Свойства нержавеющих сталей aisi
Обновлено: 04.05.2024
Нержавейка это коррозионно устойчивый тип металла — легированная сталь, стойкая к ржавению на улице и агрессивных средах, имеет термостойкие свойства. Разные виды нержавеющих сплавов содержат углерод, азот, серу, титан, алюминий, кремний, хром, никель, селен, медь, ниобий и молибден. Разные марки имеют свои особенности, в зависимости от соотношения в сплаве добавок определяют марки стали AISI, У стандарта AISI есть аналоги по химическому составу. Благодаря высокому сроку службы этого металла он широко используется в разных сферах.
Нержавейка — марки, виды, особенности
При взаимодействии кислорода с хромом получается материал, который намного прочнее обычного железа. К такому выводу пришли ученые-металлурги в начале ХХ века. С этого момента в тяжелой промышленности начали использовать сплав железной руды с хромом, чтобы снизить влияние воздуха на железо. Нержавеющая сталь до сих пор пользуется популярностью в отрасли металлургии.
Внимание!
До конца предотвратить появление ржавчины на металлических изделиях невозможно. Даже если они сделаны из нержавеющей стали, то спустя некоторое время тоже испытают влияние коррозии. Разница лишь в том, что это произойдет намного позже, чем в случае с железом.
Нержавеющую сталь часто используют на производственных предприятиях. Основные ее составляющие – хром и железная руда. В этом сплаве также присутствуют и другие компоненты. К ним относятся:
титан;
ниобий;
никель;
молибден.
Благодаря их наличию материал становится прочнее, улучшаются его технические характеристики.
Важно!
Чтобы металлические изделия дольше не подвергались воздействию коррозии, в процессе изготовления сплава к железу добавляют от 10% хрома и более.Благодаря их наличию материал становится прочнее, улучшаются его технические характеристики.
Особенности нержавеющей стали
В результате соединения железной руды с другими компонентами получается материал с повышенной устойчивостью коррозии. В целом все зависит от пропорций. Сплав выходит настолько коррозионностойким и прочным, что даже может легко выдерживать высокие температуры.
Следующее его свойство – пластичность. Благодаря ему область применения материала все больше расширяется. Если не добавлять к железу другие элементы, на нем быстро образуется ржавый налет. Но в совокупности с хромом и прочими компонентами сопротивляемость коррозии повышается.
Подобное возможно благодаря формированию на поверхности изделия тонкой пленки, не пропускающей кислород. Тогда реакции окисления не происходит, а сам материал почти не поддается деформации – на нем не остаются вмятины или трещины. Это еще одна особенность нержавеющей стали – способность восстанавливать свою форму спустя некоторое время.
Какие бывают марки нержавеющей стали
На данный момент существует свыше 250 ее видов. У них разные серии, марки и отличительные свойства. Особой популярностью пользуется сплав серии 300 и 400. Они обладают следующими особенностями:
повышенная стойкость к воздействию ржавчины;
оптимальное процентное соотношение элементов, обеспечивающее достаточную прочность защитного покрытия;
пластичность.
Их часто используют на производственных предприятиях. В ближайшем будущем соперничать с ними может только 200 серия. У нее доступная цена и хорошее качество.
Нержавеющая сталь AISI и ее отличительные черты
Особенно популярна нержавейка серии 300. Она бывает 3 видов:
полностью аустенитная;
наполовину ферритная;
аустенитно-мартенситная.
Принадлежность к каждому виду определяется его составом.
Выделяют следующие марки нержавеющей стали, которые пользуются наибольшим спросом:
Aisi 304. Ее размеры – 8Х18Х10. Используется в легкой промышленности и для сварки.
Aisi 316. Имеет габариты 10Х17Х13. Это производная от предыдущей марки с добавлением молибдена. Ее применяют в процессе строительства судов, в химической и нефтедобывающей отраслях. Легко переносит воздействие агрессивной среды.
Aisi 316Т. Размеры – 10Х17Х1 В ее составе большая массовая доля титана. Используется в пищевой индустрии, на химических заводах.
Aisi 321. Отличается средними габаритами — 12Х8Х18. В ней больше титана, чем в остальных марках. Выдерживает нагрев до 800 градусов.
Aisi 430. Ее размеры – 12Х17. Содержит много хрома. Ее можно легко согнуть, нормально выдерживает сварочные работы и резкие перепады температуры. Применяется для украшения архитектурных сооружений, на нефтегазовых предприятиях.
