Сталь AISI 304

Содержание:

1. Состав и свойства
2. Таблица процентного состава легирующих добавок стали AISI 304
3. Физико-механические свойства стали
4. Характеристики стали
5. Область применения
6. Технология обработки стали
7. Аналоги

Практически ни одно современное производство не обходится без использования высококачественной стали.

Поэтому уместно разобраться в том, что за сталь выпускают под маркой AISI 304, какими свойствами она обладает и чем объясняется популярность этого материала. Сталь AISI 304 – это американский стандарт маркировки, или аббревиатура от The American Iron and Steel Institute. Также часто на маркировке изделий, как правило, бытового характера, вы можете увидеть надпись 304 Stainless Steel или сокращенно SS 304, что, по сути, означает одну и ту же марку стального сплава. 

Российская металлургическая промышленность выпускает сталь с аналогичными техническими и эксплуатационными параметрами, нержавейка маркируются в соответствии с ГОСТ как 08Х8Н1.

Это распространенный материал, обладающий рядом уникальных эксплуатационных свойств, которые обеспечивают состав сплава и технология его производства.

Состав и свойства

Эта нержавеющая легированная сталь в своем составе содержит несколько добавок, однако основной компонент – железо. Оно составляет в сплаве не менее 66-74%. Уникальные физические, химические и эксплуатационные свойства этому материалу придают легирующие добавки: никель, хром, марганец, сера, фосфор, кремний и углерод. Процентное содержание этих добавок представлено в таблице.

Таблица процентного состава легирующих добавок стали AISI 304

Помимо основной модификации стали этой марки, есть еще две, отличающиеся процентным содержанием углерода в большую и меньшую сторону. Обозначаются они добавлением дополнительного буквенного индекса в маркировку. L – обозначает меньшее содержание углерода, H – соответственно, большее.

Такой состав сплава придает этому материалу специфические физико-механические характеристики, которые представлены в таблице.

Физико-механические свойства стали

Также здесь необходимо обратить внимание на один существенный недостаток или особенность материала, которая проявляется при нагреве в диапазоне температур от 420 до 820 градусов Цельсия. При данной температуре наблюдается эффект выделения карбида хрома в зоне нагрева, что приводит к ослаблению антикоррозионных свойств при воздействии агрессивной среды на внутрикристальном уровне сплава.Это прочный материал, с довольно высокой температурой плавления. В зависимости от применяемых технологий обработки может обладать достаточной пластичностью, прочностью, имеет низкие ферромагнитные свойства, а также достаточно высокую устойчивость к воздействию агрессивной среды, влаги, кислорода.

Это единственный серьезный недостаток данного материала. При нарушении технологии работы с ним этот недочет может привести к более быстрому выходу из строя элементов конструкции, в основе которых использована эта сталь. 

Поэтому некоторые виды механообработки, а также соединение путем сварки необходимо проводить с соблюдением рекомендованного температурного режима или использовать дополнительную температурную обработку готового изделия.

Остальные ключевые характеристики и особенности стали AISI 304 обеспечивают достаточно широкое применение материала в различных отраслях деятельности. 

Характеристики стали

Свойства, которые имеет сталь AISI 304 и ее характеристики, делают ее универсальным материалом, поскольку этот сплав:

• обеспечивает высокую прочность конструкций на его основе;
• обеспечивает устойчивость к воздействию влаги, кислорода воздуха, агрессивной среды;
• не требует дополнительной защиты в виде окраски или применения других защитных технологий;
• обладает незначительным эффектом намагничивания;
• хорошо поддается механической и температурной обработке для придания требуемых свойств;
• имеет высокую стойкость к повышенной температуре;
• не теряет свойств при значительном понижении температуры вплоть до минус 200 градусов Цельсия;
• не обладает выраженными впитывающими свойствами с последующим выделением в контактирующую среду, что обеспечивает высокую экологичность и чистоту продуктов, которые, например, транспортируются по трубам или хранятся в емкости из этой нержавейки;
• легко поддерживать в чистоте.

Все эти технические и эксплуатационные параметры стали AISI 304 или ее аналогов обуславливают популярность и востребованность изделий из нее в разных отраслях народного хозяйства.

