Предел текучести aisi 304: AISI 304 сталь нержавеющая – характеристики, российский аналог, марка, состав

alexxlab | 27.05.1980 | 0 | Разное

AISI 304

Марка стали AISI-304 немагнитная (аустенитная) низкоуглеродная. Содержит углерода не более 0, 08%. Данный вид стали обладает высокой плотностью и, одновременно, остается достаточно пластичным, также характеризуется высочайшими показателями устойчивости к коррозии и способностью выдерживать различные температурные режимы

Благодаря однотипности химического состава, сталь aisi 304 сохраняет свою внутреннюю структуру даже при нарушении внешнего слоя. Помимо того, на поверхности данной марки при взаимодействии с кислородом атмосферы, сразу образуется защитная оксидная пленка, которая гарантирует устойчивость к воздействию растворов щелочей и кислот.

Применение стали марки Aisi 304 достаточно широкое. Ее используют для изготовления контейнеров, цистерн, приемников, различной тары, резервуаров промышленного назначения, при транспортировке вин и их хранении, при изготовлении тары под квас, под молочную промышленность, при производстве косметических средств.

Аisi 304 отлично поддается полировке, вследствие чего ее можно использовать при разных дизайнерских работах по оформлению офисов и жилья.

Труба Аisi 304 используется практически везде, ее используют при сантехнических работах, изготавливают полотенцесушители, радиаторы, применяют для оформления перил и ограждений, а также при изготовлении пандусов, балконов, офисной мебели и барных стоек.

Из стальных труб марки Аisi 304 производят опорные стойки для трубопроводов, различные несущие конструкции, металлические стеллажи.

Стойкость к температуре и влиянию щелочных и кислых сред, отвечающая ГОСТу 5632-72, относительно дешевая стоимость, делают эту марку довольно востребованной в разных областях.

Лист Аisi 304 используют для изготовления разных емкостей и резервуаров, в химической и пищевой промышленности, для изготовления специальных металлических столов (разделочных, кухонных, медицинских).

Из листа Аisi 304 также производят: платформенные тележки, моющие и дезинфекционные камеры, двери для холодильных шкафов,

Тонкие листы Аisi 304 используют при облицовке кабин лифтов, облицовке эскалаторов и колонн.

Сталь данной марки легко сваривается. После сварки данной марки стали не требуется термическая обработка. Швы после сварки должны быть химически или механически очищены от окалины, затем пассивированы.

AISI 304L, с легкостью находит большое количество применений, так как является чрезвычайно прочной, пластичной и упругой. Обычные действия включают в себя формирование контура, изгиб, ротационную вытяжку, волочение и т.д. В ходе формовки возможно использовать те же инструменты и машины, что и для углеродистых марок стали, но здесь требуемая сила на 50-100% больше.

Диапазон температуры для отжига составляет 1050°C ± 25°C сопровождается последующим скорым охлаждением в воде или в воздухе. После отжига нужно травление и пассивирование.

 

Химический состав в % стали AISI 304  

 

Марка	С	Ni	S	P	Cr	Ti	Si	Mn	Cu
304	≤ 0.8	9-11	≤ 0.02	≤ 0.035	17-19	≤ 0.5	≤ 0.8	≤ 0.2	≤ 0.3

 

Механические свойства AISI 304 (комнатная температура)  

 

AISI 304	Rp m Предел прочности (при растяжении), N/mm2	A5 относительное удлинение, %	Rp0,2 Предел Упругости, (0.2 %), (текучесть), N/mm2	Усталостная прочность, N/mm2	Твердость по Бринеллю – НВ
Типичн	600	60	310	240	170
Мин	515	40	205	–	–

 

Механические свойства AISI 304  

 

AISI 304	Сопротивление на разрыв (σв), Н/мм²	Предел текучести (σ0,2), Н/мм²	Относительное удлинение (σ), %	Предел текучести (σ1,0), Н/мм²	Твердость по Бринеллю (HB)	Твердость по Роквеллу (HRB)
Типичн	≥500	≥200	≥45	≥240	–	–
Мин	≥485	≥170	≥40	–	183	85

 

Физические свойства AISI 304  

 

Физические свойства	Плотность	Температура плавления	Удельная теплоемкость	Тепловое расширение	Средний коэффициент теплового расширения	Электрическое удельное сопротивление	Магнитная проницаемость	Модуль упругости
Единица измерения	–	оС	J/kg.K	W/m.K	10-6.K-1	Ωmm2/m	в 0,8 kA/m	MPa x 103
Температура (оС)	4		20	20	20-100 20-200 20-400	20	20	20
Значение	7,93	1420	500	15	16,0 16,5 17,5	0,73	1,015	200

 

Номенклатура продукции марки AISI 304

Типоразмеры нержавеющего листа марки AISI 304

 

Марка стали	Отечественный заменитель	Тип материала	Поверхность	Толщина, мм	Ширина, мм
Aisi 304	08х18н10	холоднокатаный	2В, BA/PE, 4N/PE	0.4-2.0	1000×2000 1250×2500
			2B	2.0-5.0	1000×2000 1250×2500 1500×3000 1500×6000
		горячекатаный	N1	2-100	1000×2000 1250×2500 1500×3000 1500×6000

 

Типоразмеры нержавеющего труба марки AISI 304  

 

Горячедеформированная	Холоднодеформированная
Продукция отвечает требованиям ГОСТ 9940-81 Трубы горячедеформированные бесшовные из устойчивой к коррозии. Наружный диаметр: 57,0 мм – 325,0 мм Толщина стенок: 4 мм – 35 мм	Продукция отвечает требованиям ГОСТ 9941-81 Трубы холодно- и тепло- деформированные бесшовные из устойчивой к коррозии. Наружный диаметр: 5,0 мм – 273,0 мм Толщина стенок: 0,2 мм – 22 мм

Где купить?

AISI 304. Goodner (ГудНер) – хорошая нержавейка!

Обозначение по международным стандартам

Международный стандарт	Американский ASTM A240	Европейский ЕN 10088-2	Российский ГОСТ 5632-72
Обозначение марки	AISI 304	1.4301	08Х18Н10
			12Х18Н9

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)

стандарт	марка	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni
ASTM A240	AISI 304	≤0.080	≤0.75	≤2.0	≤0.045	≤0.030	18.00 – 20.00	8.00 – 10.50

Механические свойства

AISI 304	Сопротивление на разрыв (σв), Н/мм²	Предел текучести(σ0,2), Н/мм²	Предел текучести(σ1,0), Н/мм²	Относительное удлинение (σ), %	Твердость по Бринеллю (HB)	Твердость по Роквеллу (HRB)
В соответствии с EN 10088-2	≥520	≥210	≥250	≥45	-	-
В соответствии с ASTM A 240	≥515	≥205	-	≥40	202	85

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	Ωmm2/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 103	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.

Их рекомендуют для производства оборудования, контактирующего с холодными или горячими пищевыми продуктами: вино, пиво, молоко (кисломолочные продукты), спирт, натуральные плодовые соки, сиропы, патока, и т.д.

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).

Окружающая среда	Скорость коррозии (мкм/год)
	AISI 304	Алюминий-3S	Углеродистая сталь
Сельская	0.0025	0.025	5.8
Морская	0.0076	0.432	34.0
Индустриальная Морская	0.0076	0.686	46.2

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)

ASTM A 262 Оценочные испытания	Состояние металла	Скорость коррозии (мм/год)
Practice B (Метод B) (гептагидрат сульфата железа – Серная кислота)	Обычный	0.5
	Сваренный	0.6
Practice E (Метод E) (пентагидрат сульфата меди – Серная кислота)	Обычный	Без трещин на изгибе
	Сваренный	Незначительные трещины на сварном шве (недопустимо)
Practice A (Метод A) (Травление щавелевой кислотой)	Обычный	Ступенчатая структура
	Сваренный	Глубокое растрескивание (недопустимо)

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).

Число Эриксена (Характеристика обрабатываемости листового металла давлением)
AISI 430	8.7 мм
AISI 304	11.8 мм

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

LDR* (При толщине образца 0.8 мм и диаметре пресса равном 20 мм)
AISI 430	2.05 мм
AISI 304	2.0 мм

*Limiting drawing ratio – предельный коэффициент вытяжки

Оценка фестонообразования

Фестонообразование (Относительный размер образующихся язычков)
AISI 430	5-7%
AISI 304	3-5%

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 % HNO₃ + 2% HF) при комнатной температуре или 60°C
• Серно-азотная кислотная смесь (10 % H₂SO₄ + 0.5 % HNO₃) при 60°C
• Паста для очистки от окалины в зоне сварки

Пассивация

• 20-25 % раствор HNO₃ при 20°C
• Пассивирующие пасты для зоны сварки

Сталь AISI 304 (08Х18Н10) — Описание, характеристики, свойства, аналоги

Марка стали: AISI 304, аналог по ГОСТ — 08Х18Н10.

Класс: Сталь коррозионно-стойкая жаропрочная, аустенитная.

Применение в промышленности: трубы, детали печной арматуры, теплообменники, муфели, реторты, патрубки, коллекторы выхлопных систем, электроды искровых зажи гательных свечей, сварные аппараты и сосуды химического машиностроения, работающие при температуре от –196 до 600 °С в средах средней активности.

Удельный вес: 7850 кг/м³.

Термообработка: Закалка 1 020—1 100 ^oC.

Температура ковки: °С: начала 1 200, конца 850. Сечения до 300 мм охлаждаются в штабелях на воздухе.

Твердость материала: HB 10 ^-1 = 170 МПа.

Свариваемость материала: без ограничений.