Aisi 201. Имеет размеры 12Х15. Никель здесь заменили на марганец с азотом. Используется в медицине, в пищевой отрасли. Из нее можно делать нержавеющие трубы, перила, заборы.Среди всего многообразия марок всегда можно найти подходящие варианты.
Современные стандарты
Каждому виду стали соответствует определенный ГОСТ. По нему можно определить качество изделия. Есть отдельные государственные стандарты для тонких и толстых листов из нержавеющей стали, труб и проволоки. Все они обладают уникальными параметрами, благодаря которым возрастает сопротивляемость коррозии.
Нержавеющая сталь может применяться там, где есть экстремальные условия. Это в первую очередь касается температурного фактора. Ввиду высокой жаропрочности реакции материала с элементами, присутствующими в окружающем пространстве, не происходит.
Где используют нержавеющую сталь
В большинстве промышленных отраслей активно используется нержавеющая сталь. Она не только прочная, но и выглядит привлекательно. Из нее делают:
декоративные элементы для архитектурных объектов – ограды, перила;
посуду и приборы для приготовления еды;
оборудование для химической индустрии.
Такие изделия легко переносят экстремальные температуры, долго не ржавеют. Поэтому их можно применять практически в любых отраслях легкой и тяжелой промышленности. Нержавеющая сталь – оптимальный вариант при выборе материала для производственных нужд.
Марки нержавеющей стали
В начале прошлого столетия специалистам в области металлургической промышленности удалось заметить, что взаимодействие хрома и кислорода является лучше, чем с железом. Именно в то время для того чтобы на железо воздух влиял наименьшим образом металлурги стали смешивать его с хромом. Так появилась нержавеющая сталь, которая сегодня незаменимым материалом для современно промышленности.
Важно: Следует заметить, что полностью избавить железо от появления коррозии практически не удастся. Рано или поздно даже нержавеющая сталь тоже покрывается ржавчиной. Правда для этого требуется больше времени.
Виды нержавеющей стали
Нержавеющая сталь представляет собой привлекательный материал для использования в современной промышленности. Он состоит из железа и примеси хрома.
Внимание: Для того чтобы обеспечить наиболее длительную защиту железа от появления коррозии необходимо при производстве нержавеющей стали добавить в него не менее десяти процентов хрома.
Также в смесь для производства нержавейки добавляются и другие элем6нты, которые представлены:
- никелем,
- ниобием,
- молибденом,
- титаном.
Они необходимы для того чтобы материал приобрел свои физико-хиимические качества и стал более прочным.
Благодаря смеси железа и других элементов появляется материал, который способен противостоять появлению коррозии. В зависимости от пропорциональности добавленных элементов нержавеющий материал получается прочным и он способен противостоять даже высоким температурам. Благодаря пластичности нержавеющую сталь используют в самых разных отраслях промышленности.
Железо само по себе покрывается ржавчиной достаточно быстро. Если смешать его с хромом и другими элементами на его поверхности образуется невидимая пленка, которая предотвращает поступление к нему кислорода. В результате окисления не производится. Данный слой является достаточно прочным. Что делает материал более устойчивым к образованию трещин, вмятин и многих других дефектов. Сталь способна восстанавливаться со временем самостоятельно.
Марки нержавеющей стали и их характеристики
В современном мире представлено более двухсот пятидесяти видов нержавеющей стали. Они отличаются по своим сериям или маркам и по свойствам. Самыми популярными марками нержавеющей стали в настоящее время являются те виды, которые принадлежат к 300-й и 400-й серии. Они обладают высоким уровнем стойкости к появлению коррозии. К тому же у них слой защитной пленки является достаточно прочным из-за оптимально-подобранной пропорциональности использованных при производстве элементов. Нержавеющая сталь данных серий обладает высокой прочностью и пластичностью. Она активно применяется для производства различных предметов в современной промышленности. В скором времени конкуренцию данным сериям может составить 200 серия стали, которая, по мнению потребителей, имеет оптимальное сочетание стоимости и качества.
Характеристика нержавеющих сталей aisi
На современном рынке большим спросом пользуется нержавеющая сталь трехсотой серии. Она подразделяется на несколько видов в зависимости от химического состава:
- аустенитная,
- аустенитно- ферритная,
- аустенитно-мартенситная.
В стали этих видов содержится разное количество никеля, хрома. углерода.
