304 сталь характеристики: Что такое нержавеющая сталь 304? Её свойства

alexxlab | 08.01.2023 | 0 | Разное

Сталь AISI 304 – характеристики, аналоги, химический состав

Сталь AISI 304 – характеристики, аналоги, химический состав
  • Обновлено 10 октября 2020 г.

Многообразие стальных сплавов поражает. Ежегодно появляется новая марка, не имевшая аналогов в мире. Но несмотря на это существует «костяк» зарекомендовавших себя сталей, на которых приходится 80% всей выпускаемой продукции. К одним из таких сплавов относится нержавеющая сталь AISI 304. О том, что это за материал и каковы его особенности в статье.

Особенности химического состава

Сталь 304 входит в группу коррозионностойких сталей аустенитного класса. Внешне ее легко узнать по металлическому блеску и характерному зеленоватому оттенку. Сталь является продуктом американского производства.

AISI расшифровывается как American Iron and Steele Institute, что переводится как институт стали и железа Америки.

Химический состав регулируется государственными стандартами США. Согласно им, помимо основного компонента железа, сталь должна включать в себя следующие компоненты:

  • Углерод – 0,08%. Незаменимый элемент всех марок стальных сплавов. Именно он отвечает за способность стали упрочняться под воздействием термической обработки. Чем больше его в составе, тем выше твердость сплава. Но бесконтрольное увеличение углерода отрицательно сказывается на технологических характеристиках материала. В частности, пластичности и свариваемости. В AISI 304 проблема решается частичным замещением углерода никелем. Благодаря этому прочность стали повышается, никак не влияя при этом на пластичные свойства.
  • Кремний – до 1%. Задача кремния, как легирующего элемента, – удалить из частицы растворенного кислорода, который попадает в сталь во время выплавки. Благодаря этому значительно снижается процент ликвации (неоднородности химического состава), что положительно сказывается на механических характеристиках сплава. Увеличение прочности при этом происходит без снижения вязкости и упругости.
    Также это открывает возможность применения для стали в работе в условиях воздействия ударных нагрузок.
  • Марганец – до 2%. По своему назначению схож с вышеописанным элементом. Он также относится к группе раскислителей стали. Такой высокий процент содержания марганца способствует увеличению твердости и износостойкости AISI 304 без уменьшения значения ее пластичности. Также добавление марганца снижает риск образования окалин во время работы металла при повышенных температурах.
  • Хром – 18%. Под воздействием атмосферных газов частицы хрома, расположенные на поверхности металла, окисляются, образуя тем самым износо- и коррозионностойкий слой на основе оксидов хрома. Он существенно повышает сопротивление AISI 304 абразивному истиранию с одной стороны, а с другой делает сплав более устойчивым к образованию разного рода вида коррозии. Также хром благоприятно влияет на прокаливаемость стали. Толщина закаленного слоя при добавлении данного легирующего элемента увеличивается на 20-30%.
  • Никель – 10%. Его присутствие в составе делает сталь более прочной и коррозионностойкой. Сопротивление ударам также растет пропорционально увеличению никеля в составе сплава. Помимо этого никель повышает эффект от легирования хромом, увеличивая толщину его оксидной пленки.
  • Фосфор – до 0,045%. Фосфор обладает более крупным размером молекул по сравнению с железом и углеродом. Встраиваясь в межкристаллическую структуру, он делает металл менее устойчивым к механическим нагрузкам, снижает пластичность и увеличивает вероятность образования трещин.
  • Сера – до 0,03%. Так же как и фосфор, сера относится к группе нежелательных примесей. Она снижает прочностные свойства сталей и вдобавок значительно повышает риск появления окалин. Ее присутствие в сплаве обусловлено технологическими погрешностями при выплавке. А именно, неточностью содержания тех или иных компонентов шихты.

 

 

Аналоги

Химический состав AISI 304 не уникален. Он имеет множество аналогов, самыми популярными из которых являются:

  • По ГОСТ – отечественная 08Х18Н10. От стали 304 ее отличает меньшее количество вредных примесей в составе.
  • Немецкая 1.4301.
  • Японская SUS304.
  • Китайская 0Cr18Ni10.

