Наиболее популярные импортные хромоникелевые стали
Сталь AISI 304. Базовая аустенитная нержавеющая сталь (аналог 08Х18Н9). Превосходные показатели по свариваемости. При длительном использовании при температуре от 450 до 850 градусов Цельсия в стали может развиваться процесс МКК. Данная сталь является основной сталью для пищевой промышленности.
Сталь AISI 304L. Полный аналог стали AISI 304, но содержание углерода менее 0,03%, что гарантирует минимальную склонность к МКК даже при температуре 450-850 градусов Цельсия. Данная сталь является основной сталью для пищевой промышленности.
Сталь AISI 321. Аналог стали 08Х18Н10Т. При достаточно высоком содержании углерода для защиты от МКК применяется легирование титаном. Возможно длительное использование при температура 700-800 градусов Цельсия. Данная сталь активно применяется в машиностроении и нефтехимии.
Сталь AISI 316. Данная сталь содержит 2-3% молибдена, что обеспечивает прекрасную устойчивость против коррозии в агрессивных средах. При критических температурах (порядка 800 градусов Цельсия) возникает опасность МКК. Данная сталь является основной сталью для пищевой промышленности.
Сталь AISI 316L. Аналог стали AISI 316, но с содержанием углерода менее 0,03%, что обеспечивает защиту от МКК даже в диапазоне критических температур. Данная сталь является основной сталью для пищевой промышленности.
Сталь AISI 316Ti. Аналог стали AISI 316, но с добавлением титана, что обеспечивает защиту от МКК даже в диапазоне критических температур 800-850 градусов Цельсия. Данная сталь активно применяется в машиностроении и нефтехимии.
Остановимся на характеристиках стали AISI 316.
Марка AISI 316 - улучшенная версия 304, с дополнением молибдена и немного более высоким никелевым содержанием. Данная композиция AISI 316 значительно повышает коррозионное сопротивление в большинстве агрессивных средах. Молибден делает сталь более защищенной от питтинговой и щелевой коррозии в хлористой среде, морской воде и в парах уксусной кислоты. Более низкий показатель общей коррозии в слегка коррозионных средах дает хорошее коррозионное сопротивление в загрязненной и морской атмосфере.
316-я обладает более высокой прочностью и имеет лучшее сопротивление ползучести в более высоких температурах, чем AISI 304. AISI 316 также обладает отличными механическими и коррозионными свойствами в поднулевых температурах.
Когда есть опасность коррозии в околошовных сварных зонах, должна быть использована низко-углеродная марка - AISI 316L. AISI 316Ti стабилизированная титаном
версия, используется для сопротивления сенсибилизации в течение продолжительного времени в температурном диапазоне 550 - 800°C.
Таблица 5
Химический состав (ASTM A240)
| C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | Ti | |
| AISI 316 | 0.08 max | 2.0 max | 0.045 max | 0.030 max | 1.0 max | 16.0 – 18.0 | 10.0 – 14.0 | 2.00 – 3.00 | - |
| AISI 316L | 0.03 max | 0.5 max | |||||||
| AISI 316Ti | 0.08 max | 5X%C |
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.
Таблица 6
Механические свойства при комнатной температуре
| AISI 316 | AISI 316L | AISI 316Ti | ||||
| Типичн | Min | Типичн | Min | Типичн | Min | |
| Rp m Предел прочности (при растяжении), N/mm2 | 580 | 515 | 570 | 485 | 600 | 515 |
| Rp0,2 Предел Упругости (текучесть), (0.2 %), N/mm2 | 310 | 205 | 300 | 170 | 320 | 205 |
Продолжение таблицы 6
| удлинение (% in L = 5.65 S0) | 55 | 40 | 60 | 40 | 50 | 40 |
| Твердость по Бринеллю - НВ | 165 | - | 165 | - | 165 | - |
| Органолептическая проба Эриксена, мм | 8 - 10 | - | 10 - 11 | - | - | - |
| Усталостная прочность, N/mm2 | 260 | - | 260 | - | 260 | - |
Таблица 7
Предел прочности при повышенных температурах
| Температура, °C | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
| Rp m Предел прочности (при растяжении), N/mm2 | 460 | 320 | 190 | 120 | 70 |
Таблица 8
Минимальные величины предела упругости (ползучесть) при высокой температуре (деформация в 1 % за 10 000 часов)
| Температура, °C | 550 | 600 | 650 | 700 | 800 |
| Rp 1,0 1.0% пластичная деформация (текучесть) N/mm2 | 160 | 120 | 90 | 60 | 20 |
Максимум, рекомендованных температур обслуживания (условия окисления):
непрерывное воздействие 925°C
прерывистые воздействия 870°C
Таблица 9
Свойства в низких температурах (AISI 316)
| Температура, °C | -78 | -161 | -196 |
| Rp m Предел прочности (при растяжении), N/mm2 | 400 | 460 | 580 |
| Rp0,2 Предел Упругости, (0.2 %), (условный предел текучести) N/mm2 | 820 | 1150 | 1300 |
| Ударная вязкость, J | 180 | 165 | 155 |
Таблица 10
Сопротивление коррозии в кислотных средах
| Температура, °C | 20 | 80 | |||||||||||
| Концентрация, % к массе | 10 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 10 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | |
| Серная кислота | 0 | 1 | 2 | 2 | 1 | 0 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | |
| Азотная кислота | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 | |
| Фосфорная кислота | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 | |
| Муравьиная кислота | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 2 | 0 | 0 | 1 | 1 | 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.