Марки нержавеющей стали aisi:
Нержавеющая сталь aisi 304
aisi 304 (08Х18Н10) получила широкое распространение в пищевой промышленности. Она отлично подходит для сварки и для тог, чтобы противостоять появлению ржавчины.
Нержавеющая сталь aisi 316
aisi 316 (10Х17Н13М2) о бразуется, если в сталь марки aisi 304 (08Х18Н10) добавить такой элемент, как молибден. Данная марка нержавейки получила широкое распространение в судостроительной, нефтегазовой и химической видах промышленности. Она устойчива к агрессивным средам.
Нержавеющая сталь aisi 316Т
aisi 316Т (10Х17Н13М2Т) о бладает высоким уровнем прочности за счет того, что в ней содержится больше титана, чем в предыдущих марках. Она нашла широкое применение в области создания оборудования для химической и пищевой промышленности.
Нержавеющая сталь aisi 321
aisi 321 (12-08Х18Н10Т) с амое большое количество титана среди всех марок трехсотой серии. Способна выдерживать температуры нагревания до 800 градусов Цельсия.
Нержавеющая сталь aisi 430
Среди марок четырехсотой серии наиболее широкое применение получила марка aisi 430 (12Х17). В целом вся серия характеризуется тем, что в нее входят марки нержавеющей стали, которые созданы с высоким содержанием хрома. Для марки aisi 430 характерно то, что материал отлично гнется и подвергается сварочным работам. Такую сталь можно использовать для мест с высокими температурными перепадами. Чаще всего ее используют для декора зданий и в нефтегазовой отрасли промышленности.
Нержавеющая сталь aisi 201
В двухсотой серии нержавеющей стали тоже есть достойные марки, на которые следует обратить свое внимание. Среди них наиболее сильно выделяется сталь марки aisi 201 (12Х15Г9НД). Она отличается от более дорогих марок из других серий тем, что в ней вместо никеля используется смесь таких элементов, как азот и марганец. Благодаря своим химическим и физическим качествам она получила широкое распространение в пищевой и медицинской промышленности. Она также подходит для производства разного рода ограждений, труб.
Характеристики нержавейки
В современном мире нержавейка является незаменимым материалом при производстве разных разновидностей изделий. Она применяется в пищевой, медицинской, металлургической и военной промышленности.
Свойства нержавейки
Сегодня такой материала, как нержавейка является достаточно популярным при производстве многих изделий промышленного и бытового назначения. Нержавеющая сталь представляет собой материал, который производится из стали с добавлением отдельных примесей, которые замедляют или делают процесс образования коррозии на металле невозможным.
Основным достоинством нержавеющей стали является то, что она обладает высоким уровнем устойчивости к появлению ржавчины.
В зависимости от добавленных к стали элементов нержавейка может обладать разными внешними качествами и свойствами. Если каких-либо примесей будет больше или меньше, то процесс коррозии либо будет вообще невозможен, либо он появится спустя длительное время использования предметов, созданных из данного материала.
Нержавеющая сталь применяется для производства промышленного и бытового оборудования, посуды и многих других вещей, которые сталкиваются с влиянием агрессивной среды.
На промышленных предприятиях нержавейку получают путем добавления к стали таких элементов, как:
В зависимости от того, какие виды стали производятся, определяется количество тех или иных элементов в нержавейке. Благодаря данным веществам сталь меняет свои физические и химические свойства, что позволяет использовать этот, материал для изготовления разного рода продукции.
Все добавляемые к стали элементы влияют на ее качества. Для того чтобы получить материал, устойчивый к появлению коррозии и обладающий высоким уровнем прочности, добавляется:
- молибден,
- марганец,
- титан,
- никель.
В стали также не обойтись и без таких элементов, как
- марганец,
- фосфор,
- сера,
- кремний,
Нержавейка сама по себе является уникальным материалом. Она не только обладает рядом преимуществ, но и отличными внешними качествами. Ее сияющая поверхность позволяет использовать этот материал в качестве декоративной отделки зданий и ограждений. Нержавеющая сталь чаще всего становится основной для создания перил для лестниц.
Таблица. Технические характеристики нержавейки.
| Сталь хромоникелевая | Хромистая никелевая молибденовая | Жароупорная | Хромистая | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Тип ASTM (AISI) | 304 | 304L | 321 | 316 | 316L | 316 Ti | 310S | 430 | ||
| Удельный вес (гр/см) | 7,95 | 7,95 | 7,95 | 7,95 | 7,95 | 7,95 | 7,95 | 7,7 | ||
| Структура | Аустенитная | Ферритная | ||||||||
| Способность электрического | ||||||||||
Преимущества нержавейки
Главные преимущества, которые дает использование нержавеющей стали:
- Изделия приобретают прочность. Они становятся более надежными и могут прослужить длительное время, которое составляет более десяти лет.
