Нержавейка aisi 304 2в r техническая характеристика. Нержавеющая сталь. Какую информацию можно узнать по условному обозначению марок 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.

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.

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.

Таблица марок нержавеющих сталей и их соответствие химическому составу

Стандарты нержавеющих сталей				Содержание легирующих элементов, %
*	DIN	AISI	ГОСТ	C	Mn	Si	Cr	Ni	Mo	Ti
С1	1.4021
F1	1.4016
A2	1.4301
	1.4948
	1.4306
A3	1.4541
A4	1.4401
	1.4435
	1.4404
A5	1.4571
	1.4845

Стандарты нержавеющей стали

На разные виды нержавеющей стали в нашей стране имеются государственные стандарты. Именно они определяют качество продукции из этого материала. Нержавеющая сталь ГОСТы имеет различные. Определенные стандарты качества разработаны для тонкого листового проката, для проволоки, для толстого листового проката и для труб из нержавеющей стали.

Нержавеющая сталь характеристики имеет разные. Она благодаря своим химическим и физическим параметрам с легкостью противостоит образованию каррозийного налета. Этот материал был разработан для использования в местах, где есть разные условия среды. Благодаря своей жаропрочности и прочности сталь не вступает в реакцию с веществами, которые есть в окружающей среде.

В современной промышленности не обойтись без использования нержавеющей стали. Она является не только к разряду высокопрочных материалов, но и обладает привлекательным внешним видом. Именно из-за ее красоты сталь начали использовать для декора зданий и отдельных их элементов. В частности из нержавеющей стали изготовляются ограждения и перила для лестничных пролетов.

В пищевой промышленности стальной прокат пользуется огромной популярностью. Оборудование для приготовления пищи и посуда производятся из стальных материалов. Они способны выдерживать высокие температуры нагревания и не подвергаются образованию ржавчины.

Применение нержавеющей стали в химической отрасли началось в середине прошлого столетия. Здесь используются наиболее прочные виды стального материала, чтобы под воздействием всевозможных реагентов оборудование или приборы не вышли из строя.

Статьи по теме

Настоящего золота или серебра в современных металлических печатных красках, конечно же, нет. Но они очень удачно имитируют благородные металлы, так как на треть состоят из металлических пигментов серебристого или золотистого цвета.

Сегодня с образованием ржавчины на металлических поверхностях сталкиваются многие люди. Она образуется под воздействием окружающей среды. Процесс образования ржавого налета может иметь разную продолжительность.

В современном мире нержавеющая сталь является незаменимым материалом при производстве разных разновидностей изделий. Она применяется в пищевой, медицинской, металлургической и военной промышленности.

Марка 304 AISI является наиболее универсальной и наиболее широко используемой из всех марок нержавеющих сталей. Её химический состав, механические свойства, свариваемость и сопротивление коррозии/окислению обеспечивает лучший выбор в большинстве Приложений за относительно низкую цену. Эта сталь также имеет превосходные низко-температурные свойства. Если межкристаллическая коррозия происходит в зоне высоких температур, так же рекомендуется ее применение.

Российский аналог 304 AISI по ГОСТ – 08Х18Н10, 304 L AISI – 03Х18Н11.

Область применения

304 AISI используется во всех индустриальных, коммерческих и внутренних областях из-за ее хорошей антикоррозийной и температурной устойчивости. Вот некоторые ее применения:

• Резервуары и контейнеры для большого разнообразия жидкостей и сухих веществ;
• Промышленное оборудование в горнодобывающей, химической, криогенной, пищевой, молочной и фармацевтических отраслях промышленности.

Дифференциация марки 304 AISI

При производстве стали могут быть заданы следующие особые свойства, что предопределяет ее применение или дальнейшую обработку:

• Улучшенная свариваемость;
• Глубокая вытяжка, Ротационная вытяжка;
• Формовка растяжением;
• Повышенная прочность, Нагартовка;
• Жаростойкость C, Ti (углерод, титан);
• Механическая обработка.

Химический Состав (ASTM A240)

Типичные свойства в отожженном состоянии

Свойства, указанные в этой публикации типичны для производства одного из заводов и не должны быть расценены как гарантируемые минимальные значения для целой спецификации.