Характеристики и свойства

Плотность AISI 304 составляет 7850 кг\м3. Плавиться сталь начинает при температуре 1500 ºС. Полный переход из твердого состояния в жидкое происходит при 1600 ºС. Данный сплав не пригоден в качестве проводника электрического тока. Коэффициент удельного сопротивления равняется 800 мкОм*мм. Не поддается намагничиванию.

Механические свойства AISI 304 находятся на высоком уровне и сопоставимы с аналогичными параметрами конструкционных сталей повышенного качества. Предел ее прочности на растяжение при комнатной температуре колеблется в пределах 515-600 МПа в зависимости от размера металлопроката. Процессы деформации начинаются при напряжении в 310 МПа. Твердость в «сыром» состоянии не превышает 70 HB, а пластичность – 40%.

Сталь 304 относится к группе криогенных, т.е. способно упрочняться при уменьшении температуры. Так, при -196 ºС предел прочности на разрыв уже равняется 1350 МПа. Но стоит отметить, что вместе с этим падает способность стали сопротивляться ударным нагрузкам. Касаемо жаростойкости, механические характеристики стали не изменяют своего значения при температурах до 600 ºС. После перехода этого порога идет значительный спад, как в прочности, так и износостойкости.

Сталь AISI 304 обладает повышенной коррозионностойкостью. Не окислятся при температуре до 500 ºС. При 20 ºС инертна к азотной, серной и муравьиной кислотам. При повышении температуры стойкость к кислотным средам, естественно, снижается. Скорость протекания коррозии в морской воде меньше по сравнению с конструкционными сталями почти в 4500 раз и составляет 0,0076 мм в год.

Технологические свойства стали 304 также на высоте. Ее пластичность позволяет производить всевозможные виды проката. Хорошо поддается токарной обработке. Правда, режим резки AISI 304 существенно отличается от режима резки сталей обычного качества. Причина этому – повышенная вязкость нержавейки.

Сталь AISI 304 относится к первой группе свариваемости. Сварка не требует проведения подготовительных операций. Сварной шов получается плотный. По своей прочности мало чем уступает цельному металлу.

Для улучшения механических и антикоррозионных характеристик сталь AISI 304 подвергают дополнительной термической обработке. Обычно она заключается или в отжиге при температуре 1100 ºС, или низком отпуске (450-600 ºС). Это позволяет снять остаток внутренних напряжений, которые появляются во время обработки стали давлением.

Применение стали 304

Наибольшего использования марка  добилась в следующих сферах:

  • Строительство. Свариваемость и возможность получения разного рода проката стали причиной использования AISI 304 в изготовлении металлоконструкций. Сюда входят всевозможные ограждения, лестницы, опоры перекрытия и т.
    д.
  • Автомобилестроение. Служит материалом для кузова и системы выхлопа. Трубы из данной нержавейки применяют в качестве транспортера тормозной жидкости.
  • Пищевая промышленность. Инертность AISI 304 к органическим соединениям позволили ее использовать при изготовлении кухонного оборудования.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 – 0 голосов

Ещё статьи по теме:

Лом золота

Холоднокатанная сталь

Инструментальные стали

Сталь aisi 304. Химические свойства. Физические показатели и технические характеристики. Сфера применения

курс цб рф

USD: 60.4797

EUR: 62.8762

Никель:

НикельBID0.00ASK0.00
  1. org/ListItem”> Металлопрокат
  2. Новости
  3. Сталь aisi 304. Химические свойства. Физические показатели и технические характеристики. Сфера применения

Сталь Aisi 304 принадлежит к группе наиболее используемых и универсальных марок нержавеющих металлов импортного производства. Она принадлежит к аустенитам, имеет низкую долю углерода, а также устойчива к агрессивной кислотной среде и высокой рабочей температуре.

Аббревиатура Aisi расшифровывается как American Iron & Steel Institute (институт стали и сплавов). Это своеобразный стандарт для группы легированных металлов и нержавейки. Вторая группа в названии также содержит три цифры, которые обозначают следующее. Первая показывает класс стали: 2хх, 3хх — аустениты, 4хх — ферриты и мартенситы. Две последующие — порядковый номер стали в группе.