- Жаропрочность. Изделия могут выдерживать перепады температур и приобретают устойчивости к высоким температурам.
- Изделия становятся устойчивыми к любым условиям окружающей среды.
- Изделия производятся из экологически чистого материала.
- Изделия получаются привлекательными с точки зрения внешних характеристик.
- Изделия не подвергаются образованию ржавчины и налета.
В целом можно отметить, что применение нержавеющей стали при производстве разнообразных видов изделий является эффективным способом получения качественной продукции, которая способна прослужить долгие годы.
Виды нержавейки
На современных промышленных предприятиях производится большое многообразие вариантов нержавейки. Все они обладают различными физическими и химическими характеристиками, которые следует учитывать при выборе продукции для производства тех или иных изделий.
Практически в каждом аспекте человеческой жизнедеятельности невозможно обойтись без нержавеющей стали. Из нее производятся разные виды изделий, которые применяются не только на промышленных предприятиях или в медицине, но в быту. Электроника, посуда, медицинские инструменты, приборы для домашнего использования, оружие и многое другое производится из разных видов стали. Главным образом используются для таких целей аустенитные виды стали.
Все есть несколько видов стали, которые представлены следующими вариантами:
- Аустенитные стали. Они состоят из самой стали с добавлением примерно 20 процентов хрома, 4.5 процентов никеля.
- Дуплексные стали состоят из 25 процентов хрома, полутора процентов никеля и в некоторые марки добавляется азот в небольшом количестве.
- Ферритные стали характеризуются содержанием хрома до 29 процентов.
- Мартенситные стали содержат до 13 процентов хрома и до 4 процентов никеля.
- Иные виды сталей характеризуются тем, что в них добавляется меньшее количество хрома и никеля. Однако в них есть множество примесей разных элементов.
Внимание: При производстве нержавейки необходимо использовать согласно стандартам качества не менее 10.5 процентов хрома.
В нашей стране на производственных предприятиях используется преимущественно аустентичная сталь, которая представлена несколькими марками трехсотой и четырехсотой серий.
Статьи по теме
Легированная сталь
В современном мире имеется большое количество разновидностей стали. Это один из самых востребованных материалов, который используется практически во всех отраслях промышленности.
Марки нержавеющей стали
В начале прошлого столетия специалистам в области металлургической промышленности удалось заметить, что взаимодействие хрома и кислорода является лучше, чем с железом.
Физико-химические свойства нержавеющих сплавов
Физические и химические свойства нержавеющих металлов
Красноломкость — это сопротивляемость металла к трещинам при горячей обработке давлением (штамповка, ковка, прокатка) в диапазоне температур красного или жёлтого каления (850-1150°C).
Хладноломкость — свойство металла трескаться или ломаться при холодной механической обработке.
Нержавеющие сплавы делятся на три группы:
1. Коррозионностойкая сталь — от неё требуется устойчивость к коррозии в простых промышленных и бытовых условиях (из неё можно делать детали для нефтегазовой, легкой, машиностроительной промышленности, бытовую нержавеющую посуду, хирургические инструменты).
2. Жаростойкая сталь — от неё требуется жаростойкость, то есть устойчивость к ржавению при высокой температуре в очень агрессивных средах, например, на химических производствах.
3. Жаропрочная сталь — от неё требуется жаропрочность, то есть повышенная механическая прочность при высокой температуре.
По химическому составу нержавеющие сплавы делятся на три вида:
1. Хромистые
Мартенситные;
Полуферритные (мартенситно-ферритные);
Ферритные.
2. Хромоникелевые
Аустенитные;
Аустенитно-ферритные;
Аустенитно-мартенситные;
Аустенитно-карбидные.
3. Хромомарганцево-никелевые
Стали марки AISI-304 -321 -316L причисляют к хромоникелевым сталям, аустенитному классу высоколегированных сталей, образующих при кристаллизации преимущественно однофазную аустенитную структуру γ-Fe c гранецентрированной кристаллической (ГЦК) решеткой, которая сохраняет форму при охлаждении материала до криогенных температур. Содержание другой фазы — высоколегированного феррита (δ-Fe с объёмно-центрированной кристаллической (ОЦК) решеткой) изменяется от 0 до 10%.