Область применения

Физические, химические и эксплуатационные свойства стали и ее российских аналогов обеспечивают ей чрезвычайно широкую область применения в различных отраслях деятельности и народного хозяйства. К наиболее распространенным из них можно отнести использование AISI 304 в:

• производстве металлопроката широкой области применения. Сюда можно отнести трубы различного сечения и профиля, уголки, шестигранники, монтажные ленты, отдельные листы, служащие сырьем для изготовления необходимых деталей;
• производстве изделий для пищевой промышленности. Из нержавейки изготавливают емкости различного типа и назначения, продуктопроводы, инструмент и другой инвентарь, который должен отвечать требованиям к качеству и экологической безопасности. Охватывается практически весь спектр задач, решаемых предприятиями пищевой промышленности, в том числе производство молочной, пивоваренной продукции, изготовление спирта;
• автомобилестроительной и машиностроительной отраслях для производства деталей и компонентов, работающих в условиях повышенной температуры, воздействия масел и других агрессивных сред;
• судостроительной промышленности для производства судового оборудования, где требуется обеспечить надежность, долговечность в условиях работы в повышенной влажности и возможности воздействия соленой воды;
• нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, где из стали этой марки изготавливают емкости, решетки, сетки, элементы фильтров, а также другую оснастку с повышенными требованиями к долговечности и устойчивости к воздействию агрессивной среды и высокой температуры;
• строительной отрасли для изготовления элементов конструкций, работающих в условиях повышенной влажности, воздействия атмосферных осадков, а также узлов и элементов, которым требуется обеспечить длительную эксплуатацию.

Также следует отметить широкую популярность изделий из этого сплава для использования в быту, в частном строительстве. Например, материал широко применяется при изготовлении посуды, дымоходных труб для котлов автономного отопления частного сектора и других аналогичных задач. 

Сталь AISI 304 или ее аналоги используются для решения задач, где требуется обеспечить стойкость к агрессивной среде, возможны воздействия низкой или высокой температуры, требуется достаточно высокая прочность и долговечность. Сталь этой марки достаточно легко обрабатывается по разным технологиям, что и обуславливает ее популярность.

Часто нержавейка этой марки применяется для декорирования в строительстве, а также для создания оригинальных и надежных дизайнерских интерьерных и фасадных решений. Например, к таким решениям можно отнести использование стальных лестничных конструкций как целиком, так и по отдельности. Хорошо смотрятся нержавеющие балясины или перила, которые не только имеют привлекательный внешний вид, но также долговечны, не теряют блеск, не тускнеют и не требуют сложного ухода.

Достаточно часто эта сталь применяется для различных декоративных вставок при оформлении кабин лифтового хозяйства, создания несущих и декоративных металлоконструкций для балконов и их ограждений, а также для других ситуаций, в которых сталь AISI 304 можно использовать по функциональным или эстетическим соображениям.

Технология обработки стали

Продукция выпускается в нескольких вариантах поставки для последующего изготовления готовой продукции. Сталь поставляется в виде:

• проката листового;
• проката сортового в виде круга, полосы, уголка, шестигранника;
• труб бесшовных, профильных, сварных из стали AISI 304 разного диаметра или сечения.

Для придания готовому изделию определенной формы и свойств используют как горячую, так и холодную обработку.

К технологиям горячей обработки изделий из AISI 301 относят:

• ковку;
• отжиг;
• отпуск.

С учетом диапазона температур, когда может возникнуть нежелательная сенсибилизация, то есть риск возникновения межкристаллической коррозии, отжиг проводят при температурах от 1010 до 1120 градусов Цельсия с последующим плавным или резким охлаждением. Отпуск или снятие остаточных напряжений проводят при температурах до 400 градусов, то есть, до момента возможности возникновения карбидных соединений хрома.

Здесь же стоит сказать и об особенностях проведения сварочных работ, которые могут проводиться на оборудовании разного типа и в разной защитной среде. Вне зависимости от применяемой технологии рекомендуется проводить отпуск зоны сварного шва с его последующей обработкой по выбранной технологии. Эта технологическая операция также необходима для того, чтобы исключить ухудшение прочностных и антикоррозионных свойств материала в месте локального нагрева при выполнении сварочных работ.

К холодным методам обработки нержавейки, которые также востребованы и используются достаточно часто, относят:

• гибку;
• формовку;
• волочение;
• вытяжку.

Все эти технологии достаточно широко применяется в сфере металлообработки, поэтому сложностей с изготовлением изделий разной формы и конфигурации, как правило, не возникает.

Аналоги

Сталь традиционно называют AISI 304, именно под такой маркой она впервые появилась на рынке. Практически в каждой стране, где развито производство металла, у AISI 304 есть аналог, маркирующийся в соответствии с внутренними или международными стандартами маркировки нержавеющих сталей.

В нашей стране, в соответствии с ГОСТ,  российский аналог AISI 304 может маркироваться как сталь 08Х18Н10 и 03Х18Н11. По своему химическому составу, технологии производства и физическим характеристикам данная нержавейка является полным аналогом и широко используется для решения производственных задач на территории нашей страны