Химический состав стали AISI 304 / 08Х18Н10 в %
C	до 0,8
Si	до 0,8
Mn	до 0,2
Ni	9—11
S	до 0,02
P	до 0,035
Cr	17—19
Ti	до 0,5
Cu	до 0,3
Fe	~ 69

 

Аналоги стали марки AISI 304 / 08Х18Н10
США	AISI 304, 304H, S30400
Германия	1.4301, 1.5301, X5CrNi18-10, X5CrNi18-9, X6CrNi18-9
Япония	SUS304
Франция	304F00, X5CrNi18-10, Z4CN19-10FF, Z5CN17-08, Z6CN18-09, Z7CN18-09
Англия	304S11, 304S15, 304S16, 304S17, 304S18, 304S25, 304S31
Евросоюз	1.4301, X5CrNi18-10, X6CrNi18-10
Италия	X3CrNi18-10, X5CrNi18-10
Испания	F.3504, F.3551, X5CrNi18-10
Китай	0Cr19Ni9, OCr18Ni9
Швеция	2332, 2333
Польша	0h28N9
Чехия	17240
Австрия	X5CrNi18-10OS

 

Механические свойства стали AISI 304 (аналог 08Х18Н10) при Т=20oС
Прокат	Размер	Напр.	σв(МПа)	sT (МПа)	δ5 (%)	ψ %	KCU (кДж / м2)
Пруток	Ж 60		470	196	40	55
Лист тонкий			510		45
Лист тонкий нагартован.			740-930		25
Лист толстый			510	205	43
Трубы холоднодеформир.			529		37

 

Механические свойства AISI 304 (аналог 08Х18Н10) при испытаниях на длительную прочность
Температура испытания, °С	Предел длительной прочности, МПа, не менее	Длительность испытания, ч
704 815	39 18	10000 10000

 

Механические свойства стали AISI 304 (аналог 08Х18Н10) при повышенных температурах
Температура испытаний, °С	σ0,2 (МПа)	σв(МПа)	δ5 (%)	ψ %
Закалка 1000-1120 ºС, вода
20 400 480 540 600 650 700 750 800	210 110 98 96 82 76 74 73 69	570 410 380 360 330 290 235 185 150	60 46 45 44 39 37 35 31 30	70 69 69 70 58 44 36 28 18

Механические свойства стали AISI 304 (аналог 08Х18Н10) при Т=20oС
Прокат	Размер	Напр.	σв(МПа)	sT (МПа)	δ5 (%)	ψ %	KCU (кДж / м2)
Пруток	Ж 60		470	196	40	55
Лист тонкий			510		45
Лист тонкий нагартован.			740-930		25
Лист толстый			510	205	43
Трубы холоднодеформир.			529		37

 

Механические свойства стали AISI 304 (аналог 08Х18Н10)
ГОСТ	Состояние поставки, режим термообработки	Сечение, мм	σ0,2 (МПа)	σв(МПа)	δ5(δ4)(%)	ψ %
ГОСТ 5949-75	Прутки. Закалка 1020-1100 °С, воздух, масло, вода.	60	196	470	40	55
ГОСТ 18907-73	Прутки шлифованные, обработанные на заданную прочность.	1-30	–	640-780	20	–
ГОСТ 7350-77 (Образцы поперечные)	Листы горячекатаные и холоднокатаные. Закалка 1050-1100 °С, вода или воздух.	Св. 4	206	509	43	–
ГОСТ 25054-81	Поковки. Закалка 1050-1100 °С, вода или воздух.	До 1000	196	470	40	45
ГОСТ 4986-79	Лента холоднокатанная. Закалка 1050-1080 °С, вода, воздух.	0,2-2,0	–	540	(40)	–
ГОСТ 18143-72	Проволока:  – термообработанная  – нагартованная	0,2-1,0	– –	590-880 1080	20 –	– –

 

Физические свойства стали AISI 304 (аналог 08Х18Н10)
T (Град)	E 10– 5 (МПа)	a 10 6 (1/Град)	l (Вт/(м·град))	r (кг/м3)	C (Дж/(кг·град))	R 10 9 (Ом·м)
20	1.96		17	7850		800
100		16			504
200		17
300		17
400		18
500		18

 

Ударная вязкость стали AISI 304 (аналог 08Х18Н10) KCU, (Дж/см2)
Т= +20 °С	Т= –40 °С	Т= –78 °С	Состояние поставки
75-93 187-206	78-93 183-301	71-75 184-302	Холоднокатанное состояние. Горячекатанное состояние.

 

Коррозионная стойкость стали AISI 304 (аналог 08Х18Н10)
Среда	Температура, ºС	Длительность испытания, ч	Глубина коррозии, мм/год
Вода, пар Морская вода 5 % раствор H2SO4	600 20 20	– – 384	0,1 0,1 0,6

 

Обозначения:

σв	временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
σ0,05	предел упругости, МПа
σ0,2	предел текучести условный, МПа
δ5,δ4,δ10	относительное удлинение после разрыва, %
σсж0,05 и σсж	предел текучести при сжатии, МПа
ν	относительный сдвиг, %
sв	предел кратковременной прочности, МПа
ψ	относительное сужение, %
KCU и KCV	ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2
sT	предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа
HB	твердость по Бринеллю
HV	твердость по Виккерсу
HRCэ	твердость по Роквеллу, шкала С
HRB	твердость по Роквеллу, шкала В
HSD	твердость по Шору
ε	относительная осадка при появлении первой трещины, %
Jк	предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σизг	предел прочности при изгибе, МПа
σ-1	предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
J-1	предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
n	количество циклов нагружения
R и ρ	удельное электросопротивление, Ом·м
E	модуль упругости нормальный, ГПа
T	температура, при которой получены свойства, Град
l и λ	коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
C	удельная теплоемкость материала (диапазон 20o – T ), [Дж/(кг·град)]
pn и r	плотность кг/м3
а	коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o – T ), 1/°С
σtТ	предел длительной прочности, МПа
G	модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

 

Источник: metallicheckiy-portal.ru.

 

Заказывайте нержавеющий металлопрокат в онлайн-каталоге металлобазы «Аксвил»:

Нержавеющий металл

Листы нержавеющие
— Лист нержавеющий AISI 304 (08X18h20)
— Лист нержавеющий AISI 430 (08Х17)
— Лист нержавеющий AISI 321 (12Х18Н10Т)
— Перфорированный нержавеющий лист
— Рифленый нержавеющий лист
— Лист нержавеющий AISI 904L
— Лист нержавеющий 06ХН28МДТ
— Лист нержавеющий 08Х18Н10
— Лист нержавеющий 12Х18Н10Т
— Лист нержавеющий AISI 316TI
— Лист нержавеющий 10Х17Н13М2Т

Нержавеющие профильные трубы
— Труба профильная нержавеющая AISI 201
— Труба профильная нержавеющая AISI 304
— Труба профильная нержавеющая AISI 430

Нержавеющие круглые трубы
— Бесшовная нержавеющая труба
— Труба электросварная нержавеющая AISI201
— Труба электросварная нержавеющая AISI304
— Труба электросварная нержавеющая AISI316L
— Труба электросварная нержавеющая AISI430

Круг нержавеющий

Сетка нержавеющая

Шестигранник нержавеющий

Нержавеющий стальной уголок
— Уголок нержавеющий 08Х18Н10
— Уголок нержавеющий AISI304

Наиболее распространенные типы нержавеющей стали

Существуют различные типы нержавеющей стали. Каждый состав сплава имеет свои уникальные свойства. Особенно они отличаются прочностью при растяжении, температурой плавления, стойкости к окислению и коррозии.

Рассмотрим наиболее распространенные типы нержавеющей стали в каждой категории.

Аустенитная нержавеющая сталь

• Нержавейка AISI 304 – наиболее распространенный и универсальный тип нержавеющей стали. Она отличается высокой прочностью на растяжение – порядка 621 МПа. Марка AISI 304 имеет высокую максимальную рабочую температуру – около 870˚C. Сочетание этих свойств делает нержавеющую сталь марки 304 идеальной для широкого спектра применений.
• Нержавеющая сталь марки 316 – распространенная разновидность аустенитной нержавеющей стали. Имеет высокий предел прочности на разрыв 579 МПа и максимальную температуру использования около 800°C. AISI 316 обладает лучшей устойчивостью к хлоридам (например, соли), чем сплав 304. Это делает его предпочтительным выбором для любого применения, связанного с воздействием соли или других хлоридов.

Ферритная нержавеющая сталь

• Нержавеющая сталь AISI 430 – не такая прочная, как любой из перечисленных выше аустенитных сплавов, но обладает хорошей стойкостью к азотной кислоте. Хотя предел прочности на растяжение составляет всего 450 МПа что ниже, чем у аустенитных нержавеющих сталей, AISI 430 все же подходит для многих тяжелых условий эксплуатации.
• Нержавейка марки 434 – более прочная ферритная сталь по сравнению с маркой AISI 430. Предел прочности при растяжении – 540 МПа, а максимальная рабочая температура- 815˚C. Это делает нержавеющую сталь марки 434 немного лучше для высокотемпературных применений, чем нержавеющую сталь 316, и при этом более прочную, чем нержавеющая сталь марки 430. Нержавеющая сталь марки 434 также обладает отличной устойчивостью к точечной коррозии по сравнению с нержавеющей сталью марки 430.

Мартенситная нержавеющая сталь

• AISI 420 обладает хорошей устойчивостью к кислотам, воде, некоторым щелочам и пищевым соединениям. Благодаря этому данная марка часто используется для столовых приборов. При отжиге AISI 420 имеет предел прочности на разрыв порядка 586 МПа. При затвердевании и снятии напряжения прочность материала на растяжение увеличивается примерно до 1586 МПа.

В компании Металлобаза №2 всегда в наличии нержавейка распространенных марок стали. Чтобы подобрать и купить нержавейку – обращайтесь в филиалы компании М2.

Лист нержавеющий AISI 304 (08Х18Н10)

Технические данные

Марка AISI304 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 низкотемпературные свойства. Если межкристаллическая коррозия происходит в зоне высоких температур, так же рекомендуется ее применение.

Область применения

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

•  Резервуары (Танки) и контейнеры для большого разнообразия жидкостей и сухих веществ;

• Промышленное оборудование в горнодобывающей, химической, криогенной, пищевой, молочной и фармацевтических отраслях промышленности.