Это позволяет применять их в качестве коррозионностойких, жаростойких, жаропрочных криогенных конструкционных материалов в химических, теплоэнергетических и атомных установках, где они одновременно подвергаются воздействию напряжений, высоких температур и агрессивных сред.
Маркировка нержавеющих сплавов по AISI включают в себя 3 цифры и следующие за ними одну или две буквы. Первая цифра маркировки определяет класс стали. Обозначения аустенитных нержавеющих сталей начинаются с цифр 2ХХ и 3ХХ, а ферритные и мартенситные стали начинаются с 4ХХ.
Таблица соответствия стандартов сталей
Дополнительные буквы, следующие за цифрами, используемые для маркировки нержавеющих сплавов по AISI означают:
хххL
Низкое содержание углерода 0,03%
хххS
Нормальное содержание углерода
хххF
Повышенное содержание серы и фосфора
хххH
Расширенный интервал содержания углерода
хххN
Добавлен азот
хххSe
Добавлен селен
хххB
Добавлен кремний
хххTi
Добавлен титан
хххCu
Добавлена медь
Главным преимуществом сталей аустенитного класса AISI-304 -321 -316L являются их повышенные эксплуатационные характеристики (пластичность, прочность, коррозионная стойкость в большинстве рабочих сред) и отличная технологичность. Поэтому аустенитные коррозионностойкие сплавы широко используются в качестве конструкционного материала в разных отраслях машиностроения.
Продукция из аустенитных нержавеющих сплавов при нормальных условиях — не магнитятся, но после холодного деформирования (любой механической обработки) могут получить небольшие магнитные признаки (часть аустенита превращается в феррит).
Чем отличаются между собой сплавы AISI
AISI-304
Аустенитная, с малым содержанием углерода в составе. Модификация стали AISI-304 имеет большую сферу применения и высокий спрос у потребителей, потому что является универсальным сплавом. AISI-304 имеет лучшие (относительно других марок) характеристики свариваемости, сопротивлению ржавчине и окислению. Сорт этой марки обладает превосходными низкотемпературными параметрами и одновременно рекомендована к применению при высоких температурах. Среди множества других сплавов ее также выделяют механические характеристики, химический состав и относительно невысокая стоимость. AISI 304 имеет высокую пластичностью для таких операций механической обработки как прокат, волочение.
AISI-316L
Сплав аналогичен AISI-304 с очень низким содержанием углерода и добавлением молибдена около 2,5%. Сталь AISI-316L представляет собой улучшенный вариант версии AISI-304, который дополнительно обогащен молибденом. Плюс в этой стали более высокое содержание никеля. Эта версия стали имеет на много большую устойчивость к сопротивлению коррозии в агрессивных средах. В условиях паров уксусной кислоты, едкого хлора или морской воды содержание молибдена позволяет стали быть устойчивой к различным видам коррозии, среди которых можно назвать, в том числе, питтинговую (точечную) и щелевую. Более низкая общая коррозионная устойчивость в относительно мало агрессивных средах позволяет показывать прекрасную сопротивляемость коррозии в загрязненном воздухе и в приморской зоне.
AISI-321
Хромоникелевая сталь с примесью титана (Ti). Состав стали AISI-321 обладает высокими характеристиками сопротивления коррозии и высоким температурам, однако при этом она менее устойчива к воздействию серосодержащих сред. Эту сталь рекомендуется применять при температурах от 600°С до 800°С. Стоит отметить, что срок ее службы может быть очень длительным. Сталь AISI321 не подвержена межкристаллитной коррозии, поскольку в ее составе есть титан, применяемый для придания сплавам высокой твердости. Отдельное внимание стоит обратить на то, что в сваренном состоянии сталь AISI-321 не должна применяться в чрезмерно кислых агрессивных средах. Сплав более устойчив к механическому воздействию в отличии от AISI-304 -316L.
Применение сталей AISI
AISI-304
Это самая распространенная в использовании сталь. Она обладает высокой пластичностью, что позволяет широко применять AISI-304 в штампованных изделиях с большим уровнем вытяжки и сложным рельефом, например при производстве моек, раковин и тому подобных элементов быта. Благодаря малому содержанию углерода сталь AISI-304 обладает высокими сварочными свойствами.