Механические свойства при комнатной температуре

Rp m Предел прочности (при растяжении), N/mm2
Rp0,2 Предел Упругости, (0.2 %), (текучесть), N/mm2
A5 относительное удлинение, %
Твердость по Бринеллю - НВ
Усталостная прочность, N/mm2

При необходимости, прочность аустенитной стали можно повысить следующим образом:

• добавлением в сталь азота (напр., 304LN AISI);
• формоупрочнением стали на заводе (неоднократной дрессировочной прокаткой; нагартовкой; растяжением; давлением).

Азотированная нержавеющая сталь используется, в частности, в таких обьектах как крупные резервуары, колонны и транспортные контейнеры, в которых более высокая расчетная прочность (Rp0,2) стали позволяет уменьшить толщину стенки и добиться экономии в расходах на материалы.

Другими областями применения аустенитной стали, подвергнутой формоупрочнению, служат, например, различные формовочные плиты для производства транспортных средств, сварные трубы, обручи для кегов, цепи, планки и опорные элементы.

Свойства при высоких температурах

Все эти значения относятся к 304 AISI только. Для 304L AISI значения не приводятся, потому что её прочность заметно уменьшается выше 425°C.

Предел прочности при повышенных температурах

Минимальные величины предела упругости при высокой температуре (деформация в 1% за 10 000 часов)

Непрерывное воздействие 925°C
прерывистые воздействия 850°C

Свойства в низких температурах (304 AISI, 304L AISI)

Сопротивление коррозии

Кислотные среды

Примеры приводятся для некоторых кислот и их растворов (наиболее общие значения):

Температура, °C

Концентрация, % к массе

Серная кислота

Азотная кислота

Фосфорная кислота

Муравьиная кислота

Код:
0 = высокая степень защиты - Скорость коррозии менее чем 100 mm/год;
1 = частичная защита - Скорость коррозии от 100m до 1000 mm/год;
2 = non resistant - Скорость коррозии более чем 1000 mm/год.

Атмосферные воздействия

Сравнение 304-й марки с другими металлами в различных окружающих средах (Скорость коррозии расчитана при 10-летнем подвергании).

Тепловая Обработка

Отжиг

Высокая температура от 1010°C до 1120°C и быстрый отпуск (охлаждение) в воздухе или воде. Лучшее сопротивление коррозии получено, когда отжиг при 1070°C, и быстром охлаждении.

Отпуск (снятие напряжения)

Для 304L AISI - 450-600°C в течение одного часа с небольшим риском сенситизации. Должна использоваться более низкая температура отпуска - 400°C максимум.

Горячая обработка (интервал ковки)

Начальная температура: 1150 - 1260°C.
Конечная температура: 900 - 925°C.

Любая горячая обработка должна сопровождаться отжигом.

Обратите внимание: Время для достижения однородности прогрева дольше для нержавеющих сталей чем для углеродистых сталей - приблизительно в 12 раз.

Холодная Обработка

304 AISI , 304L AISI, являясь чрезвычайно прочной, упругой и пластичной, с легкостью находит множество применений. Типичные действия включают изгиб, формовку растяжением, глубокую и ротационную вытяжку.

В процессе формовки можно использовать те же машины и чаще всего даже те же инструменты как 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.

О гибке

Приближенные пределы изгиба получают, когда s=толщина листа и r=радиус изгиба:

• s < 3мм, мин. r = 0;
• 3мм < s < 6мм, мин. r = 0,5·s, угол гибки 180°;
• 6мм < s < 12мм, мин. r = 0.5·s, угол гибки 90°.

Обратное распрямление больше, чем у углеродистой стали, ввиду чего «перегибать следует соответственно больше». При загибе обычного прямого угла на 90° получаем следующие показатели по выправлению:

r = s обратное распрямление ок. 2°;
r = 6·s обратное распрямление ок. 4°;
r = 20·s обратное распрямление ок. 15°.

Для аустенитной нержавеющей стали минимальный рекомендуемый радиус гибки составляет r = 2·s.

Следует заметить, что для ферритной нержавеющей стали рекомендуют следующие минимумы:
s < 6 мм, - мин r = s, 180°;
6 < s < 12мм, - мин r = s, 90°.

Глубокая вытяжка и ротационная вытяжка

При чистой глубокой вытяжке на прессе заготовку не подвергают «торможению», а материалу дают свободно течь в инструментах. На практике такое имеет место очень редко. Например, при вытяжке хозяйственной посуды всегда присутствует также элемент формовки с растяжением.