Химические свойства

Сталь в своем составе имеет следующие химические элементы:

CSiCrNiMnSP
12х18н10тдо 0. 081,018,00–20,008,0–10,52,00,030,045
  1. Углерод (С). Главный элемент, отвечающий за твердость сплава и его сварочные свойства. Более высокое содержание данного элемента ведет к увеличению прочности, однако уменьшает возможность воздействия на металлические изделия путем сварки.
  2. Хром (Cr). Отвечает за эксплуатационные возможности и способность к пассивации. Она производится 20–25% раствором HNO3 при температуре не выше +20 °С. После процесса сталь покрывается тонким защитным слоем, сохраняющим изделие от коррозионного воздействия.
  3. Никель (Ni). Именно наличие никеля делает возможным использование металлических изделий Aisi 304 при +900 °С, что и определяет ее к аустенитам.

Магний уменьшает скорость образования зернистости на поверхности металла. Остальные элементы плюс железо являются типичными для всех групп нержавеющих сплавов.

Физические показатели и технические характеристики

Сталь Aisi 304 принадлежит к некорродирующим металлам, обладает стойкостью к химическому воздействию за счет защитной пленки, а также имеет антиферромагнитные качества аустенита. Наряду с этим она обладает следующими свойствами:

  1. Устойчивость к агрессивной среде. Изделия из такой стали могут выдерживать длительное время влажные условия, переносить длительное воздействие кислот и щелочных растворов. Благодаря этому нет необходимости создавать специальные условия хранения.
  2. Возможность работы при высоких и низких температурах. Диапазон использования сортового проката варьируется от -200 до +650 °С. При последующем нагревании до + 900 °С теряются показатели прочности, а также начинает образовываться небольшая окалина.
  3. Безопасность. Данная марка не содержит в себе токсических частиц, благодаря чему нашла применение в пищевой промышленности.
  4. Антимагнитные показатели. После прокатки нержавеющей стали холодным или горячим методом, а также благодаря химическому составу изделия из стали Aisi 304 имеют слабые магнитные поля.
  5. Длительный срок эксплуатации.

Ко всему этому стоит отметить: сплавы имеют хорошую износостойкость, что в комплекте со всеми перечисленными характеристиками делает спрос на данный материал очень высоким.

Физические показатели стали таковы:

  • плотность — 7,93 кг/м3;
  • теплоемкость — 500 Дж/кг;
  • начальная температура плавления — +1420 °С;
  • твердость по Бринеллю — 170 НВ;
  • пластичность — 70%.

Российским аналогом стали Aisi 304 служит ГОСТ 08х18н10. Отечественная обладает такими же характеристиками, что и импортная.

Сфера применения

Благодаря своей долговечности, способности выдерживать кислотные и химические нагрузки, а также работоспособности при высокой температуре, она нашла широкое применение в следующих сферах:

  • дымоходные системы;
  • вентиляция;
  • трубный прокат;
  • изготовление оборудования для химической и текстильной промышленности;
  • цистерны для транспортировки жидкости;
  • строительная отрасль.

Также она применяется при производстве кухонной техники, медицинского оборудования, емкостей для хранения и перемещения продуктов и т. д.

Запросить прайс-лист

Я ознакомился и принимаю условия
политики конфиденциальноcти

Технические данные из нержавеющей стали

304

Технические данные

CS 304 / 304L

Нержавеющая сталь класса 304 является наиболее универсальной и наиболее широко используемой из всех нержавеющих сталей. Его химический состав, механические свойства, свариваемость и стойкость к коррозии/окислению обеспечивают наилучшие универсальные характеристики нержавеющей стали при относительно низкой стоимости. Он также обладает отличными низкотемпературными свойствами и хорошо поддается закалке при холодной обработке давлением. Если может возникнуть межкристаллитная коррозия в зоне термического влияния, рекомендуется использовать CS 304L.

Типичные области применения

CS 304 используется во всех промышленных, коммерческих и бытовых областях из-за его хороших коррозионных и термостойких свойств. Некоторые приложения включают в себя:

  • Резервуары и контейнеры для большого количества жидкостей и твердых веществ.
  • Процесс оборудование в горнодобывающей, химической, криогенной, пищевой, молочной и фармацевтической промышленности.

Химическая промышленность Состав (ASTM A240)

  • СХ
  • 304
    304л
  • °С
  • 0,08 макс.
    0,08 макс.
  • Мн
  • 2,0
    макс.
  • П
  • 0,045
    макс.
  • С
  • 0,030
    макс.
  • Си
  • 1,0
    макс.
  • Кр
    • 9от 0015 18,0 до
    20,0
  • Никель
  • 8,0–10,50
    8,0–12,0


Типичные свойства в в отожженном состоянии
Свойства, указанные в эта публикация типична для мельничного производства и если не указано иное, не следует считать гарантированным минимальные значения для целей спецификации.

