Сталь AISI 304
Марка
AISI 304
Классификация
Сталь коррозионно-стойкая жаропрочная
Сталь AISI 304 на данный момент является наиболее востребованной маркой среди других видов нержавеек. Сталь активно применяют во многих производственных целях. Из этого нержавеющего сплава делают широкий ассортимент металлопроката. Он незаменим в пищевой и химической промышленности, благодаря уникальным свойствам.
Основные эксплуатационные характеристики и преимущества стали AISI 304
Отличные технические и эксплуатационные качества делают нержавейку AISI 304 подходящей для многих целей. Она обладает:
-
Высокой стойкостью к разрушению от коррозии при эксплуатации в агрессивных средах;
-
Способностью к работе при воздействии соленой, пресной, водопроводной воды;
-
Повышенной сопротивляемостью окислительным процессам, щелочным растворам;
-
Хорошей пластичностью, переносимостью значительных колебаний температуры, что позволяет эксплуатировать сталь AISI 304 в температурном режиме от -200 ℃ до +650 ℃;
-
Стойкостью к высококонцентрированным кислотам – уксусная, муравьиная, азотная и другие;
-
Малой степенью магнитности;
-
Экологической безопасностью – сплав не впитывает любые вещества, в том числе токсичные.
304-я сталь AISI также отличается долгим сроком службы.
Дифференциация стали марки AISI 304
Базовый нержавеющий сплав AISI 304 является основой для создания стали с меньшим количеством углерода – марка 304L. Это аналог российского нержавеющего сплава 03Х18Н11. Большее содержание данного элемента в стали маркируется AISI 304H. Данные типы нержавеющих сталей AISI также различаются количеством никеля в химическом составе.
-
AISI 304L более устойчива к коррозионным воздействиям, в том числе межкристаллической коррозии, возникающей в значительной части агрессивных сред, высоких температур (до +500 ℃). В сварочном шве, участках, которые медленнее охлаждались, улучшается сопротивление окислению. Сварной шов не подвержен коррозии и сохраняют целостность длительное время. Структурно данная марка стали AISI более слабая, чем изначальный сплав. Но процесс сварки здесь происходит легче, так как осаждения карбида минимальные.
-
AISI 304H за счет повышенного содержания углерода имеет более высокую степень прочности, выдерживает эксплуатацию в высокотемпературных средах – от +550 ℃ до +800 ℃. Периодически эту марку стали можно использовать при t +870 ℃.
Химический состав сплава
Аустенитную структуру нержавеющему сплаву данной марки стали придает легирование хромом, никелем, медью и марганцем. Эти элементы в значительной мере оказывают влияние на коррозионную стойкость 304-й стали AISI, ее прочность.
Химический состав нержавеющей стали AISI 304:
|
Элемент |
Обозначение |
Массовая доля (%) |
|
Кремний |
Si |
Меньше 0,08 |
|
Углерод |
С |
До 0,08 |
|
Фосфор |
Р |
Менее 0,045 |
|
Марганец |
Mn |
Не больше 2,0 |
|
Хром |
Cr |
17,5-20,0 |
|
Сера |
S |
Максимум 0,03 |
|
Никель |
Ni |
8,0-11,0 |
|
Медь |
Cu |
До 1,0 % |
|
Железо |
Fe |
Остальное |
Наличие хрома в сплаве AISI 304 обеспечивает ему образование оксидной пленки на поверхности. В дальнейшем она способствует устойчивости металла к агрессивным средам. Когда доля хрома увеличивается, образуются карбидные соединения (хромжелезистые), которые повышают износостойкость металла, его способность к упрочнению термическим методом, сопротивление неблагоприятным факторам. Никель в комбинации с хромом увеличивает ударную вязкость сплава, стойкость к усталостному напряжению, кислотным растворам.
