивание. Еще более опасным врагом никельсодержащих сталей является восстановительная среда сероводорода (H2S). А стали 400 серии сохраняют в таких условиях свои высокие коррозионные свойства.
Использование безникелевых нержавеющих сталей, конечно, не ограничивается приведенными примерами. Данные марки сталей могут применяться для изготовления различных конструкций нефтегазового машиностроения (рамки для каплеулавливателей в нефтяных сепараторах, тарелки и насадки ректификационных колонн и т.д.). Мартенситная сталь AISI 420 используется в тех случаях, когда необходимо сочетание высокой износостойкости и хорошей коррозионной стойкости: при изготовлении режущего и мерительного инструмента, кухонной утвари, деталей турбин и котлов, крепежа, пружин, карбюраторных игл, штоков поршневых компрессоров, деталей внутренних устройств аппаратов и других различных деталей, работающих на износ в слабоагрессивных средах до 450 °С.
Таблицы зарубежных аналогов отечественных сталей и сплавов в Екатеринбурге
Т о л щ и н а с т е н к и т р у б , м м
---------------------------------------------
5,8x1,0-1,5 1,0-1,5 1,0-1,5
6x0,5-1,5 0,5-1,5 1,0-1,5
7x0,5-1,5 0,5-1,5 1,0-1,5
8x0,5-1,5 0,5-1,5 1,0-1,5
9x0,5-1,5 0,5-1,5 1,0-1,5
10x0,5-2,0 0,5-2,0 1,0-2,0
11x0,5-2,0 0,5-2,0 1,0-2,0
12x0,5-2,0 0,5-2,0 1,0-2,0
13x0,5-2,8 0,5-2,8 1,0-2,8
14x0,5-2,8 0,5-2,8 1,0-2,8
15x0,5-2,8 0,5-2,8 1,0-2,8
16x0,5-2,8 0,5-2,8 1,0-2,8
18x0,5-3,0 0,5-3,0 1,0-3,0
20x0,5-3,0 0,5-3,0 1,0-3,0
21x0,5-3,0 0,5-3,0 1,0-3,0
22x0,5-3,5 0,5-3,5 1,0-3,5
23x0,5-3,5 0,5-3,5 1,0-3,5
24x0,5-3,5 0,5-3,5 1,0-3,5
25x0,5-3,5 0,5-3,5 1,0-3,5
27x0,5-3,5 0,5-3,5 1,0-3,5
28x0,5-4,0 0,5-4,0 1,0-4,0
29x0,5-4,0 0,5-4,0 1,0-4,0
30x0,5-4,0 0,5-4,0 1,0-4,0
32x0,5-5,0 0,5-4,5 1,0-5,0
33x0,5-5,0 0,5-4,5 1,0-5,0
34x0,5-5,0 0,5-4,5 1,0-5,0
35x0,5-5,0 0,5-4,5 1,0-5,0
36x0,5-5,0 0,5-4,5 1,0-5,0
38x0,5-5,0 0,5-4,5 1,0-5,0
40x0,5-5,0 0,5-4,5 1,0-5,0
42x0,5-6,0 0,5-6,0 1,2-5,5
45x0,5-7,0 0,5-7,0 1,2-5,5
48x0,5-7,0 0,5-7,0 1,2-5,5
50x0,5-7,0 0,5-7,0 1,2-5,5
51x0,5-7,0 0,5-7,0 -
53x0,5-7,0 0,5-7,0 -
54x0,5-7,0 0,5-7,0 -
56x0,5-7,0 0,5-7,0 -
57x0,5-7,0 0,5-7,0 -
60x0,5-7,0 0,5-7,0 -
63x0,5-7,0 0,5-7,0 -
Холоднодеформированные трубы из сплавов изготовляются также по следующим
техническим условиям:
ТУ 14-3-161-73 Трубы бесшовные,размеров из сплавов
ТУ 14-3-489-76 Трубы горячекатаные и
холоднодеформированные
из нержавеющего сплава
марки ХН32Т
ТУ 14-3-501-76 Трубы бесшовные особотонкостенные из сплавов
ТУ 14-3-520-76 Трубы бесшовные тонкостенные из сплавов
ТУ 14-3-582-77 Трубы бесшовные высокой
точности из сплава
ТУ 14-3-633-77 Трубы бесшовные особотонкостенные из сплавов марок 4С-42-ВИ и 4С-43-ВИ
ТУ 14-3-843-79 Трубы бесшовные из сплавов
ТУ 14-3-932-80 Трубы бесшовные из сплава
ХН78Т (ЭИ-435)
ТУ 14-3-946-80 Трубы бесшовные тонкостенные и особотонкостенные из жаропрочных и жаростойких сплавов
ТУ 14-3-953-80 Трубы бесшовные особо-
тонкостенные из сплава
36НХТЮ5М (ЭП-51-ВИ).
