Сталь AISI 304 её характеристики

Сталь AISI 304 – это нержавеющий металл, который используется во всём мире. Он популярен на современном рынке металлопроката. Такая нержавейка широко применяется в разных сферах ведения хозяйственной деятельности. Её  универсальность – это основополагающий фактор, влияющий на формирование повышенного спроса, а также повсеместного использования.

Сталь AISI 304

Марку стали AISI 304 можно отнести к хромониколевым высоколегированным коррозионностойким сплавам аустенитного типа. Соответственно, здесь кристаллическая решётка обладает аустенитной структурой. Она способна обеспечивать высокое значение физических и механических показателей, при этом не нуждается в дополнительной термической обработке.

Сплав обладает высоким показателем стойкости к коррозии, которая возникает при взаимодействии с агрессивной средой. Он не окисляется под воздействием разных факторов. Может выдерживать резкие температурные изменения.

Расшифровка AISI 304

Аббревиатура «AISI» расшифровывается как «The American Iron and Steel Institute». Она указывает на своё отношение к установленной классификации, которая принята и действует в Американском Институте, специализирующемся на железе и стали. Сложно с помощью аббревиатуры понять количество привнесённых в сплав элементов. Подробное описание есть в соответствующем реестре исследовательской организации. 

Номер «304» указывает на то, что Институт отнёс металл к аустенитному типу. Это было сделано на основании действующей спецификации ASTM A240. Аналог AISI 304 – российская сталь 08Х18Н10.

Мировые аналоги AISI 304

Сталь 304 аустенитного класса намного чаще используется, чем остальные коррозионностойкие сплавы. Её физические и механические свойства, химический состав практически идентичны российской марке нержавейки 08Х18Н10. 

Российское обозначение описывает основные вещества состава. Сплав аналога состоит из углерода (С), где его количество равно 0,08%, хрома (Cr) – 18% (17-19%), никеля (Ni) – 10% (9-11%). 

В разных странах есть свои аналоги: 

• Китай – 0Cr19Ni9 (содержание хрома – 19%), OCr18Ni (хром – 18%).
• Япония – SUS304.
• США – 304H, S30400.
• Германия и страны Европейского Союза – 1.4301, X5CrNi18-10, X6CrNi18-10.

В некоторых странах используется только числовое обозначение. Например, аналогом в Чехии является марка 17240, в Швеции – 2332, 2333, x5crni18- 10. Качество таких марок ничем не хуже. Их наименование зависит от установленной нормы, которая действует на территории определённого государства, где есть стандарты ASTM А240.

Сравнение AISI 304 с другими марками

Сравним AISI 304 с другими марками нержавейки. Высокие антикоррозийные свойства достигаются только в том случае, если отметка массовой доли хрома составляет 14%. Чтобы получить хорошую жаропрочность и свариваемость, изменяется соотношение никеля и хрома. Это также благоприятно отображается на других характеристиках, из-за которых нержавеющий металл высоко ценится на рынке.

Если сравнить химический состав сплава 304 с 321, 201 и 439, то можно увидеть, что содержание хрома в них идентично российским аналогам 08Х18Н10Т, 12Х15Г9НД и 08Х17Т соответственно. Все эти марки регламентируются ГОСТ. Однако они также имеют свои определенные отличия. 

В российской маркировке число, которое после буквы «Х», показывает массовый процент хрома. В примерах, приведённых выше, количество вещества в составе будет составлять 18%, 15% и 17% соответственно. Как правило, чем выше показатель хрома в нержавеющей стали, тем дольше она прослужит. Но это не значит, что необходимо стремиться к наращиванию количества массового процента до 30 и больше. Ведь в таком случае придётся убрать из сплава столько же железа, а это приведёт к чрезмерной хрупкости материала.

Характеристики стали AISI 304

Что такое AISI 304? Это сплав, который относят к низкоуглеродистому, аустенитному, незакаливаемому, кислотостойкому классу. Он обладает коррозийной стойкостью. Его легко сваривать любым методом. Можно обрабатывать холодным и тепловым способом. 

На основные характеристики AISI 304 влияет состав, режим термообработки и метод проката. Сплав можно разделить на подклассы из-за разного содержания углерода в составе:

• низкий процент – AISI 304L (отечественный аналог 03Х18Н11);
• высокий процент – AISI 304H (для высокотемпературного производства).

Высокая прочность стали сохраняется даже при низкой температуре. Хорошо переносит краткосрочное поднятие температуры.

