Материал нержавеющая сталь aisi 304

В настоящее время большой популярностью пользуется сталь, которая по американской классификации называется AISI 304. Очень часто в зарубежной литературе по металлургии можно встретить такое англоязычное название 304 stainless steel или сокращённо SS 304. Она относится к категории низкоуглеродистых нержавеющих антикоррозийных аустенитных сталей.

Состав и свойства

Эта сталь является аналогом стали российского производства марки 08Х8Н1. Поэтому по своему составу они очень близки. Основного элемента в ней – железа от 66 до 74 процентов. Остальное составляют так называемые легирующие добавки. К ним относятся: хром – около 20%, марганца – 2%, никеля — 8%, углерода – менее 8%. На базе этой стали в зависимости от находящегося в ней количества углерода были разработаны дополнительные две марки металла: с меньшим содержанием углерода – это AISI 304L, с повышенным содержанием — AISI 304 H. Российским аналогом первой марки является сталь 03Х18н11.

Фланец воротниковый из стали 03Х18н11

Наличие именно такого процентного содержания добавок и соответствующая обработка придают этому металлу столь необходимые и полезные свойства.

К полезным свойствам относятся:

• Продолжительная стойкость к повышенным или низким температурам. Полученный экспериментальным путём интервал допустимых температур составляет от минус 200 °С до плюс 650 °С.
• Высокая устойчивость к длительному воздействию агрессивных сред (солёной водой, кислотных и щелочных растворов). То есть хорошая антикоррозийная стойкость.
• Слабая намагниченность. Этого удаётся достичь за счёт создания специальной структуры и способов обработки.
• Прекрасная экологичность. Она позиционируется на международном рынке как материал категории Inox. Эту категорию она получила благодаря тому, что не впитывает ни какие вещества, в том числе и токсичные.
• Хорошо подвергается обработке.
• Высокая прочность при небольшом удельном весе.
• Большое сопротивление к эффекту оксидации.
• Почти идеальное предотвращение загрязнения продуктов, хранящихся в ёмкостях из этой стали.
• Прекрасная эстетичность и простота в очистке после применения посуды.
• Широкая область применения.

К дополнительным преимуществам можно отнести большой срок службы изделий, изготовленных из этого металла, низкие эксплуатационные затраты.

Серьёзных недостатков у этой стали нет. Существуют некоторые проблемы при обработке и эксплуатации в условиях высоких температур. Для всех аустенитных нержавеющих сталей при обработке в диапазоне температур от 425 °С вплоть до 820 °С проявляется эффект осаждения карбидов хрома. Такие стали становятся подвержены межкристаллической коррозии при помещении изделий в сильноагрессивные среды. Поэтому, этот эффект, так называемой «сенсибилизации» может проявляться в местах нагрева, например при сварке, в местах швов.

В России сталь марки 08Х18Н10 – аналог AISI 304, в Евросоюзе 1.4301. Следует отметить, что во многих странах существует своя система классификации.

Характеристики стали

Сталь AISI 304 имеет свои индивидуальные характеристики. Их можно разделить на три категории:

• физические;
• химические;
• механические.

Физические характеристики определяются следующими параметрами:

• плотность нержавеющей стали AISI 304 равна 7,78-7,93 г/см 3 ;
• температура плавления – 1450 °С;
• удельная теплоёмкость – 500 дж/кг×К;
• тепловое расширение – 15 ВТ/м×К;
• электрическое удельное сопротивление – 0,8 Ом×м 2 /м.

Физические свойства AISI 304

Эти характеристики определяют многие свойства этого металла.

Химические характеристики состоят из следующих показателей:

• процентное содержание различных элементов в составе материала;
• устойчивость стали к химическим реакциям при воздействии агрессивной среды;
• скорость естественного окисления (коррозия);
• способность к впитыванию и последующему выделению вредных веществ.

Химический состав AISI 304

К механическим характеристикам относятся:

• прочность на сжатие (составляет 210МПа);
• прочность на разрыв (изменяется в пределах от 520 до 720 МПа);
• допустимый предел текучести (около 210 МПа);
• деформация на растяжение (примерно 45%);
• твердость по роквелу (достигает 70 единиц).