ТУ 14-3-972-80 Трубы бесшовные из сплава "Ковар"
Размеры труб,мм: 1-69x0,2-5,5
Материал: Сплавы 29НК , 29НК-ВИ
Длина,м: Не менее 1,2;
20% от заказа допускается
не короче 0,3.
-------------------------------------------------------------------------------
ТУ14-3-1045-81 Трубы бесшовные холоднодеформированные из сплавов
ТУ 14-3-1093-82 Трубы бесшовные холодно-
деформированные из спла-
ва 05ХН46МВБ4(ДИ-65)
ТУ 14-3-1119-82 Трубы бесшовные холоднодеформированные из спла вов на основе титана
ТУ14-3-1240-83
Трубы бесшовные холоднодеформированные из сплава марки ХН55МБЮ-ВД
(ЭП-666-ВД)
ТУ 14-3-1320-85 Трубы бесшовные тепло-
деформированные из сплава марки ХН65МВУ ( ЭП-760 )
ТУ 14-3-1343-85
Трубы бесшовные холоднодеформированные из сплава
марки ВТ-23
ТУ14-3-1371-86
Трубы бесшовные холоднодеформированные из сплава
ХН45Ю ( ЭП-747 )
ТУ 14-3-1583-88 Трубы бесшовные холоднодеформированные из сплава
марки ЭП 912-ВД ( для использования в энергетических установках с высокоагрессивной средой)
ТУ 14-3-1591-88 Трубы бесшовные горячепрессованные и холодно-
деформированные из никеля марки НП-1А-ИД (ис-
пользуются в химической промышленности)
ТУ 14-3-1711-90
Трубы бесшовные холоднодеформированные из коррозионностойкого сплава
марки ХН30МДБ ( ЭК-77 )
Трубы бесшовные особотонкостенные высокоточные из
сплава марки ПТ-1М
ТУ 14-3-1913-93 Трубы электросварные
холоднодеформированные
из сплавов ПТ-7М и ВТ1-0
ТУ 14-224-119-88
Трубы повышенного качества манометрические из дисперсионнотвердеющего сплава
36НХТЮ (ЭИ-702)
ТУ 14-224-121-88
Трубы заготовки повышенного качества из дисперсионнотвердеющего сплава
36НХТЮ(ЭИ-702) для изготовления сильфонов
ТУ 14-224-122-88
Трубы повышенного качества из дисперсионнотвердеющего сплава 36НХТЮ(ЭИ-702) для изготовления чувствительных элементов
Размеры труб,мм: 7,0-10,0x0,15-0,70
Материал: Сплав 36НХТЮ ( ЭИ-702 )
Длина,м: До 3,0.
--------------------------------------------------------------------------------
ТУ 14-224-123-89
Трубы бесшовные холоднодеформированные из дисперсионнотвердеющего сплава
36НХТЮ (ЭИ-702)
Размеры труб,мм: 3,5-25,0x0,15-2,60
Материал: Сплав 36НХТЮ ( ЭИ-702 )
Длина,м: До 3,0.
INCOLOY alloy 825 UNS N08825 — сплав никель,железо,хром с добавлением молибдена, меди и титана.
INCOLOY alloy 800 сплав железо,никель,хром Инколой 800 Аналогом является отечественный сплав ХН32Т ГОСТ 563272
INCONEL alloy C-276 UNS N10276 сплав никель,хром,молибден с добавлением вольфрама,
известен своей высокой коррозионной устойчивостью в широком диапазоне агрессивных сред.
ASTM B 622 - бесшовные трубы
INCONEL alloy 625 UNS N06625 сплав( никель, хром, ниобий)
который в сочетании с молибденом обеспечивает повышенную прочность.
INCONEL alloy 601 UNS N06601 2.4851 cплав (никель хром) жаростойкий и коррозионностойкий сплав общего назначения.
AISI 316L / SS 316L сталь
Характеристики марки стали 316L / SS 316L
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
Сталь AISI 316L - конструкционная криогенная аустенитная сталь. Эта сталь устойчива к коррозии в агрессивных средах, а также к большинству внешних воздействий. Сталь 316 L имеет свойство сохранять целостность структуры при повышении и понижении температур.