Коррозионная стойкость AISI 304

Нержавейку AISI 304 допустимо использовать практически в любой среде, но есть определённые исключения. Сплав не стоит применять в серосодержащей среде, а также в тех условиях, которые могут спровоцировать возникновение губительного процесса в межкристаллической структуре. Внешнюю поверхность необходимо регулярно чистить, чтобы сохранить её первоначальное состояние. 

Металл выдерживает воздействие многих агрессивных факторов. Его структура устойчива к пагубному процессу даже при повреждениях, полученных механическим путём. Она не деформируется при контакте с кислотными растворами повышенной концентрации, атмосферой, пресной и морской водой. 

У марки 304 есть сопротивление к разным кислотам:

• фосфорная – любая концентрация в пределах температуры окружающей среды;
• азотная – не больше 65%, в пределах 19-500С;
• муравьиная, молочная – комнатная температура;
• уксусная – в промежутке между 20-500С.

Сравним скорость появления ржавчины на металле марки 304 с другими видами сплавов в разных условиях окружающей среды:

Таблица 1. Атмосферное воздействие на металл в течение 10 лет

Изделия, сделанные из AISI 304, обладают низким показателем подверженности точечной и щелевой коррозии. Он не изменяется даже при помещении их в хлоридную среду. Это было доказано с помощью исследований. Трещины, которые вызывает коррозия, могут возникнуть под напряжением при температуре свыше 60С.

Жаростойкость AISI 304

У материала есть стойкость к окислению. Это достигается, если соблюдается температура до 870°C, а во время длительного использования – до 924 °C. Если нужно добиться коррозионной устойчивости в воде, сталь не подвергают продолжительному температурному воздействию в диапазоне 425-860°С. В таких условиях лучше использовать её подкласс AISI 304L. Марка обладает устойчивостью к выделению карбидов. 

Если нужна высокая прочность в рабочей среде, где температурный режим поддерживается в пределах 500-800 °C, то берётся сталь AISI 304H. Она достаточно долго не подвергается пагубному воздействию при нахождении в водной среде, способна прослужить много лет без деформаций.

Технологии обработки стали AISI 304

Изделия и детали, которые состоят из аустенитной стали, изготавливают только с привлечением специальных обрабатывающих инструментов. Перед обработкой тщательно зачищается не только поверхность заготовки, но и рабочие инструменты. Это необходимо для того, чтобы снизить риск вторичного загрязнения. Оно может появиться при контакте материала с металлами, у которых отсутствуют антикоррозионные свойства.

Холодная обработка AISI 304

Обработка AISI 304 холодным способом способствует быстрому затвердеванию стали. Нержавейка легко поддаётся изгибу, вытяжке (ротационной, глубокой), формовке с помощью растяжения. Из-за того, что аустенитные сплавы упрочняются во время формовки, потребуется в 1,5-2 раза больше усилий механического характера, чем для сталей, относящихся к другому типу. Формовку могут проводить с привлечением станков и инструментов, предназначенных для углеродистой стали. В таком случае увеличивается их сила на 50-100%. 

Значение минимального радиуса изгиба листов AISI 304 с толщиной до 3 мм может стремиться к нулю. Если толщина большая, то радиус будет равен половине толщины листа. Угол гибки также зависит от толщины заготовки:

• 3-6 мм – 180°;
• 6-12 мм – 90°.

Заготовку всегда немного перегибают, ведь аустенитные стали способны обратно распрямляться. Рекомендованный минимальный радиус изгиба должен соответствовать двойной толщине листа AISI 304. 

Металл не подвергают торможению при глубокой вытяжке на прессе. Исключением является обработка изделий, которые имеют точные размеры. Для них используется формовка с последующим растяжением и упрочнением. Ротационную вытяжку проводят с помощью токарно-давильного оборудования. Принцип действия идентичен процедуре формовки с точением.

Тепловая обработка AISI 304

Горячая обработка (ковка) предполагает равномерное увеличение температуры. На начальном этапе она может составлять 1150-1260°С, а на конечном – 900-925°С. Заготовку отжигают – это обязательный этап при горячей обработке. Однородность материала получают в 12 раз медленнее, чем при прогреве углеродистой марки. 

Подходящий температурный режим для отжига – 1010-1120°С. Идеальными условиями для процедуры считается температура в 1070°С с последующим быстрым охлаждением (отпуском). После отжига поводят ещё две обработки:

• травление;
• пассивирование.

Пассивацию делаю с использованием 20% раствора на основе азотной кислоты и специальной пасты. Процедура необходима, в частности, для участков, которые сваривались. Во время травления применяется смесь, которая состоит из азотной (10%) и плавиковой/фтористоводородной (2%) кислоты. Очистка поверхности выполняется при комнатной температуре или до +60°С.