Способы обработки

Сталь AISI 304 достаточно легко подвержена практически всем видам механической обработки: штамповке, формовке, прокату. Кроме этого она хорошо сверлится, режется, фрезеруется и шлифуется. Сталь хорошо подвергается глубокой вытяжке на прессе, а также холодной гибке и формовке. Для этого металла допустимый радиус изгиба зависит от толщины листа. Его вычисляют по формуле r=2×s. Где s — это толщина листа.

При термической обработке допускается: обжиг, отпуск. Для проведения обжига температура заготовки должна составлять 1050 °С. Допустимый интервал составляет 25 °С в обе стороны. После обжига производят быстрое охлаждение. Это позволяет придать металлу хорошие антикоррозийные свойства. После проведения процесса обжига обязательно проводят ещё два вида обработки: травление и пассивирование.

Процесс травления, то есть очистки поверхности, производится с помощью смеси двух кислот: азотной и фтористоводородной. Этот процесс производится при нагреве до 60 °С, а пассивация с помощью 20% раствора азотной кислоты с применением специальных паст, особенно для той зоны, где производилась сварка.

Отпуск производиться при более низкой температуре (450 — 600 °С) в течение 60 минут. Для сохранения технологии термической обработки необходимо помнить для нержавеющей стали время однородного прогревы в два раза выше, чем у углеродистой стали.

Детали или элементы конструкции, изготовленные из стали AISI 304 достаточно легко могут быть сварены. Это происходит благодаря хорошим показателям плавкости. Для этого можно использовать автогенную сварку без добавления присадочных материалов.

Область применения

Эта сталь применяется во многих отраслях промышленности: машиностроении и строительстве, в химической и пищевой промышленности, медицине и производстве бытовых инструментов. Иногда в обиходе эту сталь называют пищевой нержавейкой.

Резервуар из стали AISI 304

Металл выпускается в виде:

• листового проката (нержавеющий лист, декорированный лист);
• сортового проката (круг, квадрат, полоса, шестигранник и уголок);
• трубы (бесшовной, профильной, электросварной).

В строительстве для производства сборных металлоконструкций. В качестве примера можно привести арку длиной в 190 метров в городе Сент-Луис (США). Но это скорее исключение, чем правило. Чаще всего в строительной индустрии этот металл используют для отделки лифтовых кабин, эскалаторов. Рифлёный лист применяют для изготовления ступеней и лестниц. Труда используется для организации вентиляционных вытяжек, дымоходов. Для изготовления поручней, входных групп, поручней и ограждений применяются полированные трубы и прутки различной толщины.

Производство труб из стали AISI 304

Нержавеющая сталь AISI 304 применяется в химической, нефтяной и газовой промышленности. В химической промышленности её применяют для производства оборудования и резервуаров для хранения и транспортировки различных реактивов. Благодаря своему свойству сопротивляемости агрессивной среде в этих областях применяются трубы и специфическое оборудование. Примером такого оборудование может служить щелевые фильтры, в которых установлена проволока, для изготовления которой используется только марка стали AISI 304.

Из листа изготавливают ёмкости и резервуары различного назначения. Например, для холодильных, моющих, дезинфицирующих машин. Мебель для пищевых предприятий (столовых, кафе, баров и ресторанов) рабочие столы, стеллажи, шкафы, тумбочки. Благодаря своим хорошим свойствам по жаропрочности из листа производят элементы низкотемпературных печей.

Лента монтажная из стали AISI 304

Из сортового проката изготавливают:

• фланцы (плоские, воротниковые, свободные);
• пищевую арматуру;
• запорную арматуру (шаровые краны, различные клапаны);
• фитинги (отводы, тройники, переходы).

Большое распространение получили приборы и оборудование, изготовленное из этой стали в медицине и фармакологии. Для них изготавливают инструмент, отдельные виды оборудования, медицинскую мебель, различные имплантаты.

Применение AISI 304 в пищевой промышленности

Пищевая нержавеющая сталь AISI 304 используется для изготовления различного бытового инвентаря. В их число входят столовые приборы, термостойкая посуда (кастрюли, сковороды, миски, тарелки), корпуса электрических кухонных агрегатов (кофемашин, кофемолок, чайников).

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Всё о стали aisi 304: расшифровка, свойства, цены, аналоги, контакты поставщика. Вне зависимости от объемов стали, доставка производится в кратчайшие сроки.

Нержавеющая сталь импортного производства aisi 304 относится к аустенитным сталям. Она получила наибольшее распространение среди многообразия марок стали, благодаря универсальности и уникальным характеристикам. Нержавеющая сталь является одним из наиболее важных видов металла, у которого основной характеристикой является защита от коррозии и других негативных воздействий.