Таблица 11
Атмосферные воздействия*
| Окружающая среда | Скорость коррозии (mm/год) | ||
| AISI 316 | Aлюминий-3S | углеродистая сталь | |
| Сельская | 0.0025 | 0.025 | 5.8 |
| Морская | 0.0076 | 0.432 | 34.0 |
| Индустриальная морская | 0.0051 | 0.686 | 46.2 |
*Сравнение 316-й марки с другими металлами в различных окружающих средах (скорость коррозии рассчитана при 10-летнем подвержении).
Рассмотрим свойства стали 3 (СТ 3, СТ3) - сталь конструкционной углеродистой.
Таблица 12
Характеристика стали 3 (СТ 3, СТ3)
| Марка: | СТ3 |
| Заменитель: | ВСт3сп |
| Классификация: | Сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества |
| Применение: | несущие и ненесущие элементы сварных и несварных конструкций и деталей, работающих при положительных температурах. Фасонный и листовой прокат (5-й категории) толщиной до 10 мм для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках в интервале от —40 до +425 °С.Прокат от 10 до 25 мм — для несущих элементов сварных конструкций, работающих при температуре от —40 до +425°С при условии поставки с гарантируемой свариваемостью. |
Таблица 13
Химический состав в % материала стали 3 (СТ 3, СТ3)
| C | Si | Mn | Ni | S |
| 0.14-0.22 | 0.05-0.17 | 0.4-0.65 | до 0.3 | до 0.05 |
| P | Cr | Cu | As |
| до 0.04 | до 0.3 | до 0.3 | до 0.08 |
Таблица 14
Температура критических точек стали 3 (СТ 3, СТ3)
| Ac1=735, Ac3(Acm)=850, Ar3(Arcm)=835, Ar1=680 |
Таблица 15
Механические свойства при Т=20oС стали 3 (СТ 3, СТ3)
| Сортамент | Размер | Напр. | sв | sT | d5 | y | KCU | Термообр. |
| – | мм | – | МПа | МПа | % | % | кДж / м2 | – |
| Прокат горячекатан. | до 20 | 370-480 | 245 | 26 | Состояние поставки | |||
| Прокат горячекатан. | 20-40 | 235 | 25 | Состояние поставки |
Таблица 16
Технологические свойства стали 3 (СТ 3, СТ3)
| Свариваемость: | без ограничений. |
| Флокеночувствительность: | не чувствительна. |
| Склонность к отпускной хрупкости: | не склонна. |
Таблица 17
Обозначения
| Механические свойства стали 3 (СТ 3, СТ3): | ||
| sв | - Предел кратковременной прочности, [МПа] | |
| sT | - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа] | |
| d5 | - Относительное удлинение при разрыве, [ % ] | |
| y | - Относительное сужение, [ % ] | |
| KCU | - Ударная вязкость, [ кДж / м2] | |
| HB | - Твердость по Бринеллю | |
Продолжение таблицы 17
| Физические свойства стали 3 (СТ 3, СТ3): | |||
| T | - Температура, при которой получены данные свойства, [Град] | ||
| E | - Модуль упругости первого рода , [МПа] | ||
| a | - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ) , [1/Град] | ||
| l | - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)] | ||
| r | - Плотность материала , [кг/м3] | ||
| C | - Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)] | ||
| R | - Удельное электросопротивление, [Ом·м] | ||
| Свариваемость стали 3 (СТ 3, СТ3): | |||
| без ограничений | - сварка производится без подогрева и без последующей термообработки | ||
| ограниченно свариваемая | - сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке | ||
| трудносвариваемая | - для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг | ||
Учитывая рассмотренные выше положительные характеристики стали марки
AISI 316, рекомендуем ее в качестве конструкционного материала для камеры выпаривания. Для кипятильных труб и кожуха рекомендуем сталь марки № 3 СТ.