Материал, подвергаемый глубокой вытяжке, должен быть максимально стабильным, т.е. он должен обладать низкой степенью упрочнения при формовке, а показатель Md 30(N) должен явно быть «на минусе». В отношении нержавеющих столовых приборов применяются обычно те же самые т.н. суб-анализы нержавеющего проката, как и при изготовлений кастрюль методом глубокой вытяжки.

Ротационная вытяжка на токарно-давильном станке, как говорит уже само название, представляет собой процесс формовки с точением. Типичными объектами применения являются ведра и аналогичные конусные изделия симметричного вращения, которые обычно не подвергают полировке.

О формовке с растяжением

В процессе формовки с растяжением заготовку подвергают «торможению» во время вытяжки. Стенки становятся более тонкими и во избежание разрывов для стали желательно предусмотреть свойства повышенного упрочнения при формовке. При выполнении более сложных операций (например, из заготовки посудомоечного стола вытягивают одновременно по две чаши), показатель Md 30(N) стали должен явно быть «на плюсе».

Сварка

Свариваемость – очень хорошая, легко свариваемая.

Сварочный процесс	Толщина без сварного шва	С учетом сварного шва			Защитная среда
			Покрытие
				Проволока
Resistance -spot (точечная) -seam (шов)
			ER 308 l(Si) W.Nr 1.4370 ER 347 (Si)	ER 308 l(Si) W.Nr 1.4370 ER 347 (Si)	Аргон Аргон + 5% Водород Аргон + Гелий
				ER 308 l(Si) W.Nr 1.4370 ER 347 (Si)	Аргон Аргон + 5% Водород Аргон + Гелий
				ER 308 l(Si) W.Nr 1.4370 ER 347 (Si)	Аргон + 2% CO2 Аргон + 2 % O2 Аргон + 3% CO2 + 1% H2 Аргон + Гелий
				ER 308 L ER 347
			E 308 E 308L E 347
					Гелий. Иногда Аргон, Азот.

Обычно тепловая обработка после сварки не требуется. Однако, где существует риск межкристаллитной коррози, производят дополнительное отожжение при 1050-1150°С. Для марок 304L AISI (низкий углерод) или 321 AISI (стабилизация Ti) это условие – предподчительно (нагрев шва до 1150°С с последующим быстрым охлаждением). Сварочный шов механическим и химическим способом должен быть очищен от окалины и затем пассивирован травильной пастой.

Применяемые стандарты и одобрения

AMS 5513
ASTM A 240
ASTM A 666

Классификация

сталь коррозионно-стойкая жаропрочная

Применение

• Предметы домашнего обихода
• Раковины
• Каркасы для металлоконструкций в строительной промышленности
• Кухонная утварь и оборудование для общепита
• Молочное оборудование, пивоварение
• Сварные конструкции
• Резервуары судовые и наземные танкеры для продовольствия, напитков и некоторых химических веществ

Обычно производители стали разделяют марку на три основных класса (сорта) по способности к волочению:

• AISI 304 - Основной сорт
• AISI 304 DDQ (Normal and deep drawing) - Сорт глубокой вытяжки
• AISI 304 DDS (Extra deep drawing) - Сорт особо глубокой вытяжки

Основные характеристики

• хорошее общее сопротивление коррозии
• хорошая пластичность
• превосходная свариваемость

Химический состав (% к массе)

Механические свойства при высоких температурах

Все эти значения относятся к только AISI 304 .

Физические свойства

Физические свойства	Условные обозначения	Единица измерения	Температура	Значение
Плотность	d	-	4°C	7.93
Температура плавления		°C		1450
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	0-100°C 0-200°C	17.5 18
Электрическое удельное сопротивление	ρ	Ωmm 2 /m	20°C	0.80
Магнитная проницаемость	μ	в 0.80 kA/m DC или в/ч AC	20°C μ μ разряж.возд.	1.02
Модуль упругости	E	MPa x 10 3	20°C	200

Сопротивление коррозии

304-е стали имеют хорошее сопротивление к общим коррозийным средам, но не рекомендованы там, где есть риск межкристаллитной коррозии. Они хорошо приспособлены для эксплуатации в пресной воде и городской и сельской среде. Во всех случаях необходима регулярная очистка внешних поверхностей для сохранения их первоначального состояния.