Состав и характеристики

Одним из основных преимуществ является повышенная устойчивость к кислотным средам и способность кратковременно выдерживать резкое увеличение температуры, которая может достигать 900 градусов. На российском рынке аналогом этой стали является 08Х18Н10. Но российский аналог уступает по техническим характеристикам и устойчивости, поэтому сталь aisi 304, несмотря на более высокую стоимость, является наиболее предпочтительной.

Прайс на сортамент продукции из стали aisi 304

Поверхность	Цена
Труба aisi 304	337 рублей за 1 кг
Квадраты aisi 304	210 рублей за 1 кг
Прутки aisi 304	210 рублей за 1 кг
Уголки aisi 304	215 рублей за 1 кг
Круги aisi 304	215 рублей за 1 кг
Полосы aisi 304	269 рублей за 1 кг
Листы aisi 304 (матовые, шлифованные, зеркальные)	от 173 ₽ за 1 кг

Сталь aisi 304 относится к основной из разряда нержавеющих. В составе содержится не менее 10% Ni и 18%Cr. Благодаря относительно большому количеству кремния в составе стали, на ее поверхности имеется оксидный слой, который и является основной преградой для воздействия агрессивных веществ. Благодаря сочетанию кремния и никеля в составе стали она приобретает антиферромагнитные характеристики.

В зависимости от метода производства, сталь aisi 304 может быть горячекатаной или холоднокатаной. После производства листы материала обрабатываются различным способом. В результате, получается материал нескольких типов поверхностей: матовый, зеркальный или шлифованный.

Преимущества и недостатки сплава

Листовую сталь aisi 304 применяют в различных сферах. Наиболее часто из нее свариваются трубы, ее часто используют при возведении различных конструкций, используют на раскройном оборудовании и для многих других целей. Широкое применение материала возможно, благодаря хорошим эксплуатационным характеристикам и неподверженности коррозии, что является наиболее важным качеством. Из нее часто производят кеги для хранения пива, кваса, других газированных напитков, а также столовое оборудование. Благодаря полной безопасности этот вид стали широко используется для пищевой промышленности, удовлетворяя ее потребности в полном объеме.

Благодаря уникальным эксплуатационным свойствам, с которыми не может сравниться ни один аналог, сталь aisi 304 в больших количествах применяется в машиностроении, тяжелой и легкой промышленности, горнодобывающей и многих других. На самом деле, в очень многих сферах можно найти применение нержавеющей стали aisi 304, что более чем увлекательно и интересно.

Материал имеет оптимальное соотношение стоимости к эксплуатационным характеристикам, за это в большей степени она и получила такую популярность. Нержавеющая сталь может долгие годы служить, не поддаваясь коррозии, и выдерживать любые воздействия даже самых мощных химических веществ, которые могут попадать на поверхность материала, как в малых, так и в больших количествах, в зависимости от условий использования.

У Вас возникли вопросы/предложения?

Напишите нам или закажите звонок и мы свяжемся!

Стали марок AISI 304 и 304L (по американскому классификатору ASTM A240) и их прямые российские аналоги 08Х18Н10 и 03Х18Н11 (по ГОСТ) являются самыми распространёнными и наиболее универсальными хромоникелевыми высоколегированными коррозионностойкими аустенитными сталями, находящими применение практически во всех отраслях материального производства, как в государствах СНГ, так и по всему миру. Популярность и востребованность этой стали обусловлены, при демократичной цене, её отличной стойкостью к окислению и коррозии, хорошей свариваемостью, уникальным сочетанием механических свойств и особенностями химического состава. В связи с тем, что межкристаллическая коррозия AISI 304 идёт только при высокотемпературном нагреве, эту марку особо рекомендуется использовать в условиях пониженных и сверхнизких температур. Сталь AISI великолепно полируется и надолго сохраняет эстетичный вид, что очень важно при изготовлении из неё архитектурных, строительных и дизайнерских конструкций, предметов интерьера и металлической мебели.