Механические свойства материала AISI 304
Сплав данной марки стали характеризуется следующими основными механическими параметрами при комнатной температуре (+20 ℃):
|
Характеристика |
Параметр |
Дополнение |
|
Предел прочности |
515 МПа/мин |
Временное сопротивление на разрыв |
|
Предел текучести |
205 Н/мм2 |
Остаточная деформация 0,2% |
|
Твердость |
Отжиг – 130-150 (HB), деформация в холодном состоянии 180-330 HB |
Шкала Бринелля |
|
|
Отжиг (HRB) -70-88, деформация в холодном состоянии (HRC) – 10-35 |
Шкала Роквелла |
|
Относительное удлинение |
40% |
|
|
Усталостная прочность |
240 N/mm2 |
|
|
Плотность сплава |
7,95 г/см3 |
|
|
Сопротивление растяжению с деформацией |
Отжиг – 500-700, холодное состояние – 700-1 180 |
|
|
Предел упругости (текучести) |
Отжиг – 195-340 N/mm2, деформация в холодном состоянии – 340-900 N/mm2 |
|
|
Отжиг минимальный (Rp) (N/mm2) |
235 |
|
|
Отжиг сжатие (Z), % |
75-60 |
|
|
Ударная вязкость (Дж/см2) |
160-180 |
|
Характеристики металла при повышенных температурах
304-я сталь AISI меняет свои характеристики при повышении температуры. Ее упругость будет составлять:
|
Показатель |
Температура |
Величина |
|
Rp(0,2) (N/mm2) |
+300℃ |
125 |
|
|
+400 ℃ |
97 |
|
|
+500 ℃ |
93 |
|
Rp(1) (N/mm2) |
+300℃ |
147 |
|
|
+400 ℃ |
127 |
|
|
+500 ℃ |
107 |
А предел прочности стали AISI 304 варьируется так:
|
Показатель |
Температура |
Величина |
|
Предел прочности (МПа) |
+600 ℃ |
380 |
|
|
+700 ℃ |
270 |
|
|
+800 ℃ |
170 |
|
|
+ 900 ℃ |
90 |
|
|
+ 1 000 ℃ |
50 |
При термической обработке стали температура образования окалины составляет +925 ℃ при непрерывном обслуживании, +840 ℃ - при прерывистом обслуживании.
Сопротивление стали коррозии в кислотных средах
Устойчивость этой марки нержавеющей стали AISI в коррозионных средах довольно высокая. Ее сопротивление изменяется в зависимости от температуры и концентрированности кислоты:
|
Концентрация в % к общей массе |
Степень сопротивления при температуре 20/80 ℃ |
|||
|
Серная кислота |
Фосфорная кислота |
Азотная кислота |
Муравьиная кислота |
|
|
10 |
2/2 |
0/0 |
0/0 |
0/0 |
|
20 |
2/2 |
0/0 |
0/0 |
0/1 |
|
40 |
2/2 |
0/0 |
0/0 |
0/1 |
|
60 |
2/2 |
0/0 |
0/0 |
0/2 |
|
80 |
1/2 |
0/1 |
2/1 |
0/1 |
|
100 |
0/2 |
2/2 |
0/2 |
0/0 |
-
«0» – степень защиты высокая;
-
«1» – защищенность среднего уровня;
-
«2» – защита отсутствует.
Физические свойства стали AISI 304
Физические характеристики нержавеющей стали AISI 304 определяются следующими параметрами:
|
Наименование характеристики |
Параметр |
|
Удельное электросопротивление |
0,8 Ом*м2/м |
|
Удельная теплоемкость |
500 Дж/кг*℃ |
|
Температура плавления |
+1 450 ℃ |
|
Плотность |
7,78-7,93 г/см3 |
|
Прочность на сжатие |
210 МПа |
|
Прочность на разрыв |
От 520 МПа до 720 МПа |
|
Тепловое расширение |
15 ВТ/м*К |
|
Цвет |
стальной |
Технологии обработки стали AISI 304
Отжиг
Отжиг 304-го сплава AISI производят в диапазоне температур от +1 010 ℃ до +1 120 ℃. Далее металл охлаждают в воде или на воздухе. Быстрое охлаждение способствует повышению коррозионной стойкости нержавейки. При этом оптимальная температура отжига будет +1 070 ℃.
Травление, пассивирование
Отпуск стали AISI 304 осуществляется при температуре менее +400 ℃. Для травления и пассивирования используется 20-25 % раствор HNO3. Температурный режим обработки – +20 ℃. Очистка поверхности производится с применением азотного и плавикового раствора или фтористоводородного состава. Также можно использовать серно-азотный раствор в соотношении 10 % и 2 %.
Сваривание
Изделия из нержавейки AISI 304 легко поддаются сварке различными методами. Последующую тепловую обработку чаще не производят. Необходимость в ней будет, если есть вероятность межкристаллической коррозии.
Тепловое обрабатывание швов осуществляется в диапазоне температур от +1 050 ℃ до +1 150 ℃. Место сварки требуется обязательно зачистить от окалины, провести пассивацию специальной пастой.
Горячая обработка
Обрабатывать заготовку из 304-й нержавейки горячим способом начинают при температуре от +1 150 ℃ до +1 260 ℃. Конечная температура должна составлять 900-950 ℃.
Обрабатывание холодным образом
Формование, гибка, растяжение, изгиб, вытяжка и другие способы холодной обработки отлично подходят для работы с данной маркой стали. Здесь применяется такое же оборудование и инструмент, что и для обрабатывания углеродистых сталей марки AISI. Но приложение усилия необходимо выше на 50-100 %.