Пищевая промышленность: производство различных емкостей, передающих устройств. Изготовление дымоходов, систем вентиляции и дымоудаления. Пищевые производства: молочные и пивоваренные, применяется сталь AISI-304 в качестве главного материала для производства оборудования, инструмента и приборов.
Вторыми по важности отраслями промышленности, которые не могут обойтись без стали AISI-304, можно назвать медицинскую и фармацевтическую. В этих отраслях AISI-304 применяют при изготовлении фармакологического и медицинского оборудования и инструментов, медицинской мебели и имплантатов.
Значительный объем потребления стали AISI-304 приходится на химическую и нефтехимическую отрасль. Благодаря высокой сопротивляемости агрессивным средам трубы из AISI-304 в этих областях используются повсеместно. Также, в нефтегазовой сфере большой объем потребления приходится на изготовление скважинных фильтров, плоских щелевых сит и решеток, которые производятся из профилированной нержавеющей проволоки.
AISI-316L
Из-за своего высокого сопротивления коррозии и окислению, хороших механических свойств, AISI-316 используется во многих секторах промышленности. Некоторые из них включают: баки и судна для хранения коррозионных жидкостей, специализированное промышленное оборудование в химическом, бумажно-целлюлозном, продовольственном, горнодобывающем, фармацевтическом и нефтехимическом секторах экономики, архитектурные конструкционные элементы, находящиеся в коррозионных средах.
AISI-321
Нержавеющая сталь AISI-321 используется во многих областях производства.
Машиностроение и металлообработка: для производства деталей механизмов и машин.
Пищевая и химическая промышленность: для производства емкостей цистерн и трубопроводов (труб и трубопроводной арматуры), контактирующих с кислыми и щелочными средами, в том числе, с продуктами питания.
Изготовление оборудования, работающего в диапазоне высоких температур: теплообменников, печной арматуры, корпусов тепловых и паровых котлов.
Нефтегазовая промышленность: для производства емкостей и цистерн высокой прочности, предназначенных для хранения веществ (сжатых и сжиженных газов) под давлением.
Установка сварных конструкций (опор, колонн, балок), взаимодействующих с агрессивными средами.
Значение химических элементов, присутствующих в нержавеющих сталях AISI
С увеличением содержания углерода в структуре стали увеличивается количество цементита — очень твердой и хрупкой фазы. Твердость цементита превышает твердость феррита примерно в 10 раз, поэтому прочность и твердость стали растут с повышением содержания углерода, а пластичность и вязкость, наоборот снижаются.
Наличие в составе кремния как технологической примеси обычно не превышает 0,37%. Кремний как технологическая примесь влияния на параметры стали не оказывает. В сталях, предназначенных для сварных конструкций, присутствие кремния не должно превышать 0,12-0,25%.
Марганец добавляют в стали как технологическую добавку для увеличения степени их раскисления и устранения вредного влияния серы. Марганец считается технологической примесью, если его содержание не превышает 0,8%. Марганец как технологическая примесь значительного влияния на свойства стали не имеет.
Пределы содержания фосфора как технологической примеси составляют 0,025-0,045%. Фосфор, как и сера, относится к наиболее вредным примесям в сталях и сплавах. Увеличение его содержания, даже на доли процента, повышая прочность, одновременно повышает текучесть, хрупкость и порог хладноломкости, снижает пластичность и вязкость. Вредное влияние фосфора особенно сильно сказывается при повышенном содержании углерода.
Вредная примесь. Повышение содержания серы значительно снижает механические и физико-химические характеристики сталей, в частности, пластичность, ударную вязкость, сопротивление истиранию и коррозионную стойкость. При горячем деформировании сталей и сплавов большое содержание серы ведет к красноломкости. Кроме того, повышенное содержание серы снижает свариваемость готовых изделий.
Азот увеличивает прочность и твердость стали, но снижает пластичность. Повышенное количество азота вызывает деформационное старение. Старение медленно развивается при комнатной температуре и ускоряется при нагреве до 250°С.
Основной легирующий элемент, обеспечивающий коррозионную стойкость стали в любых средах, в том числе окислительных. Хром образует на своей поверхности защитную оксидную пленку и благодаря этому приобретает повышенную химическую устойчивость. При добавлении хрома в сталь с концентрацией не менее 11,7 % он прочно соединяется с железом и придает ему антикоррозионные свойства, причем эти свойства увеличиваются пропорционально содержанию хрома.