Дифференциация марки 304

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)

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

 

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

1. Механические cвойства при комнатной температуре 

	304		304 L
	Типичн	Min	Типичн	Min
Rp m Предел прочности (при растяжении), N/mm2	600	515	590	485
Rp0,2 Предел Текучести, (0.2 %), N/mm2	310	205	310	170
A5 относительное удлинение, %	60	40	60	40
Твердость по Бринеллю – НВ	170	–	170	–
Усталостная прочность, N/mm2	240	–	240	–

 

2.Свойства при высоких температурах

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

Предел прочности при повышенных температурах

Температура, °C	600	700	800	900	100
Rp m Предел прочности (при растяжении), N/mm2	380	270	170	90	50

 Минимальные величины Предела Упругости при высокой температуре (деформация в 1 % за 10 000 часов) 

Температура, °C	550	600	650	700	800
Rp1,0  1.0% пластичная деформация (текучесть), N/mm2	120	80	50	30	10

 

   Максимум рекомендованных Температур Обслуживания (Температура образования окалины)

-Непрерывное воздействие 925 °C

-Прерывистые воздействия 850 °C

3. Свойства в низких Температурах (304 / 304L)

Температура, °C	-78	-161	-196
Rp m Предел прочности (при растяжении), N/mm2	1100/950	1450/1200	1600/1350
Rp0,2 Предел Упругости, (0.2 %), (условный предел текучести) N/mm 2	300/180	380/220	400/220
Ударная вязкость, J	180/175	160/160	155/150

 

4. Сопротивление Коррозии

4.1 Кислотные среды

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

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	10	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 100 mm/год

1 = частичная защита – Скорость коррозии от 100m до 1000 mm/год

2 = non resistant – Скорость коррозии более чем 1000 mm/год

4.2 Атмосферные воздействия

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

Окружающая среда	Скорость коррозии (mm/год)
	AISI 304	Aлюминий-3S	Углеродистая сталь
Сельская	0.0025	0.025	5.8
Морская	0.0076	0.432	34.0
Индустриальная морская	0.0076	0.686	46.2

 5. Тепловая Обработка

 

5.1. 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

5.2.Отпуск (Снятие напряжения)

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

5.3. Горячая обработка(интервал ковки)

Начальная температура: 1150 – 1260°C

Конечная температура: 900 – 925°C

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

6. Холодная Обработка

304 / 304L 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.

6.1. О гибке

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

s < 3 мм, мин r = 0

3 мм < s < 6 мм, мин r = 0.5 х s, угол гибки 180°

6 мм < s < 12 мм, мин r = 0.5 х s, угол гибки 90°

соответственно больше>.При загибе обычного прямого угла на 90° получаем следующие показатели по выправлению:

r = s обратное распрямление ок.2°

r = 6 х s обратное распрямление ок.4°

r = 20 x s обратное распрямление ок.15°

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

Следует заметить, что для ферритной нержавеющей стали рекомендуют следующие минимумы:

s < 6 мм – мин r = s, 180°

6 мм < s < 12 мм – мин r = s, 90°

6.2. 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 Md30(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.

6.3. 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 Md30(N) стали должен явно быть <на плюсе>.

7. Сварка

Свариваемость – очень хорошая, легко свариваемая.

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)	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.в Иногда Аргон, Азот.

Обычно тепловая обработка после сварки не требуется. Однако, где существует риск межкристаллитной коррозии, производят дополнительное отожжение при 1050-1150°С. Для марок 304L (низкий углерод) или 321 (стабилизация Ti) это условие – предпочтительно (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.

Нержавеющая сталь AISI 304

Нержавеющая сталь с маркировкой AISI 304 востребована в области промышленности и производства различных типов оборудования. К ней применяется ряд стандартов и одобрений, среди которых AMS 5513, ASTM A 240, ASTM A 666. Сталь также поставляется под обозначением 08Х18Н10 и 12Х18Н9. Данная разновидность относится к категории антикоррозийных жаропрочных.

В продаже можно отыскать несколько сортов товаров с такой маркировкой. Помимо основного, среди них встречается сорт глубокой вытяжки с обозначением AISI 304 DDQ (Normal and deep drawing). Для сорта особо глубокой вытяжки создано обозначение AISI 304 DDS (Extra deep drawing).

Материал отличается высокими показателями пластичности, переносит воздействие агрессивных сред без появления признаков коррозии. Еще одна особенность – хорошая свариваемость, открывающая возможность для обширного использования в области производства различных типов приборов и деталей.

В таблице ниже показаны особенности химического состава стали, а также механические и физические свойства.

Химический состав (% к массе)

стандарт	марка	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni
ASTM A240	AISI 304	≤0.080	≤0.75	≤2.0	≤0.045	≤0.030	18.00 – 20.00	8.00 – 10.50

Механические свойства

AISI 304	Сопротивление на разрыв (σв), Н/мм²	Предел текучести(σ0,2), Н/мм²	Предел текучести(σ1,0), Н/мм²	Относительное удлинение (σ), %	Твердость по Бринеллю (HB)	Твердость по Роквеллу (HRB)
В соответствии с EN 10088-2	≥520	≥210	≥250	≥45	–	–
В соответствии с ASTM A 240	≥515	≥205	–	≥40	202	85

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	Ωmm2/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 103	20°C	200

Основная область применения

Материал с такой маркировкой поставляется для производства изделий различного типа. Среди них раковины, каркасы для металлоконструкций различного назначения, оборудование для разлива и хранения молока, приготовления пива.

Благодаря хорошим показателям свариваемости, материал используется для изготовления сварных конструкций различного размера и области применения. Продукция такого типа создается для использования в крупных резервуарах в том числе, на наземных танкерах, используемых в перевозке продовольствия и напитков. Из стали с такой маркировкой активно создают различную кухонную утварь. Встречается она и при изготовлении оснащения для точек общественного питания.

Особенности сопротивления коррозии

Обширное распространение стали с такой маркировкой на производстве объясняется высокими параметрами сопротивления коррозии. Такого типа продукция выдерживает использование при соприкосновении с агрессивными средами, однако если появляется опасность возникновения межкристаллической коррозии, использовать такое сырье не рекомендуется.

Такое вариант способен переносить воздействие фосфорной кислоты, если вокруг сформирована нормальная температура среды. Также возможно использование при соприкосновении с муравьиной и молочной кислотой. Требования к использованию с азотной и уксусной кислотами строже, чтобы материал не получил повреждения при использовании с азотной кислотой, нужно соблюдать предельную концентрацию – не более 65% при температуре не выше 50 и не ниже 20 градусов. Такой же температурный диапазон актуальнее и при использовании с уксусной кислотой.

Одно из требований к применению материал – на него не должна долго воздействовать среда. Если описанные кислоты попали на поверхность, то после окончания воздействия, их стоит вытереть и удалить все следы с поверхности.

Так как сталь относится к категории устойчивых к высоким температурам и переносит периодический контакт с кислотами, она нашла применение в областях, где готовят горячую пищу и напитки, как уже было сказано, из такого материала часто производят специальные емкости для хранения вина, других алкогольных напитков. Благодаря особой структуре, в такой емкости состав не меняет своего вкуса и не приобретает посторонние запахи, что также очень важно при производстве продуктов.

При заявленной жаропрочности, в использовании стали в средах с повышенной температурой стоит проявить осторожность. Температурный диапазон от 425°C до 820°C не пойдет на пользу швам – они являются потенциально слабым местом всей конструкции.

Что учесть при сварке

Сталь AISI 304 относится к категории легко свариваемых. Она не требует дополнительной термической обработки после того, как сварка закончена. Важное условие обеспечения сохранности шва – после завершения работы он защищается от накопившейся окалины и затем пассивируется.

Если соблюдать требования к сварке и обратить внимание на допустимые температуры, вы получите качественный, долговечный вариант материала, способного прослужить много лет.

Центральные особенности формовки стали AISI 304

Одной из важных тем при рассмотрении свойств стали становится вопрос формовки. Представленная разновидность отличается высоким уровнем упругости, пластичности и прочности. При этом она довольно легкая, что расширяет область применения.

С такой сталью на производстве может проводиться масса действий. Волочение, ротационная вытяжка, изгиб – всё это части технологического процесса при изготовлении различных вариантов изделий. И одним из таких процессов оказывается формовка. Она проводится машинным методом с затрачиванием определенных усилий.

К материалу можно применять как стандартную формовку, так и процедуру с растяжением. Это помогает сделать стенки создаваемой емкости и тоньше без потери прочности. Для стали устанавливается теперь допустимого растяжения при прохождении испытаний Эриксона.

Основные особенности обработки стали

Помимо перечисленного, сталь может проходить через процедуру отжига и отпуска. Средняя температура, при которой проводится отжиг составляет 1050 °C. Доступно как воздушное, так и водяное последующее охлаждение.

В процессе отжига можно увидеть уровень сопротивления потенциальному появлению коррозии. Это достигается при нагреве до 1070 °C и быстром охлаждении.

Проведение процедуры предполагает также пассивирование и травление – это также помогает существенно улучшить эксплуатационные характеристики такого типа продукции.

Процедура отпуска – это еще один процесс, который часто используется к такому типу стали. На отпуск уходит около часа. Температура проведения процедуры составляет 400°C.

Без прохождения процедуры отжига не обойтись. Если планируется обработка с использованием высоких температур.

Помимо перечисленных выше процедур, предусматривается также пассивирование и травление. Пассивация проводится с использованием раствора 20-25 % HNO3 при 20°C. Также нашли активное применение и пассивирующие пасты – они применяются в сварочной зоне и обеспечивают дополнительную защиту от повреждений и ослабления шва после выполнения работ.

Травление предполагает очистку поверхности. Для проведения процедуры подойдет смесь азотной кислоты и фтористоводородной/плавиковой кислоты (10 % HNO3 + 2% HF) при комнатной температуре или 60°C. Активно используется и паста для очистки окалины.