304-е стали имеют хорошее сопротивление различным кислотам:

• фосфорной кислоте во всех концентрациях при температуре окружающей среды,
• азотной кислоте до 65 % при температуре 20°C - 50°C,
• муравьиной и молочной кислоте при комнатной температуре,
• уксусной кислоте при температуре 20°C - 50°C.

Кислотные среды

Температура, °C	20						80
Концентрация, % к массе	10	20	40	60	80	100	10	20	40	60	80	100
Серная кислота	2	2	2	2	1	0	2	2	2	2	2	2
Азотная кислота	0	0	0	0	2	0	0	0	0	0	1	2
Фосфорная кислота	0	0	0	0	0	2	0	0	0	0	1	2
Муравьиная кислота	0	0	0	0	0	0	0	1	2	2	1	0

Код: 0 = высокая степень защиты - Скорость коррозии менее чем 100мкм/год
1 = частичная защита - Скорость коррозии от 100 до 1000мкм/год
2 = нет защиты - Скорость коррозии более чем 1000мкм/год

Атмосферные воздействия

Сравнение 304-й марки с другими металлами в различных окружающих средах (Скорость коррозии расчитана при 10-летнем воздействии).

Устойчивость к коррозии в кипящих химикалиях

Кипящая среда	Состояние металла	Скорость коррозии (мм/год)
20%-ая уксусная кислота	Обычный металл Сваренный	<0.01 0.03
45%-ая муравьиная кислота	Обычный металл Сваренный	1.4 1.3
10%-ая сульфаминовая кислота	Обычный металл Сваренный	3.7 3.7
1%-ая соляная кислота	Обычный металл Сваренный	2.5 2.8
20%-ая фосфорная кислота	Обычный металл Сваренный	<0.03 <0.03
65%-ая азотная кислота	Обычный металл Сваренный	0.2 0.2
10%-ая серная кислота	Обычный металл Сваренный	11.3 12.5
50%-ая гидроокись натрия	Обычный металл Сваренный	3.0 3.3

Причиной незащищенности аустенитных нержавеющих сталей в диапазоне температур 425°C - 820°C является осаждение карбидов хрома на границах зерен. Такие стали "сенсибилизируются" и становятся подверженными межкристаллитной коррозии в агрессивных окружающих средах. Содержание углерода в марке AISI 304 может вызвать сенсибилизацию от теплового режима в местах сварных швов и зонах их термического влияния.

Тест на МКК (Межкристаллитную коррозию)

Сварка

• Сталь легко свариваемая.
• После сварки термическая обработка не требуется.
• Сварные швы должны быть механически или химически очищены от окалины, затем пассивированы.

Формовка

Сталь марки AISI 304 , 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.

Дополнительно производятся сорта AISI 304 DDQ и AISI 304 DDS для глубокой и особо глубокой вытяжки.

О формовке с растяжением

В процессе формовки с растяжением заготовку подвергают «торможению» во время вытяжки. Стенки становятся более тонкими, и во избежание разрывов стали желательно предусмотреть свойства повышенного упрочнения при формовке.

Степень растяжения определяется эриксоновским испытанием на вытяжку (деформация производится до начала утончения стенок).

Тесты на Глубокую вытяжку

При чистой глубокой вытяжке на прессе заготовку не подвергают «торможению», а материалу дают свободно течь в инструментах. На практике такое бывает очень редко. Например, при вытяжке хозяйственной посуды всегда присутствует также элемент формовки с растяжением.

Характеристики листового материала при глубокой вытяжке описываются предельным коэффициентом вытяжки - LDR (отношение наибольшего возможного диаметра образца до момента разрыва к диаметру пресса) и пределом фестонообразования (при формовочном тесте – относительный размер образующихся язычков).

Испытание на выдавливание по Эриксену

*Limiting drawing ratio - предельный коэффициент вытяжки

Оценка фестонообразования

Гибка

Приближенные пределы изгиба:

• s < 3мм → мин r = 0
• 3мм < s < 6мм → мин r = ½ s, угол 180°
• 6мм < s < 12мм → мин r = ½ s, угол 90°

Обратное распрямление больше, чем у углеродистой стали, ввиду чего «перегибать следует, соответственно, больше». При загибе обычного прямого угла на 90º получаем следующие показатели по выправлению:

• r = s обратное распрямление около 2°
• r = 6s обратное распрямление около 4°
• r = 20s обратное распрямление около 15°

Для аустенитной нержавеющей стали (в т.ч. AISI 304 ) минимальный рекомендуемый радиус изгиба составляет r = 2s, где s - толщина листа.