Основные сферы применения стали AISI 304

Трудно найти современную область деятельности, где бы в той или иной степени не применялась сталь AISI 304 или 0818Н10. Из неё, в частности, повсеместно изготавливают:

• контейнеры, тару и резервуары для хранения и перевозки всевозможных сыпучих веществ и жидкостей;
• приёмники и оборудование для производства и транспортировки агрессивных химических реактивов и лекарственных препаратов;
• детали и элементы установок по производству жидких и пастообразных продуктов питания (кремов, кваса, вина, молока и пр.), а также для их транспортировки;
• оборудование для бурения скважин и укрепления шахтных выработок;
• варочное кухонное оборудования и бытовые столовые принадлежности.

Кроме того, AISI 304 служит основным материалом для многих единиц лабораторных научных приборов, криогенных агрегатов, формовочных плит, опорных элементов и т. п.

Химический состав и дифференциация стали марки AISI 304

Стандарт ASTM A240 регламентирует химический состав стали AISI 304 следующим образом:

• углерод — не более 0,08% (AISI 304L — 0,03%);
• марганец — не более 2%;
• фосфор — не более 0,45%;
• сера — не более 0,03%;
• кремний — не более 0,75%;
• хром — 18,0 — 20,0%;
• никель — 8,0 — 10,5% (AISI 304L — до 12%);
• азот — 0,1%.

Высокие антикоррозионные показатели AISI 304 связаны с присутствием на поверхности материала тонкой плёнки оксида хрома. А поскольку эта сталь имеет абсолютно однородную структуру по всей толщине, все детали и материалы из неё (листы, прутки,труба профильная, фасонные заготовки) даже при повреждениях верхнего слоя продолжают сохранять прежнюю устойчивость к коррозии. Разрушенная оксидная плёнка моментально восстанавливается, не допуская распространения повреждения. Аналогичный процесс идёт и в нержавеющих конструкциях, находящихся под атмосферным воздействием. Постоянные перепады температур ведут к появлению микротрещин, в которых тут же формируется защитный слой. Это свойство стали AISI 304 позволило изготавливать из неё надёжные ёмкости, перила наружных лестниц и балконов, плавательные бассейны и многое другое. Гарантированная долговечность таких изделий — не менее 150 лет.

Наличие в составе AISI 304 большого количества никеля даёт этой марке стали важное преимущество перед безникелевыми аналогами (AISI 430 и др.). Поскольку температура плавления никеля гораздо выше, чем хрома, он остаётся в структуре металла даже при термическом воздействии (например, в процессе сварки), тогда как хром почти полностью выгорает. Сохраняясь в сварном шве, никель обеспечивает его прочность и дополнительную коррозионную стойкость.

Сталь AISI 304 от многих других нержавеющих сталей отличается возможностью дифференциации. Это означает, что в процессе производства материала ему могут быть приданы некоторые специфические свойства, связанные с конкретной областью его последующего применения или требуемым характером обработки. Посредством варьирования состава стали (в пределах установленных норм) можно обеспечивать ей:

• более высокую свариваемость;
• способность к глубокой и ротационной вытяжке;
• способность к формовке растяжением;
• повышенную прочность, нагартовку;
• дополнительную жаростойкость;
• особую пригодность к отдельным видам механической обработки.

Как любая аустенитная сталь, AISI 304 может быть, при необходимости, дополнительно упрочнена либо добавлением в её состав азота (модификация 304LN), либо одним из заводских технологических методов формоупрочнения (нагартовкой, давлением, многократной дрессировочной прокаткой или растяжением).

Процесс азотирования наиболее приемлем к сталям, предназначенным для изготовления крупных объектов нефтегазовой и химической промышленности (транспортных контейнеров, колонн, резервуаров). В этом случае, при более высокой расчётной прочности металла, возможно уменьшение толщины стенок и тем самым — достижение существенной экономии затрат на материалы.

Аустенитые нержавеющие стали, прошедшие формоупрочнение, применяются для производства деталей и элементов, несущих механическую нагрузку — сварных труб, формовочных плит для автотракторной промышленности, обручей для кегов, строительной арматуры, планок, цепей, ограждений и т. д.

Сталь AISI 304 (08Х18Н10), в отличие от 400-й группы «нержавеек» (аналогов 12Х17), не обладает магнитными свойствами, что в определённых случаях бывает очень важным в её практическом применении. Однако, это качество — лишь следствие особой внутренней структуры металла, оно никоим образом не отражается на его химической и коррозионной стойкости, прочностных характеристиках и технологичности в обработке.

Важнейшие эксплуатационные свойства и технологичность AISI 304

К основным эксплуатационным качествам стали AISI 304, определяющим её применяемость и технологичность, относятся следующие её свойства:

1. Устойчивость к высоким и низким температурам.