1. Механические свойства при комнатной температуре

  • Прочность на растяжение, МПа
  • Расчетная прочность, (смещение 0,2%), МПа
  • Удлинение (в процентах на 50 мм)
  • Твердость (по Бринеллю)
  • Предел выносливости (усталости), МПа
  • 304
  • СтандартныйМинимум
  • 600515
  • 310205
  • 6040
  • 170-
  • 240-
  • 304л
  • СтандартныйМинимум
  • 5
  • 310170
  • 6040
  • 170-
  • 240-


2. Свойства при повышенных температурах
Все эти значения относятся к марки 304 только .
Значения марки 304L не приводятся, поскольку его прочность заметно снижается выше 425 o °С.

Время Прочность на растяжение при повышенной температуре

  • Температура, °С
  • Прочность на растяжение, МПа
  • 600
  • 380
  • 700
  • 270
  • 800
  • 170
  • 900
  • 90
  • 1000
  • 50


Данные о ползучести Напряжение для скорости ползучести 1% за 10 000 часов.

  • Температура, °С
  • Напряжение, МПа
  • 550
  • 120
  • 600
  • 80
  • 650
  • 50
  • 700
  • 30
  • 800
  • 10


Максимальный рекомендуемый срок службы Температура
(условия окисления)

Непрерывный обслуживание 925 или C
Прерывистый сервис 850 или С

3. Свойства при отрицательных температурах
( SX 304 / 304л)

  • Температура
  • Прочность на растяжение
  • Испытательное напряжение (смещение 0,2%)
  • Ударная вязкость (V-образный вырез по Шарпи)
  • °С
  • МПа
  • МПа
  • Дж
  • -78
  • 1100/950
  • 300/180
  • 180/175
  • -161
  • 1450/1200
  • 300/200
  • 160/160
  • -196
  • 1600/1350
  • 400/220
  • 155/150


4. Коррозионная стойкость

Водный
В качестве приблизительного руководства приведены следующие примеры для некоторых смесей чистой кислоты и воды:

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

Ключ: 0 = устойчивый – коррозия скорость менее 100 мм/год
1 = частично стойкий – скорость коррозии от 100 м до 1000 мм/год
2 = нестойкий – скорость коррозии больше более 1000 мм/год

4. 2 Атмосферный

производительность SX 304 по сравнению с другими металлами в различных средах показана в следующей таблице. коррозия ставки основаны на 10-летней выдержке.

  • Окружающая среда
  • Сельский
  • Морской
  • Морской Промышленный
  • Скорость коррозии (мм/год)
  • SX 304Алюминий-3S Мягкая сталь
  • 0,00250,025 5,8
  • 0,00760,432 34,0
  • 0,00760,686 46,2

Термическая обработка

1. Отжиг. Нагревают от 1010 o C до 1120 o C и быстро охлаждают на воздухе или в воде. Наилучшая коррозионная стойкость достигается при окончательном отжиге выше 1070 o C и быстром охлаждении.

2. Снятие стресса. CS 304L можно снять напряжение при 450-600 o C в течение одного часа с небольшой опасностью сенсибилизации. Должна использоваться более низкая температура снятия напряжения 400 o C максимум.

3. Горячая обработка
Первичная ковка и прессование: от 1150 до 1260 o C
Конечная температура: 9от 00 до 925 или C

Все операции горячей обработки должны сопровождаться отжигом.

Примечание. Время выдержки для обеспечения однородности температуры указано дольше для нержавеющих сталей, чем для углеродистых сталей – примерно 12 раз.

Холодный Рабочий

CS 304 / 304L, будучи чрезвычайно прочным и пластичным, легко изготавливается путем старой обработки. Типичные операции включают гибку, формование, глубокую вытяжку и осадку.

Top

Нержавеющая сталь 304L – Penn Stainless

Главная / Ресурсы / Информация о продукте / Марки нержавеющей стали / Серия 300 / Нержавеющая сталь 304L круглого проката, обработанного плоского проката и трубных изделий. Сплав 304L идеально подходит для домашнего и коммерческого применения.

