AISI 304/304L Технические данные
Краткие сведения
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 низко-температурные свойства. Если межкристаллическая коррозия происходит в зоне высоких температур, так же рекомендуется ее примеименения
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 Свойства при комнатной температуре
|
| 304
| 304L
| ||
| Типичн
| Min
| Типичн
| Min
| |
| Rp m
Предел прочности (при растяжении), N/mm2 | 600
| 515
| 590
| 485
|
| Rp0,2
Предел Упругости, (0.2 %), (текучесть), 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
| -
|
При необходимости, прочность аустенитной стали можно повысить следующим образом:
- добавлением в сталь азота (напр.,304LN)
- формоупрочнением стали на заводе (неоднократной дрессировочной прокаткой; нагартовкой; растяжением; давлением).
Азотированная нержавеющая сталь используется, в частности, в таких объектах как крупные резервуары, колонны и транспортные контейнеры, в которых более высокая расчетная прочность (Rp0,2) стали позволяет уменьшить толщину стенки и добиться экономии в расходах на материалы.
Другими областями применения аустенитной стали, подвергнутой формоупрочнению, служат, например, различные формовочные плиты для производства транспортных средств, сварные трубы, обручи для кегов, цепи, планки и опорные элементы.
2. Свойства при высоких температурах
Все эти значения относятся к 304 только. Для 304L значения не приводятся, потому что её прочность заметно уменьшается выше 425oC.
Предел прочности при повышенных температурах
| Температура, oC
| 600
| 700
| 800
| 900
| 1000
|
| 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, oC
| 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 925oC
прерывистые воздействия 850oC
3. Свойства в низких Температурах (304 / 304L)
| Температура
| oC
| -78
| -161
| -196
|
| Rp m
Предел прочности (при растяжении), N/mm2 | N/mm2
| 1100/950
| 1450/1200
| 1600/1350
|
| Rp0,2
Предел Упругости, (0.2 %), (условный предел текучести) N/mm2 | N/mm2
| 300/180
| 380/220
| 400/220
|
| Ударная вязкость
| 180/175
| 160/160
| 155/150
|
4. Сопротивление Коррозии
4.1 Кислотные среды
Gримеры приводятся для некоторых кислот и их растворов (наиболее общие значения).
| Температура, oC
| 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 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
Отжиг
Высокая температура от 1010 oC до 1120 oC и быстрый отпуск (охлаждение) в воздухе или воде. Лучшее сопротивление коррозии получено, когда отжиг при 1070 oC, и быстром охлаждении
Отпуск (Снятие напряжения)
Для 304L — 450-600 oC в течение одного часа с небольшим риском сенситизации. Должна использоваться более низкая температура отпуска — 400 oC максимум.
Горячая обработка(интервал ковки)
Начальная температура: 1150 — 1260oC
Конечная температура: 900 - 925oC
Любая горячая обработка должна сопровождаться отжигом.
Обратите внимание: Время для достижения однородности прогрева дольше для нерж. 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.
О гибке
Приближенные пределы изгиба получают, когда s=толщина листа и r=радиус изгиба:
- s < 3мм, мин r = 0
- 3мм < s < 6мм, мин r = 0,5 х s, угол гибки 180º
- 6мм < s < 12мм, мин r = 0.5 х s, угол гибки 90º
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 ок.2º
r = 6 х s обратное распрямление ок.4º
r = 20 x s обратное распрямление ок.15º
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, 180º
6 < s < 12мм → мин r = s, 90º
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.
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. 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.