С увеличением температуры предел прочности AISI 304 снижается. Особенно заметно это проявляется при нагреве материала свыше 425 град. С. Так, если при 600 град. С этот параметр равен 380 N/mm2, то при 800 град. С — уже 170 N/mm2, а при 1000 град. С — всего 50 N/mm2. По этому же алгоритму падает и предел упругости.

Максимальные рекомендуемые температуры обслуживания (образования окалины):

• при непрерывном воздействии — 925 град. С;
• при прерывистом воздействии — 850 град. С.

Снижение рабочей температуры до сверхнизких величин ведёт к серьёзному повышению прочности стали: при -78 град. С предел прочности равен 1100 N/mm2, при -161 град. С — 1450 N/mm2, а при -196 град. С — 1600 N/mm2. Несколько увеличивается, хотя и не в такой степени, и предел упругости материала, ударная вязкость при этом ухудшается.

2. Стойкость к коррозии.

Сталь AISI 340 показывает хорошую устойчивость к воздействию большинства кислот (за исключением серной). При атмосферном воздействии по коррозионностойкости она существенно превосходит алюминий и. тем более, обычную углеродистую сталь. Так, в сельских условиях десятилетняя скорость коррозии AISI 340 составляет 0,0025 (алюминия — 0,025, углеродистой стали — 5,8), а в индустриальных морских — 0,0076 (алюминия — 0,686, углеродистой стали — 46,2).

3. Тепловая обработка материала.

Оптимальная температура отжига AISI 304 — от 1010 до 1120 град. С. Наиболее идеальные условия для этой технологической операции — температура 1070 град. С и последующее быстрое охлаждение (или отпуск).

Отпуск стали 304 лучше всего вести 1 час при температуре от 450 до 600 град. С. Если имеется необходимость избежать сенситизации, рабочую температуру следует снизить до 400 градусов.

Ковку AISI 304 или её другую горячую обработку необходимо вести при начальной температуре 1150 — 1260 град. С и конечной — 900 — 925 град. С. При этом отжиг заготовки обязателен. Чтобы добиться однородности прогрева, следует учитывать, что такая однородность у стали AISI 304 достигается в 12 раз медленнее, чем при прогреве углеродистых сталей.

4. Холодная обработка.

Сталь AISI 304 и её модификация 304L, благодаря хорошей пластичности и высоким прочностным качествам, легко поддаются холодной обработке. К типичным видам такой обработки относятся изгиб, вытяжка (ротационная и глубокая) и формовка растяжением. Для операции формовки, в принципе, можно применять то же оборудование и тот же инструмент, что и для углеродистых сталей, однако поскольку аустенитные стали в ходе этого процесса дополнительно упрочняются, здесь необходимы механические усилия в полтора — два раза выше.

Пределы изгиба при различной толщине листа AISI 304 различны. При толщине до 3 мм минимальный радиус изгиба может быть практически нулевым, при большей толщине — равным половине толщины листа. Угол гибки — 180 град. при толщине 3 — 6 мм и 90 град. при толщине 6 — 12 мм. Обратное распрямление у аустенитных сталей больше, чем у углеродистых. Поэтому, заготовку следует слегка «перегибать» (при загибе на прямой угол перегиб может составлять от 2 до 25 градусов, в зависимости от соотношения радиуса и толщины листа). Рекомендуемый минимальный радиус гибки стали 304 — двойная толщина листа.

• Глубокая и ротационная вытяжка.

Используя пресс, при глубокой вытяжке материалу позволяют свободно течь, не подвергая заготовку торможению. Но при вытяжке изделий с точными размерами чаще всего применяют формовку с растяжением (торможением), в этом случае желательно предусмотреть процесс упрочения, совмещённый с формовкой.

Ротационная вытяжка ведётся на токарно-давильном оборудовании и, по сути, является формовкой с точением. Этим методом обычно формуются изделия симметричного вращения (вёдра и т. п.), которые не требуют последующей полировки.

Сталь AISI 304 может легко свариваться любым современным методом. Последующая термическая обработка шва не нужна. Но во избежание риска межкристальной коррозии, полезно провести дополнительный отжиг при температуре 1050 — 1150 град. С с быстрым последующим охлаждением. Остывший сварочный шов следует очистить от окалины и пассировать (обработать травильной пастой).