Химический состав в % стали 316 L
| C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | Ti | Fe |
| 16,0-18,0 | 10,0-14,0 | 2,0-3,0 | Остальное |
Благодаря низкому содержанию углерода в составе стали 316 L, она оптимальна для возведения сварных конструкций.
Молибден в составе защищает сталь 316L от разрушения в морской воде и парах уксусной кислоты.
Сплав железа и хрома образует на поверхности стали аиси 316 L защитный слой, устойчивый к механическим и химическим воздействиям.
Механические свойства материала 316 L
| Предел прочности (временное сопротивление разрыву), мин., МПа | 485 |
| Предел текучести, 0,2%, МПа | 170 |
| Твердость по Бринеллю, HB макс, тип. | 165 |
| Усталостная прочность, N/mm 2 тип. | 260 |
| Органолептическая проба Эриксена, мм | 10-11 |
| Относительное удлинение, мин., % | 40 |
Физические свойства
Плотность стали (вес) 316L - 7,89 г/см 3 .
Характеристики при повышенных температурах
| Температура, °C | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
| Предел прочности, МПа | 46 | 320 | 190 | 120 | 70 |
| Температура, °C | 550 | 600 | 650 | 700 | 800 |
| Предел текучести, МПа | 160 | 120 | 90 | 60 | 20 |
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 316 L
Сфера применения
Нержавейка aisi 316L, благодаря своим антикоррозийным показателям и механической прочности, применяется во многих промышленных отраслях. Также сталь аиси 316l соответствует гигиеническим требованиям, поэтому применяется:
- в изготовлении резурвуаров и контейнеров для хранения химических веществ;
- в пищевой, фармацевтической и медицинской сфере;
- в нефтеперерабатывающей, горнодобывающей, бумажно-целлюлозной, машиностроительной отраслях;
- в строительстве и архитектуре;
- в изготовлении изделий и емкостей для работы в растворах большинства кислот (серная, щелочная, фосфорная, лимонная, молочная и пр.);
- в изготовлении посуды и столовой утвари.
Сталь 316L легко поддается обработке, поэтому из нее изготавливают всевозможный металлопрокат: трубы, листы, профили и пр.
Сварка
Нержавеющая сталь 316 L / SS 316 L отлично сваривается стандартными методами. Обработка стали aisi 316L термическим способом после сварки не нужна, шов же необходимо очистить от окалины и пассивировать.
Обработка
Отжиг: при температуре 1010°C-1120°C; охлаждение - на воздухе или в воде.
Отпуск: при температуре 200-400°C.
Пассивация: 20-25 % раствор HNO3 при 20°C.
Очистка поверхности: раствор азотной кислоты и фтористоводородной/плавиковой кислоты в пропорциях: 10 % HNO 3 + 2% HF при комнатной температуре или 60°C. Серно-азотный кислотный раствор в пропорциях:10 % H 2 SO 4 + 0.5 % HNO 3 ) при 60°C.
Горячая обработка: начальная температура - 1200°C; конечная – 930-980°C.
К сведению: после горячей обработки отжиг - обязателен.
Холодная обработка: сталь 316L пластична и легко поддается формовке растяжением, изгибу, глубокой и ротационной вытяжке.
AISI 316, 316L, 316Ti
Все эти значения относятся только к AISI 316 и AISI 316 Ti. Для AISI 316L значения не приводятся, т.к. её прочность заметно уменьшается при температуре выше 425 °C.
Сопротивление на разрыв при повышенных температурах (AISI 316, AISI 316Ti)
| Температура (°C) | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
|---|---|---|---|---|---|
| Сопротивление на разрыв (при растяжении), Н/мм 2 | 460 | 320 | 190 | 120 | 70 |
Максимальные рекомендуемые температуры эксплуатации
Температура образования окалины:
Непрерывное воздействие 925°C
Прерывистые воздействия 870°C
Физические свойства (AISI 316L)
| Физические свойства | Условные обозначения | Единица измерения | Температура | Значение |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | d | - | 4°C | 8.0 |
| Температура плавления | °C | 1440 | ||
| 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 | 20-100°C 20-300°C 20-500°C | 16.0 17.0 18.0 |
| Электрическое удельное сопротивление | ρ | Ωmm 2 /m | 20°C | 0.75 |
| Магнитная проницаемость | μ | в 0.80 kA/m | 20°C | 1.005 |
| Модуль упругости | E | MPa x 10 3 | 20°C | 200 |
Сопротивление коррозии
Общая Коррозия
Стали марок AISI 316, 316L являются наиболее стойкими из всех нержавеющих сталей 300-ой серии к атмосферным и другим умеренным типам коррозии. Все среды, в которых рекомендуется применять стали 300-ой серии, не представляют опасности для молибденсодержащих сортов. Одно известное исключение - азотная кислота, которая служит для них сильным окислителем.