Лист нержавеющий AISI 201 – характеристики, состав, применение, российский аналог 12Х15Г9НД

Маркировка AISI относится к широко распространенной в мире классификации сталей, разработанной Американским институтом железа и стали (American Iron and Steel Institute – AISI). Российским аналогом листов из нержавеющей стали AISI 201 является сталь 12Х15Г9НД.

Сортамент листов из стали AISI 201

Листовая нержавеющая сталь производится согласно ГОСТ 19904-90 (сортамент) и ГОСТ 5582-75 (Технические условия и характеристики). Марка стали 12Х15Г9НД на настоящий момент в действующие стандарты не внесена, но благодаря близости свойств к другим низконикелевым аустенитным сталям, может заказываться по указанным ГОСТам.

Наиболее ходовой сортамент листа нержавеющего AISI 201:

• толщина 0,5-3,0 мм
• раскрой 1000х2000 и 1250х2500 мм.

Химический состав, характеристики

Химический состав стали AISI 201 (12Х15Г9НД):

• углерод ≤ 0,12%
• хром = 14-16,5%
• марганец = 8,5-10,5%
• никель = 1,0-1,5%
• медь ≤ 2%
• азот ≤ 0,2%.

Как видно, главными легирующими элементами являются хром и марганец. Так же важным является введение в большом количестве азота и меди.

Сложная система легирования предназначена для образования стабильной высокохромистой аустенитной структуры, обладающей высокой стойкостью в кислых, щелочных и нейтральных средах. Хром в количестве, кратном 6%, скачкообразно повышает электрохимический потенциал, коррозионную стойкость стали. Кроме того, хром интенсивно окисляется, образует плотный и устойчивый оксид, который защищает поверхность от воздействия среды.

Стоимость листов с низким содержанием никеля

Особенностью стали AISI 201 является низкое содержание никеля. В аустенитных нержавеющих сталях никель обычно содержится в количестве не менее 9-10%. В данном случае он заменен на комплекс «марганец+азот», обеспечивающий стабильную аустенитную структуру, но имеющий стоимость намного ниже, чем дорогой и дефицитный никель. Медь в количестве более 1% повышает стойкость аустенитных сталей к электрохимической коррозии.

Механические свойства

Для холоднокатаных листов AISI 201 контролируются такие механические свойства как:

• временное сопротивление разрыву σв
• предел текучести σт
• относительное удлинение δ5.
  

Лист нержавеющий AISI 201 поставляется в нагартованном, полунагартованном и термически обработанном (разупрочненном) состояниях.

Основные механические свойства после термообработки равны:

• σв ≥ 640 Н/мм2
• σт ≥ 310 Н/мм2
• δ5 ≥ 40%.

По прочности эта сталь превышает на 20-30% высоконикелевый аналог.

Преимущества и недостатки листов 12Х15Г9НД

Листы 12Х15Г9НД, являющиеся прекрасной заменой проката из стали AISI 201 подходят для следующих областей применения:

• гражданское и промышленное строительство (повышенная устойчивость к атмосферному воздействию, стойкость в речной и морской воде)
• бытовое оборудование и приборы (высокая коррозионная стойкость в растворах солей, щелочей и слабых кислот)
• котельное оборудование (жаростойкость, т.е. стойкость к окислению при повышенных температурах до 7500С)

Главный недостаток, ограничивающий применение листов из стали 12Х15Г9ГД: склонность к межкристаллитной коррозии.

Сталь не стабилизирована титаном, поэтому при длительном нагреве возможно падение легированности зон вдоль границ зерен (кристаллитов), что приводит к их коррозионному растрескиванию особенно при знакопеременных нагрузках в агрессивных средах.

Все о стали 304 (свойства, прочность и применение)

Сталь – это сплав, то есть металл, полученный в результате смешения так называемых легирующих элементов с основным металлом, и он обеспечивает в буквальном смысле основу для современной промышленности. Сталь состоит в основном из углерода и железа, а также других микроэлементов, которые могут придавать сталям уникальные свойства друг от друга. Один класс сталей известен как нержавеющие стали, в которых используется хром для уменьшения обычной коррозии, которой подвергаются большинство материалов на основе железа.В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенную нержавеющую сталь 304, а также исследуем ее физические, механические и рабочие свойства. Дизайнеры получат лучшее представление о том, что это за материал, как он работает и где сталь 304 применяется в промышленности, чтобы они потенциально могли выбрать этот материал для использования в своих собственных проектах.

Физические свойства стали 304

Нержавеющая сталь получила свое название от Американского института чугуна и стали (AISI) и Общества автомобильных инженеров (SAE), которые отдельно создали свои собственные системы наименования для стальных сплавов на основе легирующих элементов, использования и других факторов.Названия стали могут сбивать с толку, так как один и тот же сплав может иметь разные идентификаторы в зависимости от используемой системы; однако следует понимать, что химический состав большинства смесей сплавов остается неизменным в разных системах классификации. В случае нержавеющих сталей они часто состоят из 10-30% хрома и выдерживают различные степени воздействия коррозии. Чтобы узнать больше о различиях между нержавеющими сталями, прочтите нашу статью о типах нержавеющей стали.

Сталь

Тип 304 входит в состав нержавеющих сталей 3хх или тех сплавов, которые смешаны с хромом и никелем.Ниже представлен химический анализ стали 304:

• <= 0,08% углерода
• 18-20% хрома
• 66,345-74% железа
• <= 2% марганца
• 8-10,5% никеля
• <= 0,045% фосфора
• <= 0,03% серы
• <= 1% кремния

Плотность стали 304 составляет около 8 г / см ³ или 0,289 фунта / дюйм ³ . Сталь марки 304 также бывает трех основных разновидностей: сплавы 304, 304L и 304H, которые химически различаются в зависимости от содержания углерода.У 304L самый низкий процент углерода (0,03%), у 304H самый высокий (0,04-0,1%), а у сбалансированного 304 разница разделена (0,08%). В общем, 304L зарезервирован для больших сварочных компонентов, которые не требуют отжига после сварки, поскольку низкий процент углерода увеличивает пластичность. И наоборот, 304H чаще всего используется при повышенных температурах, когда повышенное содержание углерода помогает сохранить его прочность в горячем состоянии.

Сталь

Тип 304 является аустенитной, это просто тип молекулярной структуры, образованной из смеси сплава железа, хрома и никеля.Он делает сталь 304 по существу немагнитной и снижает ее устойчивость к коррозии между зернами благодаря тому, что аустенитные стали обычно являются низкоуглеродистыми. Сталь 304 хорошо сваривается с использованием большинства методов сварки, как с присадками, так и без них, и она легко вытягивается, формируется и раскручивается.

Коррозионная стойкость и температурные воздействия

Сталь

Тип 304, являющаяся самой популярной нержавеющей сталью, естественно, выбирается из-за ее коррозионной стойкости. Он может противостоять ржавчине во многих различных средах, но подвергается сильному воздействию только хлоридов.Он также испытывает повышенную точечную коррозию при высоких температурах (выше 60 градусов Цельсия), хотя более высокие сорта углерода (304H) значительно смягчают этот эффект. Это означает, что сталь 304 в основном ржавеет не при высоких температурах, а в водных растворах, где постоянный контакт с коррозионными материалами может привести к износу сплава. Сталь 304 не закаливается термической обработкой, но может быть подвергнута отжигу для повышения обрабатываемости и холодной обработке для повышения прочности. Если коррозионная стойкость является главным приоритетом проекта, 304L – лучший выбор, поскольку его пониженное содержание углерода снижает межкристаллитную коррозию.

Механические свойства

Таблица 1: Обзор механических свойств стали 304.

Механические свойства	Метрическая система	Английский
Предел прочности на разрыв	505 МПа	73200 фунтов на кв. Дюйм
Предел текучести при растяжении	215 МПа	31200 фунтов на кв. Дюйм
Твердость (по Роквеллу B)	70	70
Модуль упругости	193-200 ГПа	28000-29000 тысяч фунтов / кв. Дюйм
Удар по Шарпи	325 Дж	240 фут-фунтов

В таблице 1 показаны некоторые основные механические свойства стали 304.В следующем разделе кратко описывается каждый из этих параметров и показано, как они влияют на рабочие свойства стали 304.

Предел прочности на разрыв и предел текучести при растяжении являются мерой устойчивости материала к растягивающим (тянущим) силам. Предел текучести ниже, чем предел текучести, поскольку предел текучести описывает максимальное напряжение до того, как материал деформируется необратимо, тогда как предел текучести относится к максимальному напряжению перед разрушением.Хотя он не такой прочный, как некоторые другие доступные стали, пониженная прочность позволяет этому металлу легко придавать форму и манипулировать им без особых трудностей.

Тест на твердость по Роквеллу B – это один из различных тестов на твердость, используемых для описания реакции материала на деформацию поверхности. Более твердый материал не будет легко царапаться и, как правило, более хрупкий, в то время как более мягкий материал будет деформироваться под действием местного поверхностного напряжения и, как правило, более пластичен. Чем выше твердость по Роквеллу, тем тверже материал, но в какой степени это зависит от того, как он сравнивается с другими металлами в той же шкале.Сталь 304 имеет твердость 70 по Роквеллу; для справки, твердость меди, мягкого металла, по шкале В по Роквеллу составляет 51. Проще говоря, сталь 304 не такая твердая, как некоторые из ее собратьев из нержавеющей стали, такие как сталь 440 (дополнительную информацию см. в нашей статье о стали 440), но по-прежнему остается прочной сталью общего назначения.

Сталь

типа 304 имеет диапазон модулей упругости в зависимости от используемого типа, но все они находятся в пределах 193–200 ГПа. Модуль упругости является хорошим показателем способности материала сохранять форму при нагрузке и является общим показателем прочности.Как и у большинства сталей, модуль упругости стали 304 довольно высок, что означает, что она не будет легко деформироваться под нагрузкой; однако обратите внимание, что более низкий модуль упругости облегчает обработку, поэтому 304 часто изготавливают с более низким модулем упругости, чтобы обеспечить легкую механическую обработку.