Формы поставки материала
Из стали AISI 304 изготавливают следующий прокат (ASTM):
-
A167 – листовой прокат;
-
A182 – кованые, катаные фланцы для труб, кованые клапаны, фитинги и детали, которые предназначены для работы в высокотемпературных режимах;
-
ASTM A213 – бесшовные трубы для пароперегревателей, котлов, теплообменников;
-
A240 – плоский прокат (пластины, листы, полосы), предназначенный для изготовления емкостей, эксплуатирующихся под давлением;
-
A271 – бесшовные перегонные трубы;
-
A312 – бесшовные, сварные трубы, прошедшие интенсивную холодную обработку;
-
A851 – сварные конденсаторные трубы.
Сфера применения AISI 304
Широкая область использования данной марки нержавейки обеспечивается ее хорошей переносимостью высоких температур, окислительных сред, а также отличными прочностными характеристиками. Ее применяют в следующих отраслях:
-
Пищевая, пивоваренная, молочная;
-
Фармакологическая;
-
Медицинская;
-
Текстильная;
-
Целлюлозно-бумажная;
-
Химическая;
-
Нефтегазовая;
-
Судостроительная;
-
Горнодобывающая и другие.
Из сплава делают разнообразные емкости под пищевые продукты, химические составы, в том числе эксплуатирующиеся под давлением. Из него изготавливают хирургические инструменты, иглы, детали медицинского оборудования. Востребована 304-я нержавейка и при производстве фильтрационных сеток для нефтяных скважин, горнодобывающих предприятий.
Из стали AISI 304 выпускают большой перечень металлопроката – трубы, листы, прутки, проволоку и многое другое. Из данной марки создают продукцию, которая весьма востребована в строительстве, архитектуре и дизайне. Находит применение нержавейка 304 в производстве столовых приборов и кухонной посуды, криогенных сосудов, сантехнической арматуры, катушек охлаждения, компонентов холодильного оборудования, различных металлических конструкций.
Аналоги стали AISI 304
Ближайшими аналогами стали AISI 304 (стандарт США) являются следующие марки:
|
Стандарт |
Марка |
Страна производства |
|
ГОСТ |
08Х18Н10 |
Россия |
|
EN |
1.4301 |
Европейский Союз |
|
DIN |
X5CrNI18-10 |
Германия |
|
JIS |
SUS 304 |
Япония |
|
PN |
86020 |
Польша |
|
- |
2332/33 |
Швеция |
|
- |
304S31 |
Великобритания |
Нержавеющая сталь марки AISI 304 (и ее аналоги) получила широкое распространение именно благодаря множеству уникальных технических и эксплуатационных характеристик. Использование ее в промышленности довольно распространено.
Список товаров:
Квадрат нержавеющий 10х4100 мм. AISI 304 (08Х18Н10) калиброванный , матовый
Квадрат нержавеющий 14х4100 мм. AISI 304 (08Х18Н10) калиброванный , матовый
Квадрат нержавеющий 25х4100 мм. AISI 304 (08Х18Н10) калиброванный , матовый
Квадрат нержавеющий 5 мм. AISI 304 (08Х18Н10) калиброванный , матовый
Квадрат нержавеющий 8х4100 мм. AISI 304 (08Х18Н10) калиброванный , матовый
Список товаров:
Круг нержавеющий AISI 304 100х4000 мм. (08Х18Н10) калиброванный
Круг нержавеющий AISI 304 12х4100 мм. (08Х18Н10) калиброванный
Круг нержавеющий AISI 304 15х4200 мм. (08Х18Н10) калиброванный
Круг нержавеющий AISI 304 25х4100 мм. (08Х18Н10) калиброванный
Круг нержавеющий AISI 304 4х4100 мм. (08Х18Н10) калиброванный
Список товаров:
Лист нержавеющий 0,5х1000х2000 мм. AISI 304 (08Х18Н10) холоднокатаный, матовый
Лист нержавеющий 1,5х1250х2500 мм. AISI 304 (08Х18Н10) холоднокатаный, матовый
Лист нержавеющий 1,25х1250х2500 мм. AISI 304 (08Х18Н10) холоднокатаный, шлифованный
Лист нержавеющий 1,5х1000х2000 мм. AISI 304 (08Х18Н10) холоднокатаный, зеркальный
Лист нержавеющий 16х1500х6000 мм. AISI 304 (08Х18Н10) горячекатаный, матовый
Список товаров:
Труба нержавеющая 10,0х10,0х1х6000 мм. AISI 304 (08Х18Н10) электросварная, квадратная, матовая
Труба нержавеющая 100,0х40,0х2х6000 мм. AISI 304 (08Х18Н10) электросварная, профильная, матовая
Труба нержавеющая 101х1,5х6000 мм. AISI 304 (08Х18Н10) электросварная, круглая, матовая
Труба нержавеющая 104х2х6000 мм. AISI 304 (08Х18Н10) электросварная, круглая, матовая
Труба нержавеющая 10х1,5х6000 мм. AISI 304 (08Х18Н10) электросварная, круглая, матовая