AISI 316 является значительно более стойкими к серной кислоте, чем любые другие хром-никельсодержащие марки. При температурах около 50 °C AISI 316 стойка к этой кислоте в концентрации до 5 процентов. В температурах до 40°C и выше 60°C эта марка имеет превосходное сопротивление более высоким концентрациям. В местах конденсации сернистых газов она является намного более стойкой, чем другие типы. Однако следует тщательно следить за безопасной концентрацией.
Содержание молибдена в стали AISI 316 обеспечивает сопротивление окислению в большинстве применяемых окружающих средах. Как показывают лабораторные исследования, сплав обеспечивает превосходное сопротивление кипению 20%-ой фосфорной кислоты. Он также широко используется в горячих органических и жирных кислотах, поэтому часто применяется в изготовлении и обработке некоторых продуктов и фармацевтических изделий.
AISI 316 и AISI 316L могут одинаково хорошо применяться в средах, где существует риск возникновения межкристаллитной коррозии. Использование низкоуглеродистой AISI 316L предпочтительно в деталях, при изготовлении которых применяется сварка.
Степень защиты металла в кислотных средах
| Температура, °C | 20 | 80 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Концентрация, % к массе | 10 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 10 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| Серная кислота | 0 | 1 | 2 | 2 | 1 | 0 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Азотная кислота | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 |
| Фосфорная кислота | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 |
| Муравьиная кислота | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
0 - высокая степень защиты - Скорость коррозии менее чем 100 мкм/год
1 - частичная защита - Скорость коррозии от 100 до 1000 мкм/год
2 - нет защиты - Скорость коррозии более чем 1000 мкм/год
Атмосферные воздействия
Сравнение AISI 316 с другими металлами в различных атмосферах
(Скорость коррозии рассчитана при 5-летнем воздействии).
| Окружающая среда | Скорость коррозии (мкм/год) | ||
|---|---|---|---|
| AISI 316 | Алюминий-3S | Углеродистая сталь | |
| Сельская | 0.0025 | 0.025 | 5.8 |
| Морская | 0.0076 | 0.432 | 34.0 |
| Индустриальная Морская | 0.0051 | 0.686 | 46.2 |
Коррозионностойкость в кипящих химикалиях для AISI 316L
| Кипящая среда | Скорость коррозии (мм/год) |
|---|---|
| 20%-ая уксусная кислота | 0.003 |
| 45%-ая муравьиная кислота | 0.531 - 0.594 |
| 1%-ая соляная кислота | 0.024 - 1.615 |
| 10%-ая щавелевая кислота | 1.130 - 1.224 |
| 20%-ая фосфорная кислота | 0.015 - 0.027 |
| 10%-ая сульфаминовая кислота | 3.030 - 3.155 |
| 10%-ая серная кислота | 16.137 - 16.718 |
| 10%-й бисульфат натрия | 1.427 - 1.816 |
| 50%-ая гидроокись натрия | 1.971 - 2.169 |
Питтинговая коррозия
Сопротивление 316 сталей к питтинговой коррозии в присутствии хлорида увеличено более высоким содержанием хрома(Сr), молибдена(Мо), и азота (N). Относительная мера питтингостойкости определяется параметром, вычисляемым как PREN = Cr+3.3Mo+16N. PREN для сталей AISI 316 и AISI 316L(PREN=24.2) выше, чем для AISI 304 (PREN=19.0), что отражает лучшую питтингостойкость за счет присутствия молибдена.
Как показано в таблице ниже, лучшую стойкость к питтинговой коррозии обеспечивает более высокое содержание молибдена в сплаве.
CCCT (Критическая Температура Щелевой Коррозии) и CPT (Критическая Температура Питтинговой Коррозии) скоррелированы с PREN.
Сталь марки AISI 304 может сопротивляться питтинговой (щелевой) коррозии в воде, содержащей приблизительно до 100 ppm хлоридов, в то время как для AISI 316 и AISI 317 этот показатель составляет до 2000 и 5000 ppm хлоридов, соответственно.