Обработка

Отжиг

Диапазон температуры отжига 1050°C ± 25°C сопровождается последующим быстрым охлаждением на воздухе или в воде. Лучшее сопротивление коррозии достигается при отжиге на уровне 1070 °C и быстром охлаждении. После отжига необходимо травление и пассивирование.

Отпуск

Для AISI 304L - 450-600 °C в течение одного часа с небольшим риском сенситизации. Для AISI 304 должна использоваться более низкая температура отпуска - максимум 400 °C.

Любая горячая обработка должна сопровождаться отжигом.

Следует обращать особое внимание на следующий факт: для нержавеющей стали для однородного прогрева требуется время, в 2 раза превышающее время для той же самой толщины углеродистой стали.

Травление (очистка поверхности)

• Смесь азотной кислоты и фтористоводородной/плавиковой кислоты (10 % HNO 3 + 2% HF) при комнатной температуре или 60°C
• Серно-азотная кислотная смесь (10 % H 2 SO 4 + 0.5 % HNO 3) при 60°C
• Паста для очистки от окалины в зоне сварки

Пассивация

• 20-25 % раствор HNO 3 при 20°C
• Пассивирующие пасты для зоны сварки

Американский институт стали и сплавов (AISI) имеет собственную маркировку произведенной стальной продукции, которая используется в США и ЕС. Цифровое обозначение применяется для углеродистых и легированных сталей, определяя группу стали и количество углерода, в ней содержащееся, умноженное на 100. Буквенная маркировка говорит о наличии в стали определенных легирующих примесей, а также отмечает ее некоторые признаки, например, что она выплавлена в электропечи или имеет повышенное содержание серы и фосфора.

Характеристики AISI 304

Сталь 304 представляет собой высоколегированную сталь с низким содержанием углерода (< 0,08 %), т.е. входит в класс аустенитных сталей, отличающихся антикоррозийной стойкостью, жаропрочностью, устойчивостью к агрессивной среде. Добавление к стали 304 буквы L свидетельствует о наличии всего 0,03 % углерода («H» показывает более высокое его содержание).

Легирование марки, повышающее ее эксплуатационные свойства, производят с помощью добавок хрома, делающего сталь AISI 304 нержавеющей; никеля, укрепляющего кристаллическую структуру, повышающего прочность, улучшающего пластичность и возможности последующей технологической обработки. Кроме Cr и Ni улучшают качества стали 304 дополнительные примеси:

• азот – для улучшения коррозийной устойчивости (иногда вместо углерода и никеля)
• марганец – большое количество делает сталь хрупкой, но в нужных количествах усиливает ее твердость
• титан – кроме таких же качеств, как и у других добавок, способствует изменению структуры кристаллитов и способствует улучшению последующей обработки
• ниобий – добавляется редко, но также улучшает прочность и коррозийную устойчивость
• молибден – способствует созданию однородной структуры стали, повышая ее прочность
• вольфрам – для усиления устойчивости к высоким температурам + твердость
• кремний – способствует повышению упругости и антикоррозийных качеств
• ванадий – повышает ее износоустойчивость, прочность, твердость

Аналогом стали AISI 304 в России по ГОСТ предстает марка 08Х18Н10, а AISI 304 L – 03Х18Н11 – кислотостойкие и способные выдержать температуру до 900°С (кратковременно) металлы. У них хорошие механические характеристики, что расширяет их применение в различных сферах экономики.

AISI 304 – основная марка среди нержавеющих сталей

Качественные характеристики позволяют использовать сталь 304 там, где стальной продукции необходимо выдерживать высокие температуры, агрессивное химическое воздействие, включая не только дымоходы, системы вентиляции, но и атомные реакторы, и теплоэнергетические установки. Антикоррозийные свойства ценятся при транспортировке и хранении вина, молока, пива, химреактивов, в изготовлении бытовых кухонных принадлежностей и др.