Отпуск рекомендовано проводить в первый час при температурном режиме в пределах 450-600°С. Рабочую температуру понижают до 400°С для предотвращения сенситизации.

Сварка стали AISI 304 может проводиться любым способом, ведь она имеет хороший показатель плавления. Если нужно соединить детали и элементы конструкции, лучше использовать автогенную сварку. Присадочные материалы не добавляются. Тепловая обработка нужна, если предполагается возникновение коррозии в межкристаллической структуре. Её проводят при температуре от 1051°С до 1150°С. Затем шов необходимо зачистить от появившейся окалины. Он также пассируется специальным растворам и пастой.

Химический состав стали AISI 304

Химический состав AISI 304 относит марку к высоколегированным хромоникелевым нержавеющим металлам. Массовая доля железа здесь достигается в пределах 65-74%. Всё остальное – это легирующие добавки:

• Cr (хром) – около 17-19%;
• Mn (марганец) – 2%;
• Ni (никель) – 9-11%;
• С (углерод) – до 0,8%;

Хром можно назвать основным элементом сплава, который влияет на его устойчивость к появлению ржавчины. Он также формирует на поверхности стали оксидную плёнку. Она защищает сталь от пагубных последствий, которые возникают при контакте с агрессивными факторами. Предотвращает процесс окисления на протяжении многих лет.

Никель увеличивает технологические показатели стали. Он формирует аустенитную кристаллическую решётку. Элемент является более тугоплавким, если сравнивать его с хромом. Он остаётся в составе материала даже под воздействием высоких температур. Делает сварной шов устойчивым к окислению, не выгорая при сварке, как хром.

Марганец улучшает твёрдость и износостойкость сплава. Он также обеспечивает стойкость металла против ударных нагрузок, при этом не влияет на его пластичность,

Свойства стали AISI 304

На формирование повышенного спроса на сталь на рынке металлопроката влияют её свойства, которые она приобретает из-за своего химического состава и соответствующей обработки. Материал является хорошим сырьём для производства разных труб, листового проката, профилей. 

Полезные свойства металла:  

• не подвергается коррозии при постоянном контакте с агрессивной средой;
• не окисляется;
• стойкость к среде, где есть солёная, пресная, водопроводная вода;
• допустимо эксплуатировать в условиях низких температур;
• химическая устойчивость к растворам кислоты, которые имеют высокую концентрацию.

Какие есть физические, механические и магнитные характеристики у материала?

Физические свойства AISI 304

Физические свойства материала определяются параметрами, такими как:

• Плотность AISI 304 – 7,78-7,93 г/см3.
• Температура плавления – 1450°С.
• Показатель удельной теплоёмкости равен 500 дж/кг×К.
• Тепловое расширение составляет 15 ВТ/м×К
• Значение электрического удельного сопротивления – 0,8 Ом×м2/м.
• Модуль упругости – 200 МПа×103.

Механические свойства AISI 304

К механическим свойствам относят:

• Показатель прочности на сжатие – 210 МПа.
• Прочность на разрыв – от 520 до 720 МПа.
• Предел текучести при остаточной деформации равной 0,2% – 205 Н/мм2.
• Значение твёрдости на основании шкалы Бриннеля – 170 НВ тип.
• Относительное удлинение – в пределах 40%.

Магнитные свойства AISI 304

Сталь марки AISI 304 в чистом виде является немагнитной. Однако после дальнейшего физического воздействия она может приобрести незначительные магнитные свойства. Этот показатель никак не влияет на физико-механические характеристики материала, а также не связан с его устойчивостью к окислению.

Преимущества и недостатки стали AISI 304

Стальной лист AISI 304 – это прогрессивный продукт металлургии. Он отличается сниженным содержанием углерода в составе. Марка стали широко применяется в разных отраслях промышленности. Её технологические характеристики считаются привлекательными. Однако она имеет свои достоинства и недостатки. 

Неоспоримые достоинства:

• Способность длительное время выдерживать перепады температуры от -200 до 650°С, что доказано экспериментальным путём.
• Слабо выраженные магнитные свойства. Это достигается за счёт специально созданной структуры, способов обработки.
• Хорошая экологичность. Относится к категории Inox. Не впитывает вещества, включая токсичные.
• Допустимо подвергать всем видам обработки.
• Устойчивость к коррозии, длительному воздействию агрессивной среды.
• Высокая прочность сочетается с относительно небольшой плотностью.
• Характерна высокая сопротивляемость к эффекту оксидации.
• Готовые изделия эстетичны, их легко чистить.
• Доступная цена.
• Широкая сфера применения.
• Долгий срок службы и низкие эксплуатационные затраты.