В сталях является элементом, способствующим образованию и сохранению аустенита. Никель повышает прочность сталей. В комбинации с хромом и молибденом никель еще больше повышает способность сталей к термическому упрочнению, способствует повышению вязкости и усталостной прочности сталей. Растворяясь в феррите, никель повышает его вязкость. Никель увеличивает сопротивление коррозии хромоникелевых аустенитных сталей в неокисляющих кислотных растворах.
Молибден повышает коррозионную стойкость сталей и поэтому широко применяется в высоколегированных ферритных нержавеющих сталях и в хромоникелевых аустенитных нержавеющих сталях. Высокое содержание молибдена снижает склонность нержавеющей стали к точечной (питтинговой) коррозии. Молибден оказывает очень сильное упрочнение твердого раствора аустенитных сталей, которые применяются при повышенных температурах.
Титан повышает прочность и плотность стали, способствует измельчению зерна, является хорошим раскислителем, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии.
Таблица химических параметров сплавов
| Марка стали AISI | C | Si | Mn | P | S | N | Cr | Mo | Ni | Ti | |||||||||
| 304 | 17,00-19,50 | 8,00-10,50 | |||||||||||||||||
| 316 L | 16,50-18,50 | 2,00-2,50 | 10,00-13,00 | ||||||||||||||||
| 321 | 17,00-19,00 | 9,00-12,00 | |||||||||||||||||
Физические характеристики сталей AISI
Свариваемость нержавеющих сплавов
AISI-430 сложная в сварке марка так как относится к ферритным сплавам и не содержит никеля, точнее швы получаются хрупкими.
Основная причина потери рабочих характеристик сталями ферритного класса – межкристаллитная коррозия (МКК), в результате которой разрушение происходит по границам зерен.
Для устранения этого негативного явления избегают резкого охлаждения металла от +800°C, проводят стабилизирующий отжиг.
Варить марку AISI-430 и ей подобные, надо с высоколегированной присадочной проволокой и будет прочно, главное долго не перегревать.
Марки AISI-304/316/321 являются аустенитными поэтому шов получается намного прочнее.
Химические и физические различия нержавеющих сплавов FAQ
Какие нержавеющие сплавы лучше сопротивляются коррозии?
Было обнаружено, что сплавы, имеющие высокую концентрацию азота (N), хрома (Cr) и молибдена (Mo), демонстрируют высокую устойчивость к точечной коррозии.
Числовой эквивалент стойкости к точечной коррозии (RREN). Чем выше значение показателя PREN, тем выше устойчивость к точечной коррозии.
AISI-904L - 36
AISI-316 - 26
AISI-304 - 19
AISI-430 - 16
Что такое красноломкость?
Что такое хладноломкость?
Какая нержавеющая сталь легче поддаётся сварке?
Аустенитные сплавы варятся легче и шов прочнее AISI-304/316/321. Ферритный сплав AISI-430 сложнее сваривается и требуется соблюдение технологии сварки - варить нужно с высоколегированной присадочной проволокой и долго не перегревать.
Что означают дополнительные буквы следующие за цифрами в маркировке AISI?
хххL - Низкое содержание углерода 0,03%;
хххS - Нормальное содержание углерода хххLN - Низкое содержание углерода хххF - Повышенное содержание серы и фосфора;
хххH - Расширенный интервал содержания углерода;
хххN - Добавлен азот;
хххSe - Добавлен селен;
хххB - Добавлен кремний;
хххTi - Добавлен титан;
хххCu - Добавлена медь.
Популярные марки нержавеющей стали отечественного и зарубежного производства.
AISI 304 – наиболее распространенная и популярная марка стали. Отличается высокой прочностью, упругостью, стойкостью к окислению, легко сваривается.
Сталь AISI 316 и 316Тi – улучшенный вариант AISI 304,
с повышенной антикоррозийной устойчивостью и к воздействию агрессивной среды.
AISI 430 - экономичный вариант коррозийнностойкого материала, идеален для штамповки, деформации и перфорации.
Нержавеющая сталь – это разновидность легированной стали, устойчивая к коррозии за счет содержания хрома – 12% и более. В присутствии кислорода образуется оксид хрома, который создает на поверхности стали инертную пленку, защищающую все изделие от неблагоприятных воздействий. Современный рынок может предложить различные марки нержавеющей стали для применения в самых разных отраслях промышленности.
Не каждая марка нержавеющей стали демонстрирует устойчивость хромоксидной пленки к механическим и химическим повреждениям. Хотя пленка восстанавливается под воздействием кислорода, были разработаны специальные марки нержавейки для применения в агрессивных средах.