Применяется данная марка для нужд архитектурного декора, в трубах различного назначения, в т.ч. автомобильных выхлопных. Большое значение нержавейка AISI 304 имеет для производства хирургического оборудования, медицинских игл. Без нее не обходятся буровые установки, бумажная промышленность, судовое и текстильное оборудование, сантехническая арматура, иглы для подкожных инъекций, ГОКи и многое другое.

Нержавеющая сталь марки AISI 304 имеет широкую сферу применения и большой спрос у потребителей, поскольку является универсальным продуктом. AISI 304 обладает лучшими (относительно других марок) показателями по свариваемости и сопротивлению коррозии и окислению. Сталь этой марки обладает отличными низкотемпературными свойствами и одновременно рекомендована к использованию при высоких температурах (в случае межкристаллической коррозии). Среди множества других сплавов ее также выделяют механические свойства, химический состав и относительно невысокая стоимость.

Сферы применения

Устойчивость к коррозии и широкие температурные возможности позволяют использовать AISI 304 в различных областях стальной индустрии и коммерции. Среди множества сфер применения выделяются:

• горнодобывающая, химическая и криогенная промышленность;
• пищевая (в т.ч. молокообрабатывающая) и фармацевтическая промышленность;
• транспортировка разных видов жидкостей и сухих веществ в контейнерах и резервуарах.

Обширные возможности марки AISI 304

В процессе производства стали могут быть приданы различные свойства, благодаря чему она получает дальнейшее многообразное применение:

• улучшенная свариваемость;
• глубокая вытяжка, ротационная вытяжка;
• формовка растяжением;
• повышенная прочность, нагартовка;
• жаростойкость C, Ti (углерод, титан);
• механическая обработка.

	C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni
304	0.08 max	2.0 max	0.045 max	0.030 max	1.0 max	18.0 до 20.0	8.0 до 10.50
304L	0.03 max						8.0 - 12.0

Типичные свойства в отожженном состоянии

Приведенные данные отражают особенности (типичные свойства) конкретного заводского производства и не могут расцениваться как минимальные значения для всей спецификации.

Механические свойства при комнатной температуре

Если требуется увеличить прочность аустенитной стали, можно применить следующие методы:

• добавление азота (например, 304LN)
• формоупрочнение на заводе (дрессировочная прокатка; нагартовка; растяжение; давление).

Нержавеющая сталь с высоким содержанием азота широко применяется при транспортировке жидкостей и веществ в резервуарах, контейнерах и колоннах; большая прочность (Rp 0,2) позволяет сэкономить на расходах на материалы за счет уменьшения толщины стенки емкости.

Методы формоупрочнения стали на заводе позволяют применять ее при производстве транспорта в качестве формовочных плит, а также при производстве цепей и опорных элементов, сварных труб, планок и обручей для кегов.

СВОЙСТВА ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Вся приведенная ниже информация относится только к марке 304; данные по 304L отсутствуют вследствие значительного уменьшения прочности при температуре выше 425°С.

Предел прочности при повышенных температурах

Минимальные величины предела упругости при высокой температуре (деформация в 1% за 10 000 часов)

• непрерывное воздействие 925°C
• прерывистые воздействия 850°C

Свойства при низких температурах (для марок 304 / 304L)

СОПРОТИВЛЕНИЕ КОРРОЗИИ

1. Кислотные среды

   (примеры (наиболее общие значения) приводятся для ряда кислот и их растворов)

   Температура,C	20						80
   Концентрация, % к массе	10	20	40	60	80	100	10	20	40	60	80	100
   Серная Кислота	2	2	2	2	1	0	2	2	2	2	2	2
   Азотная Кислота	0	0	0	0	2	0	0	0	0	0	1	2
   Фосфорная Кислота	0	0	0	0	0	2	0	0	0	0	1	2
   Муравьиная Кислота	0	0	0	0	0	0	0	1	2	2	1	0

   1. 0 = высокая степень защиты = скорость коррозии менее 100 мм/год
   2. 1 = частичная защита =скорость коррозии от 100 до 1000 мм/год
   3. 2 = кислотоустойчивость отсутствует = скорость коррозии свыше 1000 мм/год
2. Атмосферные воздействия

   В таблице ниже марка 304 сравнивается с другими металлами при различных атмосферных воздействиях (коррозийная скорость берется из расчета неблагоприятного воздействия на металл в течение 10 лет).

ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА

1. Отжиг

   Эксперимент проводился при высоких температурах в диапазоне от 1010°С до 1120°С с дальнейшим охлаждением в воде или воздухе (быстрый отпуск). Согласно исследованиям сопротивление оказывалось оптимальным при отжиге при температуре 1070°С с последующим быстрым охлаждением.

2. Отпуск (снятие напряжения)

   Исследования проводились в течение часа для марки 304L при температуре 450–600°C в при минимальном риске сенситизации. Рекомендованная температура 400°С (максимальный температурный режим).

3. Горячая обработка (интервал ковки)
   1. Начальная температура: 1150–1260°C.
   2. Конечная температура: 900–925°C.

   При любой горячей обработке применяется метод отжига. Особое внимание следует уделить времени прогрева нержавеющей стали для достижения однородности прогрева: нержавейка прогревается примерно в 12 раз дольше, чем углеродистые стали.

ХОЛОДНАЯ ОБРАБОТКА

Благодаря таким качествам, как прочность, пластичность и упругость марки 304 и 304L широко применяются при холодной обработке. В качестве методов используются формовка растяжением, изгиб или ротационная и глубокая вытяжка.

При использовании метода формовки используются те же машины и инструменты, что и при работе с углеродистой сталью, но с приложением большей силы (на 50–100%). Причина в том, что при формовке аустенитной стали свойственно усиленное упрочнение.

1. Гибка

   Примерные пределы изгиба (s = толщина листа, r = радиус изгиба):

   При обратном распрямлении аустенитную сталь следует перегибать больше, чем углеродистую. Загиб под углом 90° дает следующие данные выправления:

   1. r = s обратное распрямление ~2°;
   2. r = 6 × s обратное распрямление ~4°;
   3. r = 20 × s обратное распрямление ~15°.

   Минимальный радиус гибки аустенитной нержавеющей стали составляет r = 2 × s.

2. Глубокая и ротационная вытяжка

   При чистой глубокой вытяжке материал движется в инструментах свободно, без торможения. Но практика показывает, что данный способ используется крайне редко. Например, вытяжка при производстве хозяйственной посуды сопровождается формовкой с растяжением.

   Глубокая вытяжка также подразумевает максимальную стабильность самого материала, степень упрочнения которого при формовке должна быть низкой, показатель Md30(N) – отрицательным. Изготовление столовых приборов и металлической кухонной посуды требует применения субанализов нержавеющего проката при использовании метода глубокой вытяжки.

   Ротационная вытяжка используется для изготовления конусных изделий (напр., ведер) симметричного вращения без полировки. Осуществляется процесс ротационной вытяжки на токарно-давильном станке, который технически является формовкой с точением.

3. Формовка с растяжением

   Метод формовки с растяжением включает торможение заготовки в момент вытяжки. Чтобы избежать разрыва стенок, которые становятся тоньше, рекомендуется позаботиться о повышенной степени упрочнения при формовке. Показатель Md30(N) ставится на плюс при изготовлении более сложных форм. Например, при производстве посудомоечного стола, когда вытяжение двух чаш осуществляется одновременно.

СВАРКА

Сталь марки AISI 304 легко сваривается.

Сварочный процесс	Толщина без сварного шва	С учетом сварного шва			Защитная среда
		Толщина	Покрытие
			Пруток	Проволока
Resistance -spot (точечная) -seam (шов)	≤2mm
TIG	<1.5mm	>0.5mm		ER 308 l(Si) W.Nr 1.4370 ER 347 (Si)	Аргон Аргон + 5% Водород Аргон + Гелий
PLASMA	<1.5mm	>0.5mm	ER 310	ER 308 l(Si) W.Nr 1.4370 ER 347 (Si)	Аргон Аргон + 5% Водород Аргон + Гелий
MIG		>0.8mm		ER 308 l(Si) W.Nr 1.4370 ER 347 (Si)	Аргон + 2% CO2 Аргон + 2 % O2 Аргон + 3% CO2 + 1% H2 Аргон + Гелий
S.A.W.		>2mm		ER 308 L ER 347
Electrode		Repairs	E 308 E 308L E 347
Laser	<5mm				Гелий. Иногда Аргон, Азот.