Нержавеющая сталь марок AISI 304, AISI 316, AISI 321 и их российские аналоги

Want create site? Find Free WordPress Themes and plugins.

Изделия из нержавеющей стали уже давно стали незаменимым предметом домашнего обихода. Так, практически на каждой кухне можно обнаружить посуду из нержавейки – кастрюли, столовые приборы, терки, термосы и многое другое. Раковины, элементы котлов и дымоходов, системы вентиляции – везде используется нержавеющая сталь.

Однако, мало кто задумывается о том, что прекрасные характеристики нержавеющей стали нашли свое применение в промышленности. Из нержавейки изготавливаются емкости для транспортировки пищевых продуктов, трубы, трубопроводная арматура, листовой прокат и многое другое.

Чем же обусловлена такая популярность нержавейки?

Виды нержавеющей стали

Нержавеющая сталь представляет собой привлекательный материал для использования в современной промышленности. Он состоит из железа и примеси хрома.

Внимание: Для того чтобы обеспечить наиболее длительную защиту железа от появления коррозии необходимо при производстве нержавеющей стали добавить в него не менее десяти процентов хрома.

Также в смесь для производства нержавейки добавляются и другие элем6нты, которые представлены:

• никелем,
• ниобием,
• молибденом,
• титаном.

Они необходимы для того чтобы материал приобрел свои физико-хиимические качества и стал более прочным.

Благодаря смеси железа и других элементов появляется материал, который способен противостоять появлению коррозии. В зависимости от пропорциональности добавленных элементов нержавеющий материал получается прочным и он способен противостоять даже высоким температурам. Благодаря пластичности нержавеющую сталь используют в самых разных отраслях промышленности.

Железо само по себе покрывается ржавчиной достаточно быстро. Если смешать его с хромом и другими элементами на его поверхности образуется невидимая пленка, которая предотвращает поступление к нему кислорода. В результате окисления не производится. Данный слой является достаточно прочным. Что делает материал более устойчивым к образованию трещин, вмятин и многих других дефектов. Сталь способна восстанавливаться со временем самостоятельно.

Сферы использования сплавов — aisi 304 и 316 разница

Учитывая особенности свойств aisi 316, сталь 304 и 316 различия имеют и при применении. Хотя при обычных условиях эксплуатации они полностью взаимозаменяемы.

За счёт своей стойкости к образованию всех видов коррозии в морской воде, прежде всего сплав 316 незаменим в кораблестроении и транспортной области – контейнеры, агрегаты и установки на суднах, элементы морских приборов. Также он широко используется в нефтехимической промышленности, нефтеперерабатывающей, — добывающей, в химической и горнодобывающей отрасли. Из данного сплава выгодно изготавливать баки и контейнеры для хранения и транспортирования агрессивных жидкостей, так как они наиболее долговечны.

Во всех сферах, в которых используются обе стали, нет необходимости решать, aisi 304 aisi 316 что лучше, поскольку по всем другим эксплуатационным показателям они аналогичны.

• Трубопроводы
• Металлические конструкции
• Элементы техники
• Узлы и детали в машиностроении

Марки нержавеющей стали и их характеристики

В современном мире представлено более двухсот пятидесяти видов нержавеющей стали. Они отличаются по своим сериям или маркам и по свойствам. Самыми популярными марками нержавеющей стали в настоящее время являются те виды, которые принадлежат к 300-й и 400-й серии. Они обладают высоким уровнем стойкости к появлению коррозии. К тому же у них слой защитной пленки является достаточно прочным из-за оптимально-подобранной пропорциональности использованных при производстве элементов. Нержавеющая сталь данных серий обладает высокой прочностью и пластичностью. Она активно применяется для производства различных предметов в современной промышленности. В скором времени конкуренцию данным сериям может составить 200 серия стали, которая, по мнению потребителей, имеет оптимальное сочетание стоимости и качества.

Характеристика нержавеющих сталей aisi

На современном рынке большим спросом пользуется нержавеющая сталь трехсотой серии. Она подразделяется на несколько видов в зависимости от химического состава:

• аустенитная,
• аустенитно- ферритная,
• аустенитно-мартенситная.

В стали этих видов содержится разное количество никеля, хрома. углерода.