Относительно неясным, но, тем не менее, важным показателем материала является то, сколько энергии поглощается, когда он застревает под действием большой силы, которая показывает, как он разрушается под действием напряжения. Крайне важно знать, как материал будет разрушаться, поскольку в некоторых случаях требуется более вязкий сценарий разрушения, чем более хрупкое разрушение.В испытании на удар по Шарпи используется большой маятник, который вращается в образце стали с надрезом, чтобы моделировать эти условия, где датчик покажет, сколько энергии передается от маятника к металлу. Низкая оценка удара по Шарпи означает, что материал обычно тверже, а его жесткая кристаллическая структура просто разрушается под действием силы маятника высокой энергии. Сталь 304 имеет высокий показатель ударной вязкости по Шарпи, что означает, что она, как правило, более пластична и будет гнуться до того, как сломается, поглощая часть удара.Это значение является еще одним доказательством того, что сталь 304 легко обрабатывается и манипулируется, когда трещина менее вероятна в стрессовых условиях.

Применение стали 304

Сталь

304 часто называют пищевой нержавеющей сталью, поскольку она не вступает в реакцию с большинством органических кислот и используется в пищевой промышленности. Благодаря своей превосходной свариваемости, обрабатываемости и обрабатываемости эти нержавеющие стали подходят для применений, требующих высокого уровня коррозионной стойкости, а также сложности.В результате 304 нашла множество применений, например:

, а также для других целей.

Из этого списка ясно, что сталь 304 эффективна во многих различных областях. Его превосходные рабочие характеристики в сочетании с обширной историей и доступностью делают его отличным выбором при выборе нержавеющей стали. Как всегда, свяжитесь со своим поставщиком, чтобы определить, как можно удовлетворить ваши требования, и узнать, подходит ли сталь 304 для работы.

Сводка

В этой статье представлен краткий обзор свойств, прочности и областей применения стали 304.Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:

1. https://www.academia.edu
2. http://web.mit.edu/1.51/www/pdf/chemical.pdf
3. http://asm.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=mq304a
4. http://web.mit.edu/ruddman/www/iap/materialsselection.pdf
5. http: //www.matweb.ru / search / DataSheet.aspx? MatGUID = ca486cc7cefa44d98ee67d2f5eb7d21f & ckck = 1

Прочие изделия из стали

• Типы профилей из конструкционной стали
• Ведущие производители и поставщики арматуры
• Типы арматуры
• Виды стали
• Виды нержавеющей стали
• Ведущие сталелитейные компании и производители стали США в мире
• Все о стали 5160 (свойства, прочность, применение)
• Все о стали 440 (свойства, прочность, применение)
• Все о стали 430 (свойства, прочность, применение)
• Все о 52100 Сталь
• Свойства, состав и применение стандартных сталей
• Обработка стали для поверхностного упрочнения (цементирование)
• Все о стали 9260 (свойства, прочность, применение)
• Все о стали 4130 (свойства, прочность, применение)
• Steel vs.Титан – прочность, свойства и применение

Больше от Metals & Metal Products

1.4301 (AISI 304), S30400 | Принадлежность

Распечатать / Скачать PDF

2

Стандарты	Обозначение EN X5CrNi18-10
1.4301 / AISI 304 – это стандартная аустенитная хромоникелевая нержавеющая сталь.

Особые свойства	Высокая коррозионная стойкость. Легкая формуемость. Не устойчив к межкристаллитной коррозии

Механические свойства 20 ° C	0,2% Предел текучести R p ≥ Н / мм² 190 Предел прочности на разрыв R м Н / мм² 500-700 Модуль упругости кН / мм² 200

Физические свойства 20 ° C	Удельная теплоемкость Дж / кг K 500 Теплопроводность Вт / м K 15 Удельное электрическое сопротивление Ом мм² / м 0.73

Подходящая сварка присадочные материалы	1.4302; 1,4316; 1.4551; 1.4301

Приложение	Химическая и нефтехимическая промышленность, нефтяная промышленность, оборудование для пищевой промышленности

Metal © | Heidhauser Str.89a | D-45239 Essen | Германия
Тел. +49 (201) 310 77 52 | Факс +49 (201) 310 77 47 | [email protected] | www.metalcor.de
Все данные без гарантии правильности / полноты и служат только для ознакомления. Таблицы данных не являются юридическим договором.
Ответственность за любые данные, а также за результат обработки и применения исключается.

Что такое прочность нержавеющих сталей – Выход – UTS – Определение

В металлургии нержавеющая сталь – это стальной сплав с содержанием не менее 10.5% хрома с другими легирующими элементами или без них и максимум 1,2% углерода по массе. Нержавеющие стали, также известные как нержавеющие стали или inox от французского inoxydable (неокисляемые), представляют собой стальные сплавы, которые очень хорошо известны своей коррозионной стойкостью , которая увеличивается с увеличением содержания хрома. Коррозионную стойкость также можно повысить за счет добавок никеля и молибдена. Стойкость этих металлических сплавов к химическому воздействию коррозионных агентов основана на пассивации .Для того чтобы пассивация происходила и оставалась стабильной, сплав Fe-Cr должен иметь минимальное содержание хрома примерно 10,5% по весу , выше которого может проявляться пассивность, а ниже которого она невозможна. Хром может использоваться в качестве упрочняющего элемента и часто используется с упрочняющим элементом, таким как никель, для получения превосходных механических свойств.

Типы нержавеющих сталей

Нержавеющая сталь – это общий термин для большого семейства коррозионно-стойких сплавов, содержащих не менее 10.5% хрома и может содержать другие легирующие элементы. Существует множество марок нержавеющей стали с различным содержанием хрома и молибдена и с различной кристаллографической структурой в зависимости от среды, в которой должен выдерживать сплав. Нержавеющие стали можно разделить на пять категорий:

• Ферритные нержавеющие стали . В ферритных нержавеющих сталях содержание углерода сохраняется на низком уровне (C <0,08%), а содержание хрома может составлять от 10,50 до 30,00%. Их называют ферритными сплавами, потому что они содержат в основном ферритные микроструктуры при всех температурах и не могут быть упрочнены путем термообработки и закалки.Они классифицируются с обозначениями серии 400 AISI. Хотя некоторые ферритные сорта содержат молибден (до 4,00%), только хром присутствует в качестве основного металлического легирующего элемента. Обычно они используются только для относительно тонких сечений из-за недостаточной ударной вязкости сварных швов. Кроме того, они обладают относительно низкой жаропрочностью. Ферритные стали выбираются из-за их устойчивости к коррозионному растрескиванию под напряжением, что делает их привлекательной альтернативой аустенитным нержавеющим сталям в приложениях, где преобладает SCC, вызванный хлоридом.
• Аустенитные нержавеющие стали . Аустенитные нержавеющие стали содержат от 16 до 25% Cr, а также могут содержать азот в растворе, что способствует их относительно высокой коррозионной стойкости. Они классифицируются с обозначениями AISI серии 200 или 300; Сорта серии 300 представляют собой хромоникелевые сплавы, а серия 200 представляют собой набор составов, в которых марганец и / или азот заменяют некоторую часть никеля. Аустенитные нержавеющие стали обладают лучшей коррозионной стойкостью из всех нержавеющих сталей, обладают превосходными криогенными свойствами и хорошей жаропрочностью.Они обладают немагнитной гранецентрированной кубической (ГЦК) микроструктурой и легко поддаются сварке. Эта кристаллическая структура аустенита достигается за счет добавления достаточного количества стабилизирующих аустенит элементов никеля, марганца и азота. Аустенитная нержавеющая сталь – самая большая группа нержавеющих сталей, на которую приходится около двух третей всего производства нержавеющей стали. Их предел текучести низкий (от 200 до 300 МПа), что ограничивает их использование для конструкционных и других несущих компонентов.Они не могут быть закалены термической обработкой, но обладают полезным свойством закалки до высоких уровней прочности, сохраняя при этом полезный уровень пластичности и ударной вязкости. В таких ситуациях предпочтение отдается дуплексным нержавеющим сталям из-за их высокой прочности и коррозионной стойкости. Самая известная марка – нержавеющая сталь AISI 304, которая в качестве основных компонентов, не содержащих железа, содержит как хром (от 15% до 20%), так и никель (от 2% до 10,5%). Нержавеющая сталь 304 обладает отличной стойкостью к широкому спектру атмосферных сред и многих агрессивных сред.Эти сплавы обычно характеризуются как пластичные, свариваемые и упрочняемые путем холодной штамповки.
• Мартенситные нержавеющие стали . Мартенситные нержавеющие стали похожи на ферритные стали по содержанию хрома, но имеют более высокий уровень углерода до 1%. Иногда их классифицируют как низкоуглеродистые и высокоуглеродистые мартенситные нержавеющие стали. Они содержат от 12 до 14% хрома, от 0,2 до 1% молибдена и незначительное количество никеля. Более высокое количество углерода позволяет им закаливать и отпускать так же, как углеродистые и низколегированные стали.Они обладают средней коррозионной стойкостью, но считаются твердыми, прочными, слегка хрупкими. Они магнитные, и в отличие от аустенитной нержавеющей стали, они могут подвергаться неразрушающему контролю с использованием метода магнитопорошкового контроля. Распространенной мартенситной нержавеющей сталью является AISI 440C, которая содержит от 16 до 18% хрома и от 0,95 до 1,2% углерода. Нержавеющая сталь марки 440C используется в следующих областях: измерительные блоки, столовые приборы, шариковые подшипники и дорожки, пресс-формы и матрицы, ножи. Как уже было написано, мартенситные нержавеющие стали можно упрочнять и отпускать с помощью нескольких способов старения / термообработки: металлургические механизмы, ответственные за мартенситные превращения, происходящие в этих нержавеющих сплавах во время аустенизации и закалки, по существу те же, что и те, которые используются для закалка низколегированных углеродистых и легированных сталей.Термическая обработка обычно включает три этапа:
  • Аустенизация, при которой сталь нагревается до температуры в диапазоне 980-1050 ° C в зависимости от марки. Аустенит представляет собой гранецентрированную кубическую фазу.
  • Закалка. После аустенизации стали необходимо закалить. Мартенситные нержавеющие сплавы могут быть закалены неподвижным воздухом, вакуумом с избыточным давлением или прерывистой закалкой в ​​масле. Аустенит превращается в мартенсит, твердую объемноцентрированную тетрагональную кристаллическую структуру.Мартенсит очень твердый и слишком хрупкий для большинства применений.
  • Закалка, т.е. нагрев примерно до 500 ° C, выдержка при температуре, затем охлаждение на воздухе. Повышение температуры отпуска снижает предел текучести и предел прочности, но увеличивает удлинение и ударопрочность.
• Дуплексные нержавеющие стали . Дуплексные нержавеющие стали, как следует из их названия, представляют собой комбинацию двух основных типов сплавов. Они имеют смешанную микроструктуру аустенита и феррита, обычно цель состоит в том, чтобы получить смесь 50/50, хотя в промышленных сплавах соотношение может составлять 40/60.Их коррозионная стойкость аналогична их аустенитным аналогам, но их стойкость к коррозии под напряжением (особенно к коррозионному растрескиванию под напряжением хлорида), предел прочности и предел текучести (примерно в два раза превышающий предел текучести аустенитных нержавеющих сталей), как правило, выше, чем у аустенитных нержавеющих сталей. оценки. В дуплексных нержавеющих сталях содержание углерода сохраняется на очень низком уровне (C <0,03%). Содержание хрома составляет от 21,00 до 26,00%, никеля - от 3,50 до 8,00%, и эти сплавы могут содержать молибден (до 4,0%).50%). Вязкость и пластичность обычно находятся между аустенитными и ферритными сортами. Дуплексные марки обычно делятся на три подгруппы в зависимости от их коррозионной стойкости: обедненный дуплекс, стандартный дуплекс и супердуплекс. Superduplex стали обладают повышенной прочностью и устойчивостью ко всем формам коррозии по сравнению со стандартными аустенитными сталями. Обычно используется в морских приложениях, нефтехимических заводах, опреснительных установках, теплообменниках и бумажной промышленности. Сегодня нефтегазовая промышленность является крупнейшим пользователем и требует более стойких к коррозии марок стали, что привело к разработке супердуплексных сталей.
• PH Нержавеющая сталь. Нержавеющая сталь PH (дисперсионная закалка) содержит около 17% хрома и 4% никеля. Эти стали могут развить очень высокую прочность за счет добавок алюминия, титана, ниобия, ванадия и / или азота, которые образуют когерентные интерметаллические выделения во время процесса термообработки, называемого тепловым старением. Поскольку когерентные выделения образуются по всей микроструктуре, они деформируют кристаллическую решетку и препятствуют движению дислокаций или дефектов в решетке кристалла.Поскольку дислокации часто являются доминирующими носителями пластичности, это способствует упрочнению материала. Например, дисперсионно-упрочненная нержавеющая сталь 17-4 PH (AISI 630) имеет исходную микроструктуру аустенита или мартенсита. Аустенитные сорта превращаются в мартенситные посредством термической обработки (например, путем термообработки при температуре около 1040 ° C с последующей закалкой) перед тем, как можно будет выполнить дисперсионное твердение. Последующая обработка старением при температуре около 475 ° C выделяет фазы, богатые Nb и Cu, которые повышают прочность до предела текучести более 1000 МПа.Однако, в отличие от аустенитных сплавов, термообработка упрочняет PH-стали до более высоких уровней, чем мартенситные сплавы. Нержавеющие стали с дисперсионным твердением обозначаются серией AISI 600. Из всех доступных марок нержавеющей стали они, как правило, предлагают наилучшее сочетание высокой прочности с превосходной ударной вязкостью и коррозионной стойкостью. Они так же устойчивы к коррозии, как и аустенитные марки. Обычно используется в аэрокосмической и других высокотехнологичных отраслях.

Легирующие добавки в нержавеющую сталь

Чистое железо слишком мягкое, чтобы его можно было использовать для создания структуры, но добавление небольших количеств других элементов (например, углерода, марганца или кремния) значительно увеличивает его механическую прочность. Сплавы обычно прочнее чистых металлов, хотя обычно они обладают пониженной электрической и теплопроводностью. Прочность – важнейший критерий, по которому судят о многих конструкционных материалах. Поэтому сплавы используются для инженерного строительства. Синергетический эффект легирующих элементов и термообработки дает огромное разнообразие микроструктур и свойств.

• Углерод . Углерод – неметаллический элемент, который является важным легирующим элементом во всех материалах на основе черных металлов.Углерод всегда присутствует в металлических сплавах, то есть во всех марках нержавеющей стали и жаропрочных сплавах. Углерод является очень сильным аустенитизатором и увеличивает прочность стали. Фактически, он является основным упрочняющим элементом и необходим для образования цементита, Fe ₃ C, перлита, сфероидита и железоуглеродистого мартенсита. Добавление небольшого количества неметаллического углерода в железо меняет его большую пластичность на большую прочность. Если он сочетается с хромом в качестве отдельного компонента (карбид хрома), он может оказать пагубное влияние на коррозионную стойкость из-за удаления части хрома из твердого раствора в сплаве и, как следствие, уменьшения количества хрома, доступного для обеспечения устойчивость к коррозии.
• Хром . Хром увеличивает твердость, прочность и коррозионную стойкость. Упрочняющий эффект образования стабильных карбидов металлов на границах зерен и значительное повышение коррозионной стойкости сделали хром важным легирующим материалом для стали. Стойкость этих металлических сплавов к химическому воздействию коррозионных агентов основана на пассивации. Чтобы пассивация происходила и оставалась стабильной, сплав Fe-Cr должен иметь минимальное содержание хрома около 11% по весу, при превышении которого может проявляться пассивность, а при понижении – невозможно.Хром может использоваться в качестве упрочняющего элемента и часто используется с упрочняющим элементом, таким как никель, для получения превосходных механических свойств. При более высоких температурах хром способствует увеличению прочности. Быстрорежущие инструментальные стали содержат от 3 до 5% хрома. Обычно он используется для таких применений вместе с молибденом.
• Никель . Никель – один из самых распространенных легирующих элементов. Около 65% производства никеля используется в производстве нержавеющих сталей.Поскольку никель не образует карбидных соединений в стали, он остается в растворе в феррите, упрочняя ферритную фазу и делая ее более жесткой. Никелевые стали легко поддаются термической обработке, поскольку никель снижает критическую скорость охлаждения. Сплавы на основе никеля (например, сплавы Fe-Cr-Ni (Mo)) проявляют превосходную пластичность и ударную вязкость даже при высоких уровнях прочности, и эти свойства сохраняются до низких температур. Никель также снижает тепловое расширение для лучшей стабильности размеров. Никель является основным элементом суперсплавов, которые представляют собой группу никелевых, железоникелевых и кобальтовых сплавов, используемых в реактивных двигателях.Эти металлы обладают превосходной стойкостью к термической деформации ползучести и сохраняют свою жесткость, прочность, ударную вязкость и стабильность размеров при температурах, значительно превышающих другие конструкционные материалы для авиакосмической промышленности.
• Молибден . Молибден, содержащийся в небольших количествах в нержавеющих сталях, повышает прокаливаемость и прочность, особенно при высоких температурах. Высокая температура плавления молибдена делает его важным для придания прочности стали и другим металлическим сплавам при высоких температурах.Молибден уникален тем, что увеличивает прочность стали на растяжение и ползучесть при высоких температурах. Он замедляет превращение аустенита в перлит гораздо больше, чем превращение аустенита в бейнит; таким образом, бейнит может быть получен путем непрерывного охлаждения молибденосодержащих сталей.
• Ванадий . Ванадий обычно добавляют в сталь для предотвращения роста зерен во время термообработки. Контролируя рост зерна, он улучшает как прочность, так и ударную вязкость закаленной и отпущенной стали.
• Вольфрам . Образует стабильные карбиды и измельчает размер зерна для повышения твердости, особенно при высоких температурах. Вольфрам широко используется в быстрорежущих инструментальных сталях и был предложен в качестве замены молибдена в ферритных сталях с пониженной активацией для ядерных применений.

Прочность нержавеющих сталей

В механике материалов прочность материала – это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов в основном учитывает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность материала – это его способность выдерживать эту приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Предел прочности на разрыв

Предел прочности на разрыв нержавеющей стали марки 304 составляет 515 МПа.

Предел прочности на разрыв нержавеющей стали марки 304L составляет 485 МПа.

Предел прочности на разрыв ферритной нержавеющей стали марки 430 составляет 480 МПа.

Предел прочности на разрыв мартенситной нержавеющей стали марки 440C составляет 760 МПа.

Предел прочности на разрыв дуплексных нержавеющих сталей – SAF 2205 составляет 620 МПа.

Предел прочности на разрыв для сталей с дисперсионным упрочнением – нержавеющая сталь 17-4РН зависит от процесса термообработки, но составляет около 1000 МПа.

Предел прочности при растяжении является максимумом на инженерной кривой зависимости напряжения от деформации. Это соответствует максимальному напряжению , которое может выдержать конструкция при растяжении. Предел прочности на разрыв часто сокращают до «прочности на разрыв» или даже до «предела». Если это напряжение приложить и поддерживать, в результате произойдет разрушение. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 процентов больше, чем предел текучести для некоторых типов металлов).Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает образование шейки, где площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая “напряжение-деформация” не содержит напряжения, превышающего предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности. Это интенсивное свойство; поэтому его значение не зависит от размера испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов, а также температура – испытательной среды и материала. Предел прочности на разрыв варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.

Предел текучести

Предел текучести нержавеющей стали марки 304 составляет 205 МПа.

Предел текучести нержавеющей стали марки 304L составляет 170 МПа.

Предел текучести ферритной нержавеющей стали марки 430 составляет 310 МПа.

Предел текучести мартенситной нержавеющей стали марки 440С составляет 450 МПа.

Предел текучести дуплексных нержавеющих сталей – SAF 2205 составляет 440 МПа.

Предел текучести сталей дисперсионного твердения – нержавеющая сталь 17-4ПН зависит от процесса термообработки, но составляет около 850 МПа.

Предел текучести – это точка на кривой зависимости напряжения от деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести – это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести – это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация.До достижения предела текучести материал будет упруго деформироваться и вернется к своей исходной форме, когда приложенное напряжение будет снято. После достижения предела текучести некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют поведение, называемое явлением предела текучести. Предел текучести варьируется от 35 МПа для алюминия с низкой прочностью до более 1400 МПа для высокопрочных сталей.

Модуль упругости Юнга

Модуль упругости

из нержавеющей стали типа 304 и 304L составляет 193 ГПа.

Модуль упругости

для ферритной нержавеющей стали марки 430 составляет 220 ГПа.

Модуль упругости

Мартенситной нержавеющей стали марки 440C составляет 200 ГПа.

Модуль упругости

Юнга дуплексных нержавеющих сталей – SAF 2205 составляет 200 ГПа.

Модуль упругости

Юнга сталей дисперсионного твердения – нержавеющей стали 17-4РН составляет 200 ГПа.

Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости для растягивающего и сжимающего напряжения в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается с помощью испытаний на растяжение.С точностью до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из положения равновесия. Все атомы смещаются на одинаковую величину и по-прежнему сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и остаточная деформация не происходит. Согласно закону Гука , напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон равен модулю Юнга .Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.

& nbsp;

& nbsp;

Часто задаваемые вопросы о нержавеющей стали 304 и 316

Когда дело доходит до решеток для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха от AJ Manufacturing, материалы имеют значение

Устойчивость нержавеющей стали к коррозии и простые требования к чистке определяют то, почему она является идеальным материалом для обратных решеток HVAC, и особенно для критических условий и чистых помещений.

Нержавеющая сталь типа 304

Что такое нержавеющая сталь типа 304?

Нержавеющая сталь типа 304 является наиболее универсальной и широко используемой из аустенитных нержавеющих сталей. Он содержит хромоникелевый сплав с низким содержанием углерода: 18 процентов хрома и 8 процентов никелевого сплава.

Для чего используется нержавеющая сталь марки 304?

Тип 304 идеально подходит для автомобильного применения, кухонного оборудования, хомутов для шлангов, пружин, кузовов грузовиков, выпускных коллекторов, столовых приборов из нержавеющей стали, резервуаров для хранения, сосудов под давлением, трубопроводов и обратных решеток из нержавеющей стали.Сплав обеспечивает хорошую стойкость к среднекислотным или едким растворам. Однако он менее идеален для сварки; Версия с низким содержанием углерода (304L) рекомендуется для сварки, так как она обеспечивает повышенную стойкость к межкристаллитной коррозии.

Почему нержавеющая сталь марки 304 используется в критических условиях?

Тип 304 прост в изготовлении и очистке, а также помогает предотвратить загрязнение продукта. Он доступен в различных вариантах отделки и внешнего вида, чтобы безупречно вписаться в любой проект.

Каков типичный анализ нержавеющей стали типа 304?

Типичный анализ представлен ASTM-A240 и ASME-SA240. Ниже приводится процентное содержание элемента по весу.

C = 0,08
Mn = 2,00
P = 0,045
S = 0,030
Si = 1,00
Cr = 18,00
Ni = 8,00-12,00
N = 0,10

Нержавеющая сталь типа 316

Что такое Нержавеющая сталь типа 316 ?

Нержавеющая сталь типа 316 – это аустенитная хромоникелевая нержавеющая и жаропрочная сталь с превосходной коррозионной стойкостью по сравнению с другими хромоникелевыми сталями, даже при воздействии химических корродентов, таких как морская вода и солевые растворы.

Для чего используется нержавеющая сталь марки 316?

Как и тип 304, тип 316 используется в различных областях, но он еще более устойчив к химическому воздействию.

Почему нержавеющая сталь типа 316 используется в критических условиях?

Нержавеющая сталь типа 316 долговечна, ее легко производить, чистить, сваривать и обрабатывать. При производстве фармацевтических препаратов нержавеющая сталь, содержащая молибден, такая как тип 316, который содержит 2 процента, требуется, чтобы избежать чрезмерного металлического загрязнения.Он значительно более устойчив к растворам серной кислоты, хлоридов, бромидов, йодидов и жирных кислот при высоких температурах.

Что такое типичный анализ нержавеющей стали типа 316?

Типичный анализ представлен ASTM-A240 и ASME-SA240. Ниже приводится процентное содержание элемента по весу.

C = 0,08
Mn = 2,00
P = 0,04
S = 0,03
Si = 1,00
Cr = 16,00-18,00
Ni = 10,00-14,00
Mo = 2,00-3,00

Общая информация о нержавеющей стали

Почему устойчива ли нержавеющая сталь к ржавчине?

Нержавеющая сталь не вызывает коррозии из-за содержания хрома в сплаве.Кислород соединяется с хромом с образованием оксида хрома, обычно называемого керамическим.

Нержавеющая сталь образует на своей поверхности защитное покрытие, устойчивое к окислению и ржавчине. Образование этой пленки происходит мгновенно в окислительной атмосфере, такой как воздух, вода или другие жидкости, содержащие кислород. Когда слой сформировался, металл стал пассивированным, и скорость окисления снижается до менее 0,002 дюйма (или 0,05 мм) в год).

Что происходит с нержавеющей сталью при удалении пассивной поверхностной пленки?

При удалении пассивной поверхностной пленки основной металл обнажается и может образовывать ржавчину.Вот почему так важно никогда не подвергать нержавеющую сталь воздействию хлора, который соединяется с хромом и удаляет защитный слой.

Почему AJ Manufacturing добавляет прозрачное эпоксидное порошковое покрытие на решетки возврата воздуха из нержавеющей стали и другие изделия для распределения воздуха?

Эпоксидное порошковое покрытие – это термореактивное полимерное покрытие, которое повышает химическую стойкость нержавеющей стали. Он прочный и прочный. Наше прозрачное защитное покрытие защищает нержавеющую сталь от коррозии, точечной коррозии, отпечатков пальцев и пятен.Благодаря отделке наши продукты намного легче содержать в чистоте.

Мне нужно очистить решетки возвратного воздуха из нержавеющей стали и другие компоненты от AJ Manufacturing. Что мне использовать?

Нержавеющая сталь легко очищается простыми средствами.

• Однако никогда не используйте химические вещества, содержащие хлор. Сюда входят любые чистящие средства, кислоты, очищающие плитку или кирпич, а также некоторые моющие средства. Даже пары могут разъедать нержавеющую сталь. Всегда читайте этикетки на продуктах перед использованием чистящих средств рядом с нержавеющей сталью или на ней.
• Никогда не используйте стальную мочалку для чистки нержавеющей стали. Частицы стальной ваты застревают в зерне нержавеющей стали, и эти частицы ржавеют.
• Никогда не используйте чистящие средства, содержащие соли галогена, для нержавеющей стали, особенно хлориды. Галогены легко распознать, потому что они заканчиваются буквами «ин», как фтор, хлор, бром, йод и астатин.

Что делают хлориды с аустенитной нержавеющей сталью?

Хлориды вызывают точечную коррозию, щелевую коррозию и коррозионное растрескивание нержавеющих сталей.Температуры выше, чем окружающие, и температуры, которые постоянно меняются, могут усугубить коррозию, потому что это вызывает концентрацию хлоридов из-за испарения.

Низкие уровни хлора обычно безопасны для использования с нержавеющей сталью, но не выше 200 частей на миллион (ppm) для нержавеющей стали 304 и 1000 ppm для нержавеющей стали 316. Низкие уровни хлора в системах водопроводной воды не повлияют отрицательно на аустенитные нержавеющие стали, однако концентрация хлора всего лишь 25 ppm может иметь пагубный эффект и зависит от концентрации, температуры, pH и других факторов.

Каковы механические свойства нержавеющей стали типов 316 и 304?

Типичные механические свойства, необходимые для отожженного материала, охватываются ASTM-A240.

Предел текучести .2% Смещение = 30,000
Предел прочности на разрыв = 80,000
Удлинение = 50%
Твердость R = 90 макс.

Мы всегда готовы поделиться своими знаниями.

Отправьте нам электронное письмо

Моделирование эволюции пластической анизотропии стальных листов AISI 304 с помощью полиномиальной функции текучести

В этом исследовании использовалась модель материала полиномиального типа четвертого порядка (Poly4).{1/4} $$

(2)

где \ (a_ {1} \), \ (a_ {2} \), \ (a_ {3} \)… \ (a_ {9} \) – коэффициенты, описывающие анизотропию материала, \ (\ sigma_ { 11} \), \ (\ sigma_ {22} \) и \ (\ sigma_ {12} \) представляют нормальное и касательное напряжения соответственно. Условия положительности и выпуклости учтены в процедуре идентификации и получены верхняя и нижняя оценки коэффициентов, удовлетворяющих этим условиям.

\ (\ overline {\ sigma} _ {0} \), \ (\ overline {\ sigma} _ {45} \), \ (\ overline {\ sigma} _ {90} \), \ (\ overline {\ sigma} _ {b} \), \ (r_ {0} \), \ (r_ {45} \), \ (r_ {90} \) и \ (\ overline {\ sigma} _ {\ theta} \) и \ (r _ {\ theta} \) для \ (\ theta = 15 ^ {^ \ circ} \) и \ (75 ^ {^ \ circ} \) (или \ (30 ^ {^ \ circ} \) и \ (60 ^ {^ \ circ} \)) используются в качестве входных данных в процедуре идентификации для коэффициентов критерия доходности Poly4. {4} \, {\ text {and}} \, a_ {4} = – 4a_ {5} r_ {90} / \ влево ({1 + r_ {90}} \ right) $$

(3)

Шаг 2: Проверяются условия положительности и выпуклости для \ (\ overline {\ sigma} _ {b} \), а затем определяется коэффициент \ (a_ {3} \).\ circ}} \ right) \).

Шаг 5: Интервал для коэффициентов \ (a_ {6} \) и \ (a_ {8} \) проверяется с использованием неравенств (11) для удовлетворения условий положительности и выпуклости.

$$ 0 \ le a_ {6} \ le 6 \ sqrt {a_ {1} a_ {9}}, \, 0 \ le a_ {8} \ le 6 \ sqrt {a_ {5} a_ {9}} $$

(11)

На этом этапе был применен метод, отличный от процедуры идентификации Соаре. В нашем методе ограничивающая область коэффициентов \ (a_ {6} \) и \ (a_ {8} \) была разделена на 100 частей, и функция ошибок вычислялась для каждой пары \ (\ left ({a_ {6}) , a_ {8}} \ right) \) с помощью уравнения.{4}}}} \ right) – \ left ({a_ {6} + a_ {8}} \ right) $$

(12)

15 ⁰ и 75 ⁰ были взяты в качестве входных данных при определении коэффициентов Poly4, и эти углы были определены в соответствии с уравнением. (13) и уравнение. (14) в этом исследовании.

$$ \ sigma_ {30} = \ left ({\ sigma_ {0} + \ sigma_ {45}} \ right) / 2 $$

(13)

$$ \ sigma_ {15} = \ left ({\ sigma_ {0} + \ sigma_ {30}} \ right) / 2 \, {\ text {and}} \, \ sigma_ {75} = \ left ({\ sigma_ {45} + \ sigma_ {90}} \ right) / 2 $$

(14)

Блок-схема, которая резюмирует процедуру идентификации критерия текучести Poly4, представлена ​​на рис.4.

Рис. 4

Блок-схема процедуры определения коэффициентов для критерия текучести Poly4

Представление угловых вариаций отношений напряжений и деформаций является показателем при оценке предсказательной способности модели материала. Таким образом, в этом исследовании с помощью критерия текучести Poly4 были предсказаны направленные изменения отношения напряжений и коэффициента Ланкфорда. Теоретические объяснения плоских вариаций коэффициента текучести и коэффициента Ланкфорда объясняются ниже.{2} \ theta – \ left ({\ frac {\ partial f} {{\ partial \ sigma_ {12}}}} \ right) sin \ theta cos \ theta}} {{\ frac {\ partial f} { {\ partial \ sigma_ {11}}} + \ frac {\ partial f} {{\ partial \ sigma_ {22}}}}} $$

(24)

Наконец, используются уравнения преобразования напряжений \ (\ left ({Eq.15} \ right) \), а \ (r _ {\ theta} \) определяется на основе угла.

% PDF-1.4 % 1592 0 объект > эндобдж xref 1592 107 0000000016 00000 н. 0000003525 00000 н. 0000003720 00000 н. 0000003757 00000 н. 0000004976 00000 н. 0000005014 00000 н. 0000005165 00000 н. 0000005317 00000 н. 0000005430 00000 н. 0000005995 00000 н. 0000006110 00000 п. 0000006767 00000 н. 0000007202 00000 н. 0000007729 00000 н. 0000007821 00000 п. 0000008227 00000 н. 0000008722 00000 н. 0000008838 00000 н. 0000009729 00000 н. 0000010156 00000 п. 0000010291 00000 п. 0000010462 00000 п. 0000011174 00000 п. 0000011425 00000 п. 0000011682 00000 п. 0000012485 00000 п. 0000012635 00000 п. 0000013009 00000 п. 0000013412 00000 п. 0000014127 00000 п. 0000014279 00000 п. 0000014650 00000 п. 0000014679 00000 п. 0000014959 00000 п. 0000015348 00000 п. 0000015827 00000 н. 0000016467 00000 п. 0000016612 00000 п. 0000017028 00000 п. 0000017508 00000 п. 0000017779 00000 п. 0000018195 00000 п. 0000018224 00000 п. 0000019065 00000 п. 0000019707 00000 п. 0000020285 00000 п. 0000020782 00000 п. 0000047213 00000 п. 0000055583 00000 п. 0000055879 00000 п. 0000056269 00000 п. 0000078578 00000 п. 0000078649 00000 п. 0000078756 00000 п. 0000112726 00000 н. 0000147501 00000 н. 0000147787 00000 н. 0000148078 00000 н. 0000148129 00000 н. 0000148200 00000 н. 0000148308 00000 н. 0000180691 00000 п. 0000180957 00000 н. 0000181397 00000 н. 0000216627 00000 н. 0000217003 00000 н. 0000243965 00000 н. 0000249085 00000 н. 0000251495 00000 н. 0000252945 00000 н. 0000253016 00000 н. 0000253107 00000 н. mHH99 | dg @ 2 k

Свойства нержавеющей стали | Технические | Ресурсы

Свойства материала нержавеющей стали

Что такое нержавеющая сталь?

Обозначение «нержавеющая сталь» охватывает широкий спектр сплавов с различными свойствами.Одним свойством, общим для всех нержавеющих сталей, является то, что они содержат не менее 12% хрома. Нержавеющие стали можно разделить на три основные группы и несколько смешанных типов в зависимости от структуры стали:

• Аустенитная нержавеющая сталь
• Ферритная нержавеющая сталь
• Мартенситная нержавеющая сталь

Наиболее важна аустенитная нержавеющая сталь, составляющая ок.90% от общего потребления нержавеющей стали. Аустенитная сталь также является единственной нержавеющей сталью, подходящей для дренажных систем, и, конечно же, именно она используется компанией BLÜCHER.

Важность легирующих элементов Аустенитная нержавеющая сталь содержит не менее 18% хрома и 8% никеля – так известное обозначение стали «18/8». Коррозионная стойкость обычно увеличивается с увеличением содержания хрома. В сплавах с содержанием хрома 12-13% пассивный слой достаточно прочен, чтобы предотвратить коррозию стали в обычных или умеренно агрессивных средах.Основное влияние легирующего элемента никеля на структуру стали и ее механические свойства. Структура стали аустенитная с достаточным содержанием никеля. В отличие от чистых хромистых сталей (ферритная нержавеющая сталь) это приводит к значительным изменениям механических свойств, таких как повышенная обрабатываемость и пластичность, лучшая устойчивость к термическому напряжению и улучшенная свариваемость. Аустенитная структура также приводит к изменению физических свойств стали.Например, сталь немагнитна и имеет более высокую теплопроводность.

Никель также повышает устойчивость к коррозии, вызываемой определенными средами. Молибден оказывает такое же влияние на структуру, как и хром, но он также оказывает сильное положительное влияние на коррозионную стойкость. Сталь, содержащая молибден, обычно считается «кислотостойкой» из-за устойчивости этих сталей к определенным типам кислот. Но кислотостойкая нержавеющая сталь также будет иметь ограниченную стойкость к некоторым средам, таким как хлорсодержащие среды (см. Таблицу сопротивления).

---

Почему сталь «нержавеющая»?

Добавление хрома в сталь приводит к образованию пассивирующей оксидной пленки с высоким содержанием оксидов хрома. Эта оксидная пленка защищает поверхность стали от кислорода воздуха и воды. Выдающимся свойством нержавеющей стали является то, что пленка оксида хрома автоматически восстанавливается, если поверхность стали обнажена.

Это восстановление оксидной пленки может произойти только в том случае, если поверхность стали полностью чистая и не содержит закаливающих добавок и шлаков от сварочных процессов и остатков инструментов, сделанных из обычной углеродистой стали.

Если это поверхностное загрязнение не удалить, сталь может в конечном итоге подвергнуться коррозии. Чтобы этого не произошло, стальные поверхности следует очистить после сварки и обработки, например. путем так называемого кислотного травления нержавеющей стали.

Травление эффективно удаляет все загрязнения с поверхности стали и позволяет восстановить прочную однородную пленку оксида хрома. Ванна для травления обычно состоит из 0,5-5% об. HF (фтористоводородная кислота) и 8-20% об. HNO3 (азотная кислота) при температуре 25-60 ° C.Эта кислотная ванна удаляет остатки, существующую пленку оксида хрома и следы железа, оставляя чистую стальную поверхность. Восстановление прочной пленки оксида хрома начинается при последующем ополаскивании водой.

---

Спецификация материалов

Доступные формы для 1.4301 / AISI 304

Материал	AISI 316 L 1.4404	AISI 304 1.4301
Анализ
Углерод (C%)	Макс.0,03	Макс. 0,07
Хром (Cr%)	16,5 – 18,5	17,0 – 19,0
Никель (Ni%)	11,0 – 14,0	8,5 – 10,5
Молибден (Мо%)	2.0 – 2,5	–
Марганец (Mn%)	Макс. 2,0	Макс. 2,0
Кремний (Si%)	Макс. 1.0	Макс. 1.0
Сера (S%)	Макс.0,030	Макс. 0,030

---

Физические свойства

Структура	Аустенитный (немагнитный)	Аустенитный (немагнитный)
Состояние	без отжига
Удельный вес (г / см3)	7.98	7,9
Температура плавления (° C)	Прибл. 1400	Прибл. 1400
Температура декортикации на воздухе (° C)	800–860	800–860
Коэффициент расширения 20 – 100 ° C (м / м.° С)	16,5 х 10-6	16,5 х 10-6
Удельное сопротивление (20 ° C) (Ом. Мм2 / м)	0,75	0,73
Теплопроводность (20 ° C) (Вт / ° C-м)	15	15
Удельная теплоемкость (Дж / г.л)	0,5	0,5

Механические свойства

Предел прочности на разрыв (Rm) (Н / мм2)	490–690	500–700
Предел текучести (Rpo2) (Н / мм2)	190	195
Модуль упругости (E) (20 ° C) (Н / мм2)	2.0 х 105	2,0 х 105
Твердость по Бринеллю (HB) (Н / мм2)	120–180	130–180

.