У металла нет весомых недостатков. Могут возникнуть небольшие проблемы и сложности во время обработки и использования в условиях высоких температур. Все аустенитные нержавеющие стали при обработке в температурном режиме от 425 до 820°С подвержены эффекту осаждения карбидов хрома. Это приводит к появлению межкристаллической коррозии, если поместить изделия из такого сплава в сильноагрессивную среду. Этот эффект, называемый «сенсибилизация», наблюдается в местах нагрева, например, в сварочном шве.

Изделия из стали AISI 304

Выпуск металла проводится в таком виде:

• листовой прокат (нержавеющий лист, лист для декорирования);
• сортовой прокат (круг, квадрат, полоса, шестигранник, уголок);
• труба (бесшовная, профильная, электросварная).

Из листов AISI 304 производятся ёмкости, резервуары, детали и элементы для разного оборудования, контактирующие с умеренно-агрессивными факторами. Они подходят для обустройства камер холодильного, моющегося и дезинфекционного типа. Могут применяться при сборке столов, шкафов, стеллажей. Тонкий зеркальный, шлифованный и декоративный листовой прокат используется во время отделки лифтовых кабин, эскалаторов, прочего. Из листа с рифлёной поверхностью чаще всего изготавливаются лестничные ступени и трапы с противоскользящим эффектом.

С помощью труб AISI 304 проектируют и устанавливают трубопроводные системы. Они могут иметь разное назначение. Подходят для оснащения цехов пищевой и химической промышленности. Жаропрочностные свойства материала позволяют обустраивать им дымоходы. Трубы и прутки, которые имеют зеркальную поверхность, станут хорошей основой для изготовления ограждений на лестнице, перил, входных групп, другого.

Полезные физические и механические свойства, хороший показатель жаропрочности делает нержавейку отличным сырьём для производства запорной трубной арматуры. Фланцы, отводы, краны AISI 304 имеют долгий срок службы и выдерживают большие температурные нагрузки.

Превосходные параметры металла дают возможность производить разное оборудование, конструкции, которые в последующем будут эксплуатироваться в условиях, где есть агрессивное химическое воздействие. Готовые изделия отличаются высокой прочностью. Важным плюсом материала является также его гигиеничность, эстетичность. Из него могут изготавливать: столовые приборы, криогенные сосуды, арматуру для сантехники, кухонную мебель, прочее.

Применение стали AISI 304

Популярность стали, у которой есть антикоррозийные свойства, обуславливается её способностью выдерживать высокотемпературные режимы. Она обладает хорошими характеристиками прочности. Иногда её ещё называют «пищевой нержавейкой» из-за экологичности и неспособности впитывать токсины, различные вещества и запахи.

Материал AISI 304 активно применяется:

• предприятиями, выпускающими текстильные и бумажные товары;
• фармакологическими, химическими производствами;
• секторами, занятыми производством молочной и пищевой продукции;
• медицинской отраслью (разные иглы, инструменты для хирургических операций);
• судостроительными заводами (крепежи, предназначенные для атомных судов, разного оборудования);
• горнодобывающими, нефтяными компаниями (сетки для фильтрации, которыми оснащаются скважины);
• металлопрокатными предприятиями (трубы, шестигранники, прутки, прочее).

В строительстве он также используется во время производства сборных металлических конструкций.

Металл Трейд – металлопрокатная база изделий из стали AISI 304

Нержавеющая сталь марки AISI 304 достаточно распространена. Её выбирают обычные покупатели и профессионалы, ведь она считается универсальным материалом. С ней легко работать, она поддаётся любому методу сварки. У неё прекрасные физические и механические свойства. Всё это делает сталь востребованной не только в промышленности, но и в быту.

«Металл Трейд» – это команда профессионалов с большой буквы. Наша компания имеет федеральный уровень. Владеем мощной материально-технической базой, имеем обширные партнёрские связи и разветвлённую сеть филиалов.

В каталоге есть широкий сортамент изделий из стали AISI 304:

• трубы (круглые, профильные);
• уголки, отводы AISI 304, заглушки;
• шестигранники, квадраты.

Нужный товар можно приобрести частным и юридическим лицам. Достаточно добавить нужную позицию в корзину и заполнить предложенную анкету. Если есть вопросы или нужна консультация наших специалистов, всегда можно позвонить по номеру +7 (495) 799-39-90 или 8 (800) 600-39-90.

Доступна оплата по безналичному и наличному расчёту. Для клиентов предусмотрена доставка металлоизделий. Для этого мы привлекаем собственный транспорт или транспортные компании. На сайте есть калькулятор доставки металлоизделий по Москве.