Марки нержавеющей стали aisi:

Нержавеющая сталь aisi 304

aisi 304 (08Х18Н10) получила широкое распространение в пищевой промышленности. Она отлично подходит для сварки и для тог, чтобы противостоять появлению ржавчины.

Нержавеющая сталь aisi 316

aisi 316 (10Х17Н13М2) образуется, если в сталь марки aisi 304 (08Х18Н10) добавить такой элемент, как молибден. Данная марка нержавейки получила широкое распространение в судостроительной, нефтегазовой и химической видах промышленности. Она устойчива к агрессивным средам.

Нержавеющая сталь aisi 316Т

aisi 316Т (10Х17Н13М2Т) обладает высоким уровнем прочности за счет того, что в ней содержится больше титана, чем в предыдущих марках. Она нашла широкое применение в области создания оборудования для химической и пищевой промышленности.

Нержавеющая сталь aisi 321

aisi 321 (12-08Х18Н10Т) самое большое количество титана среди всех марок трехсотой серии. Способна выдерживать температуры нагревания до 800 градусов Цельсия.

Нержавеющая сталь aisi 430

Среди марок четырехсотой серии наиболее широкое применение получила марка aisi 430 (12Х17). В целом вся серия характеризуется тем, что в нее входят марки нержавеющей стали, которые созданы с высоким содержанием хрома. Для марки aisi 430 характерно то, что материал отлично гнется и подвергается сварочным работам. Такую сталь можно использовать для мест с высокими температурными перепадами. Чаще всего ее используют для декора зданий и в нефтегазовой отрасли промышленности.

Нержавеющая сталь aisi 201

В двухсотой серии нержавеющей стали тоже есть достойные марки, на которые следует обратить свое внимание. Среди них наиболее сильно выделяется сталь марки aisi 201 (12Х15Г9НД). Она отличается от более дорогих марок из других серий тем, что в ней вместо никеля используется смесь таких элементов, как азот и марганец. Благодаря своим химическим и физическим качествам она получила широкое распространение в пищевой и медицинской промышленности. Она также подходит для производства разного рода ограждений, труб.
Таблица марок нержавеющих сталей и их соответствие химическому составу

Свойства 304 316 стали

И тем не менее, несмотря на несущественные, казалось бы, изменения в химическом составе сплава, свойства 316 значительно отличаются от 304 по некоторым показателям.

Благодаря легированию молибденом, сплав 316 приобретает способность противостоять коррозионным поражениям типа щелевым и питтинговым. Особенно при прямом контакте конструкций из данного сплава в таких агрессивных средах, как кислотные пары, соединения хлора, морская вода (холодная). Общеизвестно, что питтинговая (точечная) коррозия, поражающая избирательно в труднодоступных местах, особенно опасна для конструкций. Поэтому для конструкций, которые эксплуатируются в подобных условиях, даже не поднимается вопрос — aisi 304 aisi 316 что лучше, настолько это очевидно. Это же касается конструкций и изделий, эксплуатация которых проходит в условиях соприкосновения с парами многих кислот — муравьиной, фосфорной, уксусной, борной, щавелевой, серной или молочной.

При сравнении стали aisi 304 316 понятно, что сплав AISI 316 имеет существенно высокие эксплуатационные свойства и технологические характеристики, включая прочностные показатели. Причём, что особенно важно при эксплуатации конструкций из 316, эти свойства сохраняются в течение всего времени службы, и не меняются даже при температуре, стремящейся к нулю ˚С.

Сталь 316 имеет большую, по сравнению с 304, прочность, а также намного большее сопротивление ползучести при более высоких температурных режимах эксплуатации. Это отличие 316 от 304 обусловлено добавкой молибдена.

За счёт высокого уровня сопротивления коррозийным образованиям, и неподверженности окислению, aisi 316 характеризуется физическими свойствами, которые практически ничем не отличаются от свойств aisi 304 (незначительное увеличение плотности мало влияет на эксплуатационные свойства).

Стандарты нержавеющей стали

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

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

Использование. 304 или 321 сталь какая лучше

Наличие титана в сплаве AISI 321 обуславливает целесообразность его использования для производства конструкций, их узлов, элементов установок или агрегатов, эксплуатация которых будет проходит в условиях повышенных температур, или при требованиях к повышенной прочности.

Как правило, это:

• арматура для печей;
• теплообменники;
• корпуса и детали паровых и тепловых котлов;
• ёмкости для хранения или транспортировки газов под давлением.

В большинстве случаев нержавеющая сталь 304 и 321 может использоваться в очень широком диапазоне промышленности – в строительстве, в машиностроении и химической, нефтехимической отрасли. В пищевой промышленности, бумажной и пр.

Применение нержавеющей стали

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

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

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

Характеристика AISI 321

Марка аиси 321 относится к классу жаропрочных нержавеющих материалов и классифицируется как конструкционная криогенная сталь. Она является аустенитным, немагнитным металлом, что делает её востребованной повсеместно.

Химсостав:

• углерод – до 0,080%;
• кремний – менее 1%;
• марганец – не более 2%;
• фосфор – до 0,045%;
• сера – до 0,030%;
• хром – 17-19%;
• никель – 9-12%;
• титан <0,5%;
• железо – остальное.

Содержание титана предотвращает или снижает выпадение карбидов хрома и повышает прочностные характеристики.

Механические свойства:

• текучесть – 205 МПа;
• твёрдость по Бринеллю – 163 НВ;
• температурный предел – +850°C;
• прочность – 515 МПа;
• плотность – 7,79 г/см3.

Достоинства:

• стойкость к обычной и межкристаллитной коррозии;
• лёгкая свариваемость и ковка;
• пластичность;
• повышенная прочность.

Термообработка проводится методом отжига с быстрым охлаждением (+1050°C – +1150°C) и отпуска (+450°C – +800°C).

AISI 321 востребована повсеместно, что обусловлено её жаропрочностью и антикоррозионными свойствами.

Области применения:

• машиностроение;
• авиация;
• теплооборудование;
• трубопроводная арматура;
• пищевая промышленность;
• автомобилестроение и пр.

Сталь используют для изготовления сварных труб, котлов, печной арматуры, коллекторов выхлопных систем, роторов, теплообменников и других деталей.

Разница в применении

Обе марки относятся к немагнитным малоуглеродистым, не требующим закалки материалам. Они отличаются экологической безопасностью, упругостью и податливостью к любому методу обработки с сохранением структуры. Они нейтральны к большинству сред и, в принципе, могут взаимозаменять друг друга.

При этом, AISI 321 более прочная за счёт титана в составе, а потому используется для производства конструкций, работающих при предельных температурах и давлении. Но такой металл не подходит для эксплуатации в окисляющей среде, даже несмотря на стойкость к МКК. В таких случаях лучше использовать аиси 304.

Маркировка сталей ASTM

Обозначение сталей в системе ASTM включает в себя:

• букву А, означающую, что речь идет о черном металле,
• порядковый номер нормативного документа ASTM (стандарта)
• собственно обозначение марки стали.

Обычно в стандартах ASTM принята американская система обозначений физических величин. В том же случае, если в стандарте приводится метрическая система обозначений, после его номера ставится буква М.

Стандарты ASTM, как правило, определяют не только химический состав стали, но и полный перечень требований к металлопродукции. Для обозначения собственно марок сталей и определения их химического состава может быть использована как собственная система обозначений ASTM (в этом случае химический состав сталей и их маркировка определяются непосредственно в стандарте), так и другие системы обозначений, например AISI — для прутков, проволоки и др., или ACI — для отливок из корозионно-стойких сталей.

Пример: A 516/A 516M-90 Grade 70 буква А указывает на то, что речь идет о черном металле, 516 — это порядковый номер стандарта ASTM (516М — это тот же стандарт, но в метрической системе обозначений); 90 — год издания стандарта; Grade 70 — марка стали. В данном случае используется собственная система обозначений сталей ASTM, здесь 70 определяет минимальный предел прочности стали при испытаниях на растяжение.

Как можно увидеть из примера, что бы полностью разобраться в марке стали необходимо использовать таблицы с описанием стандартов ASTM.

Серия 200

Нержавеющие стали, в которых дорогостоящий никель для стабилизации аустенитной структуры частично заменен на марганец и азот, давно зарекомендовали себя как эффективный заменитель стандартных хромоникелевых сталей. Эти стали зарекомендовали себя в качестве материала для изготовления металлической посуды, бытовых кухонных принадлежностей и аппаратов.

В заключение отметим: Cтали 300-й серии постепенно уступают позиции экономически более эффективным аустенитным сталям серии 200 и хромистым сталям серии 400. В мире отчетливо наблюдается смена приоритетов.