Хотя эти сплавы использовались в морской воде (19 000 ppm хлоридов), они не рекомендуются для такого использования. Для применения в морской воде разработан сплав с 6.2 % Мо и 0.22 % N. Однако применение этих марок в аэрозольной морской среде (фасады зданий около океана) и загрязненной городской среде (крыши, дымоходы) возможно.
| Марка | Композиция | PREN 1 | CCCT 2 (°C) | CPT 3 (°C) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Cr | Mo | N | ||||
| AISI 304 | 18.0 | - | 0.06 | 19.0 | - | |
| AISI 316 | 16.5 | 2.1 | 0.05 | 24.2 | 15 | |
| AISI 904L | 20.5 | 4.5 | 0.05 | 36.2 | 20 | 40 |
- 1 Pitting Resistance Equivalent — Эквивалент Сопротивления питтинговой коррозии, включая азот, PREN =Cr+3.3Mo+16N
- 2 Critical Crevice Corrosion Temperature — Критическая Температура Щелевой Коррозии, CCCT, в соответствии с ASTM G-48B (6%FeCl3 в течение 72 часов, с щелями)
- 3 Critical Pitting Temperature — Критическая Температура Питтинговой Коррозии, CPT, в соответствии с ASTM G-48A (6%FeCl3 в течение 72 часов)
Межкристаллитная коррозия
Содержание углерода в AISI 316 может вызвать сенсибилизацию от теплового режима в местах сварных швов и зонах их термического влияния. По этой причине использование низкоуглеродистой стали AISI 316L предпочтительно в деталях, при изготовлении которых применяется сварка. «Низкий углерод» увеличивает время, необходимое для осаждения «вредных» карбидов хрома, но не прекращает реакцию их осаждения на длительное время в данном диапазоне температур.
Тест на МКК (Межкристаллитную коррозию)
| ASTM A 262 Оценочные испытания | Состояние металла | Скорость коррозии (мм/год) | |
|---|---|---|---|
| AISI 316 | AISI 316 L | ||
| Practice B (Метод B) (гептагидрат сульфата железа - Серная кислота) | Обычный | 0.9 | 0.7 |
| Сваренный | 1.0 | 0.6 | |
| Practice E (Метод E) (пентагидрат сульфата меди - Серная кислота) | Обычный | Без трещин на изгибе | Без трещин |
| Сваренный | Незначительные трещины на сварном шве (недопустимо) | Без трещин | |
| Practice A (Метод A) (Травление щавелевой кислотой) | Обычный | Расслоение ступенчатое | Расслоение ступенчатое |
| Сваренный | Глубокое растрескивание (недопустимо) | Расслоение ступенчатое | |
Растрескивание (Крекинговая коррозия) под напряжением
Аустенитные сплавы под воздействием напряжения восприимчивы коррозионному растрескиванию (SCC) в галоидных соединениях. Хотя 316-е сплавы несколько более стойкие к SCC из-за содержания молибдена, они все равно являются весьма восприимчивыми.
- присутствие ионов галоидного соединения (вообще хлоридов);
- остаточные напряжения при растяжении;
- температуры свыше 50 °C.
Напряжения могут возникнуть из-за деформации сплава в холодном состоянии во время формования, или ротационной вытяжки, или в процессе сварки, из-за возникновения напряжения от смены тепловых циклов.
Уровни напряжения могут быть снижены путем отжига или термической обработкой после деформации в холодном состоянии.
Низкоуглеродистый материал AISI 316L - лучший выбор при эксплуатации при воздействии напряжений, которые способствуют возникновению межкристаллитной коррозии.
Скорость растрескивания в зависимости от условий окружающей среды
- Сталь легко свариваемая
- После сварки термическая обработка не требуется
- Сварные швы должны быть механически или химически очищены от окалины, затем пассивированы
Формовка
AISI 316/316L, являясь чрезвычайно прочной, упругой и пластичной, с легкостью находит множество применений. Типичные действия включают изгиб, формирование контура, волочение, ротационную вытяжку и т.д. В процессе формовки можно использовать те же машины и, чаще всего, те же инструменты, что и для углеродистой стали, но здесь требуется на 50-100% больше силы. Это связано с высокой степенью упрочнения при формовке аустенитной стали, что в некоторых случаях является отрицательным фактором.
| число Эриксена характеристика обрабатываемости листового металла давлением | LDR предельный коэффициент вытяжки |
|---|---|
| 11.0-11.5 (мм) | 2.00-2.05 (мм) |
Отжиг
Диапазон температуры отжига 1050°C ± 25°C сопровождается последующим быстрым охлаждением на воздухе или в воде. После отжига необходимо травление и пассивирование.
Читайте также: