Основные технические сведения об AISI 304 / 304L

Сферы применения

Устойчивость к коррозии и широкие температурные возможности позволяют использовать AISI 304 в различных областях стальной индустрии и коммерции. Среди множества сфер применения выделяются:

• горнодобывающая, химическая и криогенная промышленность;
• пищевая (в т.ч. молокообрабатывающая) и фармацевтическая промышленность;
• транспортировка разных видов жидкостей и сухих веществ в контейнерах и резервуарах.

Обширные возможности марки AISI 304

В процессе производства стали могут быть приданы различные свойства, благодаря чему она получает дальнейшее многообразное применение:

• улучшенная свариваемость;
• глубокая вытяжка, ротационная вытяжка;
• формовка растяжением;
• повышенная прочность, нагартовка;
• жаростойкость C, Ti (углерод, титан);
• механическая обработка.

Типичные свойства в отожженном состоянии

Приведенные данные отражают особенности (типичные свойства) конкретного заводского производства и не могут расцениваться как минимальные значения для всей спецификации.

Механические свойства при комнатной температуре

Если требуется увеличить прочность аустенитной стали, можно применить следующие методы:

• добавление азота (например, 304LN)
• формоупрочнение на заводе (дрессировочная прокатка; нагартовка; растяжение; давление).

Нержавеющая сталь с высоким содержанием азота широко применяется при транспортировке жидкостей и веществ в резервуарах, контейнерах и колоннах; большая прочность (Rp 0,2) позволяет сэкономить на расходах на материалы за счет уменьшения толщины стенки емкости.

Методы формоупрочнения стали на заводе позволяют применять ее при производстве транспорта в качестве формовочных плит, а также при производстве цепей и опорных элементов, сварных труб, планок и обручей для кегов.

СВОЙСТВА ПРИ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Вся приведенная ниже информация относится только к марке 304; данные по 304L отсутствуют вследствие значительного уменьшения прочности при температуре выше 425°С.

Предел прочности при повышенных температурах

Минимальные величины предела упругости при высокой температуре (деформация в 1% за 10 000 часов)

Максимум рекомендованных температур обслуживания (температура образования окалины)

• непрерывное воздействие 925°C
• прерывистые воздействия 850°C

Свойства при низких температурах (для марок 304 / 304L)

СОПРОТИВЛЕНИЕ КОРРОЗИИ

1. Кислотные среды

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

   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:

   1. 0 = высокая степень защиты = скорость коррозии менее 100 мм/год
   2. 1 = частичная защита =скорость коррозии от 100 до 1000 мм/год
   3. 2 = кислотоустойчивость отсутствует = скорость коррозии свыше 1000 мм/год
2. Атмосферные воздействия

   В таблице ниже марка 304 сравнивается с другими металлами при различных атмосферных воздействиях (коррозийная скорость берется из расчета неблагоприятного воздействия на металл в течение 10 лет).

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

ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА

1. Отжиг

   Эксперимент проводился при высоких температурах в диапазоне от 1010°С до 1120°С с дальнейшим охлаждением в воде или воздухе (быстрый отпуск). Согласно исследованиям сопротивление оказывалось оптимальным при отжиге при температуре 1070°С с последующим быстрым охлаждением.

2. Отпуск (снятие напряжения)

   Исследования проводились в течение часа для марки 304L при температуре 450–600°C в при минимальном риске сенситизации. Рекомендованная температура 400°С (максимальный температурный режим).

3. Горячая обработка (интервал ковки)
   1. Начальная температура: 1150–1260°C.
   2. Конечная температура: 900–925°C.

   При любой горячей обработке применяется метод отжига. Особое внимание следует уделить времени прогрева нержавеющей стали для достижения однородности прогрева: нержавейка прогревается примерно в 12 раз дольше, чем углеродистые стали.

ХОЛОДНАЯ ОБРАБОТКА

Благодаря таким качествам, как прочность, пластичность и упругость марки 304 и 304L широко применяются при холодной обработке. В качестве методов используются формовка растяжением, изгиб или ротационная и глубокая вытяжка.

При использовании метода формовки используются те же машины и инструменты, что и при работе с углеродистой сталью, но с приложением большей силы (на 50–100%). Причина в том, что при формовке аустенитной стали свойственно усиленное упрочнение.

1. Гибка

   Примерные пределы изгиба (s = толщина листа, r = радиус изгиба):

   1. s < 3 мм, min r = 0;
   2. 3 мм < s < 6 мм, min r = 0,5 × s, угол гибки 180°;
   3. 6 мм < s < 12 мм, min r = 0,5 × s, угол гибки 90°.

   При обратном распрямлении аустенитную сталь следует перегибать больше, чем углеродистую. Загиб под углом 90° дает следующие данные выправления:

   1. r = s обратное распрямление ~2°;
   2. r = 6 × s обратное распрямление ~4°;
   3. r = 20 × s обратное распрямление ~15°.

   Минимальный радиус гибки аустенитной нержавеющей стали составляет r = 2 × s.

   Рекомендованные минимальные показатели для ферритной нержавеющей стали:

   1. s < 6 мм, min r = s, 180°;
   2. 6 < s < 12 мм, min r = s, 90°.
2. Глубокая и ротационная вытяжка

   При чистой глубокой вытяжке материал движется в инструментах свободно, без торможения. Но практика показывает, что данный способ используется крайне редко. Например, вытяжка при производстве хозяйственной посуды сопровождается формовкой с растяжением.

   Глубокая вытяжка также подразумевает максимальную стабильность самого материала, степень упрочнения которого при формовке должна быть низкой, показатель Md30(N) – отрицательным. Изготовление столовых приборов и металлической кухонной посуды требует применения субанализов нержавеющего проката при использовании метода глубокой вытяжки.

   Ротационная вытяжка используется для изготовления конусных изделий (напр., ведер) симметричного вращения без полировки. Осуществляется процесс ротационной вытяжки на токарно-давильном станке, который технически является формовкой с точением.

3. Формовка с растяжением

   Метод формовки с растяжением включает торможение заготовки в момент вытяжки. Чтобы избежать разрыва стенок, которые становятся тоньше, рекомендуется позаботиться о повышенной степени упрочнения при формовке. Показатель Md30(N) ставится на плюс при изготовлении более сложных форм. Например, при производстве посудомоечного стола, когда вытяжение двух чаш осуществляется одновременно.

СВАРКА

Сталь марки AISI 304 легко сваривается.