Популярные марки стали
В России развита сталелитейная промышленность и существуют собственные обозначения для марок стали, однако самые популярные марки имеют зарубежные аналоги. Это стали так называемых 300-й и 400-й серий, которые отличаются высокими характеристиками коррозионной стойкости, устойчивости к агрессивным средам, пластичности и прочности. Они практически универсальны и применяются для производства самой разнообразной продукции – от медицинских инструментов до крупных строительных конструкций. 200-я серия постепенно догоняет их по популярности за счет выгодного соотношения цена-качество.
Виды стали 300-й серии
Хромникелевая нержавейка этой группы по своему химическому составу бывает аустенитная, аустенитно-ферритная и аустенитно-мартенситная, в зависимости от процентного содержания углерода, никеля, хрома и титана. Это самая универсальная нержавейка, свойства которой обеспечивают ей неизменно высокий спрос на рынке.
AISI 304 (08Х18Н10)
Востребованная во всех отраслях промышленности, эта нержавейка, однако, снискала славу «пищевой». Ее химический состав и свойства делают ее наиболее подходящей для применения в пищепроме. Она легко поддается сварке, показывает высокие характеристики коррозийной стойкости в агрессивных средах. Ее также часто выбирают для химической, фармацевтической, нефтяной и текстильной промышленности.
AISI 316 (10Х17Н13М2)
Нержавейка 316 получается, если добавить в 304-ю нержавейку молибден, что еще больше повышает коррозионную устойчивость и способность к сохранению свойств в агрессивных кислотных средах, а также при высоких температурах. Эта нержавеющая сталь дороже, чем 304, она используется в химической, нефтегазовой и судостроительной промышленности.
AISI 316T (10Х17Н13М2Т)
Эта марка стали нержавейки содержит небольшое количество титана, повышающего прочность материала, делающего его устойчивым к высоким температурам, а также к ионам хлора. Используется в сварных конструкциях, для изготовления лопастей газовых турбин, в пищевой и химической промышленности. Доступная цена и высокие технические характеристики делают эту нержавеющую сталь очень популярной.
AISI 321 (12-08Х18Н10Т)
Нержавеющая сталь, характеристики которой обусловлены повышенным содержанием титана. Легко поддается сварочной обработке, устойчива к температуре до 800 o С. Широко востребована для изготовления бесшовных труб, а также трубопроводных фитингов — фланцев, тройников, отводов и переходов.
Виды стали 400-й серии
Эта серия имеет более узкий диапазон, чем 300-я. К ней относится нержавейка с высоким содержанием хрома, – других легирующих элементов в ней почти не содержится, что положительно сказывается на ее стоимости. Низкое содержание углерода делает эти нержавейки пластичными и хорошо свариваемыми.
AISI 430 (12Х17)
Это нержавейка с высоким процентом хрома и низким – углерода. Такое соотношение способствует высокой прочности и одновременно пластичности. AISI 430 хорошо гнется, сваривается, штампуется. Сохраняет свои свойства в коррозионно опасных и серосодержащих средах, устойчива к резким перепадам температуры. Используется в нефтегазовой промышленности, а также в качестве декоративного материала для отделки зданий и помещений.
Виды стали 200-й серии
Пока можно говорить только об одной марке стали в этой серии, но она успешно догоняет своих конкуренток в сериях 300 и 400.
AISI 201 (12Х15Г9НД)
Сталь нержавеющая марки AISI 201 значительно дешевле аналогичной по свойствам нержавейки других серий. В ней дорогой никель частично заменен марганцем и азотом. Выгодно сбалансированный химический состав делает характеристики нержавейки AISI 201 не уступающими AISI 304 и AISI 321. Она нашла свое применение в медицинской и пищевой промышленности. Используется также при изготовлении круглых и профильных труб, которые требуются для создания перил, поручней и ограждений.
Продажа нержавеющего металлопроката по всей России и СНГ
Компания «МетПромСтар» занимается продажей нержавеющей стали всех марок, снабженной сертификатами качества и отвечающей международным стандартам. Гибкое ценообразование и широкий выбор стального проката привлекают в качестве клиентов как крупные предприятия, так и небольшие частные компании. Консультанты «МетПромСтар» готовы ответить на все вопросы по любой марке нержавейки. Доставка осуществляется по всей России и в страны СНГ. Возможно индивидуальное изготовление изделий из нержавейки по эскизам заказчика.
Читайте также: