Регион Нижний Новгород
ул. Баррикад 1, корп.5
Сталь AISI 310
Марка
AISI 310
Классификация
Нержавеющая аустенитная жаропрочная сталь
Сплав AISI 310 – это аустенитная тугоплавкая нержавеющая сталь, характеризующаяся повышенной жаропрочностью и жаростойкостью. Способность не менять эксплуатационные параметры при длительном нагреве дают возможность применять металл в условиях высокой температуры и агрессивных сред.
Характеристики марки стали AISI 310
Нержавейка 310-й марки в большом количестве содержит никель и хром. Здесь также повышенное содержание углерода. Материал отличается хорошими механические свойствами, термоустойчив, стоек к окислению при высоких температурах.
Сталь имеет несколько подвидов:
-
310 S – низкоуглеродистая версия сплава;
-
310 Н – отличается повышенной прочностью на разрыв и при ползучести;
-
310Cb – добавление ниобия способствует максимальной стабильности карбидов, предотвращает сенсибилизацию, улучшает способность к сварке, сопротивление ползучести в условиях высокой температуры.
Сплав данной марки пластичен и несложен в формовке (холодной, горячей), вытяжке. Времени для однородного прогрева металла при ковке требуется в двенадцать раз больше, чем при обработке углеродистых сталей. Сталь можно использовать при температуре до +1 100 ℃ в окисляющей и не более +1 000 ℃ в восстанавливающей среде.
Химический состав сплава
Химические элементы, которые содержатся в стали AISI 310 в следующем количестве:
|
Элемент |
Обозначение |
Массовая доля (%) |
|
Кремний |
Si |
Не больше 1,5 |
|
Углерод |
С |
Менее 0,25 |
|
Фосфор |
Р |
До 0,045 |
|
Марганец |
Mn |
Не более 2,0 |
|
Хром |
Cr |
24,0-26,0 |
|
Сера |
S |
Меньше 0,03 |
|
Никель |
Ni |
19,0-22,0 |
|
Железо |
Fe |
52,0-57,0 |
Основой химического состава сплава являются три элемента: хром, никель, железо. Они оказывают главное влияние на свойства металла. Остальные компоненты содержатся здесь в незначительном количестве.
Никель и хром придают стали высокую стойкость к окислению, повышенную жаропрочность, возможность применения в агрессивных средах, высокую прочность.
Механические свойства стали AISI 310
Основные механические характеристики сплава при комнатной температуре:
|
Временное сопротивление разрыву (в МПа), мин. |
Предел текучести (в МПа), σ0,2 |
Твердость, НВ |
Усталостная прочность (в N/mm2) |
Относительное удлинение при разрыве (в %), δ5, миним. |
|
515 |
205 |
172 |
260 |
40 |
Характеристики металла при повышенных температурах:
|
Температура испытаний (в °С) |
Предел прочности (в МПа) |
|
550 |
550 |
|
650 |
430 |
|
750 |
280 |
|
850 |
180 |
|
950 |
90 |
|
1 050 |
50 |
|
Температура испытаний (в °С) |
Предел текучести (в МПа), 1% за 10 000 ч |
Предел текучести (в МПа), 1 % за 100 000 ч |
|
550 |
110 |
90 |
|
600 |
90 |
75 |
|
650 |
70 |
50 |
|
700 |
40 |
30 |
|
750 |
30 |
20 |
|
800 |
15 |
10 |
Разрушающее напряжение при ползучести
Разрушающее напряжение металла изменяется в зависимости от температуры следующим образом:
|
Температура испытаний (в °С) |
Напряжение (N/mm2), деформация 1 % за 1 000 |
Напряжение (N/mm2), деформация 1 % за 10 000 |
Напряжение (N/mm2), деформация 1 % за 100 000 |
|
600 |
190 |
170 |
110 |
|
700 |
110 |
70 |
50 |
|
800 |
50 |
35 |
25 |
|
900 |
35 |
20 |
10 |
|
1 000 |
15 |
10 |
2 |
Физические свойства
Физические параметры 310-сплава:
|
Показатель |
Температура (℃) |
Параметр |
|
Плотность (в г/см3) |
4 |
7,83 |
|
Температура плавления (в ℃) |
- |
1 420 |
|
Удельная теплоемкость (J/kg.K) |
20 |
500 |
|
Тепловое расширение (W/m.k) |
20-500 |
15-19 |
|
Средний коэффициент теплового расширения (10-6.К) |
20-200 |
15,5 |
|
|
20-400 |
17,0 |
|
|
20-600 |
17,5 |
|
|
20-800 |
18,5 |
|
|
20-1 000 |
19,0 |
|
Электрическое удельное сопротивление (Ωmm2/m) |
20 |
0,85 |
|
Магнитная проницаемость (в 0,8 кА/m) |
20 |
1,05 |
|
Модуль упругости, (в МПа), E 10- 3 |
20 |
195 |
Устойчивость стали к коррозии
Максимальные температуры использования 310-го сплава в разных средах:
|
Рабочая среда |
Температура (℃) |
|
Окислительная |
+1 100 |
|
Окислительная с добавлением серы |
+1 000 |
|
Восстановительная (сульфидирование) |
+750 |
|
Восстановительная (науглероживание) |
+1 000 |
Сталь AISI 310 обладает хорошей устойчивостью к высокотемпературным окислениям. Этому во многом способствует наличие в ее составе никеля и хрома. Сплав модификации 310S используется при риске образования коррозии от высокотемпературных конденсатов, газов и паров.
Технологические свойства и обработка
У стали AISI 310 отличные технологические параметры:
-
Начальная температура горячей обработки составляет +1 150 ℃ – +1 200 °C. По окончанию температуру снижают до +950 ℃.
-
Отжиг стали выполняется в температурном интервале от +1 050 ℃ до +1 150℃. Охлаждают металл быстро, в воде, что ведет к растворению углерода.
-
Сплав пластичен, хорошо поддается формовке (холодной, горячей), вытяжке, которая не приводит к потере ключевых свойств.
Металл хуже поддается сварке, чем AISI 304. Рекомендуется при работе со сталью ограничивать нагрев до +150 ℃, а также снижать мощность. После сваривания термообработка не требуется. Швы необходимо очистить химически или механически от окалины. Химическая очистка поверхности выполняется при комнатной температуре или +60 ℃ раствором фтористоводородной (плавиковой) и азотной кислоты (10 % HNO3 и 2% HF). Также применяют кислотные серно-азотные растворы (10 % H2SO4 и 0,5 % HNO3). Затем места сварки пассивируются при температуре +20 ℃ 20-25 % раствором HNO3.
В интервале температур от +600 ℃ до +800 ℃ 310-й сплав подвержен охрупчиванию из-за возникновения s-фазы. Наиболее интенсивно окалина образуется при температуре +1 050 ℃.
Формы поставки
310-я нержавейка выпускается в разнообразных формах поставки. Это:
-
Листовой прокат;
-
Полосы, пластины, плиты;
-
Профили;
-
Блюмы, бруски;
-
Проволока;
-
Трубы;
-
Жаростойкие круги.
Благодаря этому из данного металла изготавливается широкий ассортимент изделий.
Стандарты ASTM
На металлопрокат марки AISI 310 действуют следующие стандартные спецификации ASTM:
-
A167 –листовой металлопрокат;
-
A240 – стали для листов, пластин, полос общего назначения, а также применяемых для выпуска сосудов, эксплуатирующихся под давлением;
-
A276 – бруски, блюмы готовые, необработанные, кроме вторично кованых брусков;
-
A480 – стальные листы, плиты, полосы;
-
A473 – штамповки;
-
A580 – проволока из нержавейки.
Область применения
Значительный ассортимент металлопроката, который выпускается из стали AISI 310, делает область ее использования весьма широкой:
-
Нефтеперерабатывающая, газовая промышленность;
-
Машиностроение;
-
Химическая отрасль;
-
Фармацевтические, пищевые, текстильные производства.
Из данного металла изготавливают отводные трубы моторов, газотурбинных установок. Он подходит для выпуска деталей установок пиролиза, паровых котлов, камер сгорания, другого оборудования, которое эксплуатируется при высокой температуре. Нержавейку активно используют в промышленных печах, защитных трубках термопар. Из нее делают футеровку печей, гильзы для термопар, облицовку горелок реактивных двигателей.
Материал востребован в производстве нагревательных элементов, деталей воздушных подогревателей. Из него изготавливают двери, конвейерные ленты, кронштейны, штифты. Сплав применяют для производства медицинского оборудования, небольших приборов сложной конфигурации.
Аналоги стали AISI 310
Ближайшими аналогами сплава по химическому составу и техническим характеристикам являются следующие марки стали:
|
Стандарт |
Марка |
Страна производства |
|
ГОСТ |
20X25H20C2 |
Россия |
|
EN |
1.4841 |
Европейский Союз |
|
DIN |
X15CrNiSi25-21 |
Германия |
|
JIS |
SUS310 |
Япония |
|
- |
S31020 |
Китай |
Список товаров:
Круг нержавеющий (пруток) 100х6000 мм. AISI 310S (20Х23Н18) горячекатаный
Круг нержавеющий (пруток) 12х3000 мм. AISI 310S (20Х23Н18) калиброванный, h9
Круг нержавеющий (пруток) 40х6000 мм. AISI 310S (20Х23Н18) горячекатаный
Круг нержавеющий (пруток) 110х6000 мм. AISI 310S (20Х23Н18) горячекатаный
Круг нержавеющий (пруток) 26х3000 мм. AISI 310S (20Х23Н18) калиброванный, h9
Список товаров:
Лист нержавеющий 25х1500х3000 мм. AISI310S (10Х23Н18) горячекатаный, матовый
Лист нержавеющий 2х1000х2000 мм. AISI310S (10Х23Н18) холоднокатаный, матовый
Лист нержавеющий 40х1000х6000 мм. AISI310S (10Х23Н18) горячекатаный, матовый
Лист нержавеющий 3х1500х6000 мм. AISI310S (10Х23Н18) горячекатаный, матовый
Лист нержавеющий 10х1500х3000 мм. AISI310S (10Х23Н18) горячекатаный, матовый
Список товаров:
Труба нержавеющая 21х1,6 (1,5)х6000 мм. AISI 310S электросварная, круглая, матовая
Труба нержавеющая 273х2х6000 мм. AISI 310S электросварная, круглая, матовая
Труба нержавеющая 406х4х6000 мм. AISI 310S электросварная, круглая, матовая
Труба нержавеющая 84х2х6000 мм. AISI 310S электросварная, круглая, матовая
Труба нержавеющая 8х1х6000 мм. AISI 310S электросварная, круглая, матовая