Обзор

Общие свойства

Сплав  304L аустенитная нержавеющая сталь серии T-300, содержащая не менее 18% хрома и 8% никеля. Тип 304L имеет максимальное содержание углерода 0,030. Это стандарт «нержавеющая сталь 18/8», который обычно используется в кастрюлях и кухонных принадлежностях. Сплавы 304L является наиболее универсальным и широко используемым сплавом в семействе нержавеющих сталей. Идеально подходящие для широкого спектра бытовых и коммерческих применений, сплавы Alloys 304L демонстрируют превосходную коррозионную стойкость, высокую простоту изготовления и выдающуюся формуемость. Аустенитные нержавеющие стали также считаются наиболее свариваемыми из высоколегированных сталей и могут быть сварены всеми способами сварки плавлением и контактной сваркой.

Спецификации :   UNS S30403

Области применения:

Сплав нержавеющей стали 304L используется в самых разных бытовых и коммерческих целях, включая:

  • Оборудование для пищевой промышленности, особенно в пивоварении, переработке молока и виноделии
  • Кухонные столы, раковины, корыта, оборудование и приборы
  • Архитектурная отделка и молдинги
  • Использование в автомобильной и аэрокосмической промышленности
  • Строительный материал в больших зданиях
  • Химические контейнеры, в том числе транспортные
  • Теплообменники
  • Гайки, болты, винты и другие крепежные детали для морской среды
  • Красильная промышленность
  • Тканые или сварные сетки для добычи полезных ископаемых, разработки карьеров и фильтрации воды

Стандарты:

  • ASTM/ASME: S30403
  • ЕВРОНОРМ:  1,4303
  • AFNOR: Z2 CN 18. 10
  • DIN :   X2 CrNi 19 11

Сопротивление

Коррозионная стойкость:

  • Устойчивость к коррозии в окислительных средах является результатом содержания 18-19% хрома, содержащегося в сплавах 304.
  • Устойчивость к умеренно агрессивным органическим кислотам является результатом содержания никеля от 9 до 11%, содержащегося в сплавах 304.
  • Иногда сплав 304L может демонстрировать более низкую скорость коррозии, чем сплав 304 с более высоким содержанием углерода; в противном случае можно считать, что модели 304, 304L и 304H одинаково работают в большинстве агрессивных сред.
  • Сплав 304L предпочтителен для использования в средах, достаточно агрессивных, чтобы вызвать межкристаллитную коррозию сварных швов и зон термического влияния на восприимчивых сплавах.

Теплостойкость:

  • Хорошая стойкость к окислению при периодической эксплуатации до 1600°F и при непрерывной эксплуатации до 1690°F.
  • Постоянное использование 304 в диапазоне температур 800-1580°F не рекомендуется, если важна последующая стойкость к водной коррозии.
  • Марка 304L более устойчива к осаждению карбида и может нагреваться до указанного выше диапазона температур.

Обработка

Свойства сплава 304

Характеристики сварки:

Отличные сварочные свойства; при сварке тонких профилей не требуется послесварочный отжиг. При выполнении сварных соединений из аустенитных нержавеющих сталей необходимо учитывать два важных момента:

  1. сохранение коррозионной стойкости
  2. предотвращение растрескивания

Обработка – горячее формование:

  • Ковка, однородность нагрева до 2100 / 2300 °F
  • Не подделывать при температуре ниже 1700 °F
  • Поковка может охлаждаться воздухом без опасности растрескивания

Обработка – холодное формование:

  • Аустенитная структура позволяет производить глубокую вытяжку без промежуточного отжига, что делает этот сорт нержавеющей стали предпочтительным для изготовления раковин, полых изделий и кастрюль.
  • Эти марки быстро твердеют при работе. Для снятия напряжений, возникающих при жесткой формовке или формовании, детали должны быть полностью отожжены или отожжены для снятия напряжения как можно скорее после формовки.

Обрабатываемость:

  • Рекомендуется использовать стружколом, поскольку стружка может быть волокнистой. Нагартовка из нержавеющей стали быстро затвердевает, следует использовать тяжелые положительные подачи, острые инструменты и жесткую установку. Для резания ниже нагартованного слоя, полученного в результате предыдущих проходов.

Свойства

Химические свойства:

  С Мн Си Р С Кр Ni Н
304л 0,03макс. 2,0 ​​макс 0,75макс. 0,045макс. 0,03макс. мин.: 18,0 макс.: 20,0 мин.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *