Aisi 321

Классификация

По химическому составу нержавеющие стали делятся на:

Хромистые, которые, в свою очередь, по структуре делятся на;
- Мартенситные;
- Полуферритные (мартенисто-ферритные);
- Ферритные;
Хромоникелевые;
- Аустенитные
- Аустенитно-ферритные
- Аустенитно-мартенситные
- Аустенитно-карбидные
Хромомарганцевоникелевые (классификация совпадает с хромоникелевыми нержавеющими сталями).

Различают аустенитные нержавеющие стали, склонные к межкристаллитной коррозии, и стабилизированные — с добавками Ti и Nb. Значительное уменьшение склонности нержавеющей стали к межкристаллитной коррозии достигается снижением содержания углерода (до 0,03 %).

Нержавеющие стали, склонные к межкристаллитной коррозии, после сварки, как правило, подвергаются термической обработке.

Широкое распространение получили сплавы железа и никеля, в которых за счёт никеля аустенитная структура железа стабилизируется, а сплав превращается в слабо-магнитный материал.

Мартенситные и мартенсито-ферритные стали

Мартенситные и мартенситно-ферритные стали обладают хорошей коррозионной стойкостью в атмосферных условиях, в слабоагрессивных средах (в слабых растворах солей, кислот) и имеют высокие механические свойства. В основном их используют для изделий, работающих на износ, в качестве режущего инструмента, в частности, ножей, для упругих элементов и конструкций в пищевой и химической промышленности, находящихся в контакте со слабоагрессивными средами. К этому виду относятся стали типа 30Х13, 40Х13 и т. д.

Ферритные стали

Эти стали применяют для изготовления изделий, работающих в окислительных средах (например, в растворах азотной кислоты), для бытовых приборов, в пищевой, легкой промышленности и для теплообменного оборудования в энергомашиностроении.

Ферритные хромистые стали имеют высокую коррозионную стойкость в азотной кислоте, водных растворах аммиака, в аммиачной селитре, смеси азотной, фосфорной и фтористоводородной кислот, а также в других агрессивных средах. К этому виду относятся стали 400-й серии.

Аустенитные стали

Основная статья: Аустенитная нержавеющая сталь

Основным преимуществом сталей аустенитного класса являются их высокие служебные характеристики (прочность, пластичность, коррозионная стойкость в большинстве рабочих сред) и хорошая технологичность. Поэтому аустенитные коррозионностойкие стали нашли широкое применение в качестве конструкционного материала в различных отраслях машиностроения. Теоретически изделия из аустенитных нержавеющих сталей при нормальных условиях — немагнитные, но после холодного деформирования (любой мехобработки) могут проявлять некоторые магнитные свойства (часть аустенита превращается в феррит).

Аустенито-ферритные и аустенито-мартенситные стали

Аустенито-ферритные стали

Преимущество сталей этой группы — повышенный предел текучести по сравнению с аустенитными однофазными сталями, отсутствие склонности к росту зёрен при сохранении двухфазной структуры, меньшее содержание остродефицитного никеля и хорошая свариваемость.

Аустенито-ферритные стали находят широкое применение в различных отраслях современной техники, особенно в химическом машиностроении, судостроении, авиации.
К этому виду относятся, стали типа 08Х22Н6Т, 08Х21Н6М2Т, 08Х18Г8Н2Т.

Аустенито-мартенситные стали

Потребности современной техники в коррозионностойких сталях повышенной прочности и технологичности привели к разработке сталей мартенситного (переходного) класса. Это стали типа 07Х16Н6, 09Х15Н9Ю, 08Х17Н5М3.

Сплавы на железоникелевой и никелевой основе

При изготовлении химической аппаратуры, особенно для работы в серной и соляной кислотах, необходимо применять сплавы с более высокой коррозионной стойкостью, чем аустенитные стали. Для этих целей используют сплавы на железноникелевой основе типа 04ХН40МТДТЮ и сплавы на никельмолибденовой основе Н70МФ, на хромоникелевой основе ХН58В и хромоникельмолибденовой основе ХН65МВ, ХН60МБ.

Воздействие легирующих элементов

В первую очередь следует сказать, что основополагающее влияние на свойства стали оказывает углерод. Именно этот элемент обеспечивает с повышением своей концентрации увеличение прочности и твердости при снижении вязкости и пластичности. Кроме того, повышенная концентрация углерода гарантирует ухудшение обрабатываемости резанием.

Содержание хрома в стали напрямую влияет на ее коррозионную стойкость. Этот химический элемент формирует на поверхности сплава в агрессивной окислительной среде тонкую защитную оксидную пленку. Однако для достижения такого эффекта в стали хрома должно быть не менее 11,7%.

Особого внимания заслуживает алюминий. Его применяют в процессе легирования стали для удаления кислорода и азота после ее продувки, дабы поспособствовать уменьшению старения сплава. Кроме того, алюминий значительно повышает ударную вязкость и текучесть, нейтрализует крайне вредное влияние фосфора.

Ванадий – это особый легирующий элемент, благодаря которому легированные инструментальные стали получают высокую твёрдость и прочность. При этом в сплаве уменьшается зерно и повышается плотность.

Легированная сталь, марки которой содержат вольфрам, наделена высокой твёрдостью и красностойкостью. Вольфрам хорош также и тем, что он полностью устраняет хрупкость во время запланированного отпуска сплава.

Для увеличения жаропрочности, магнитных свойств и сопротивления значительным ударным нагрузкам сталь легируют кобальтом. А вот одним из тех элементов, который не оказывает какого-либо существенного влияния на сталь, является кремний. Однако в тех марках стали, которые предназначены для сварных металлоконструкций, концентрация кремния должна быть обязательно в пределах 0,12-0,25 %.

Значительно повышает механические свойства стали магний. Его также используют в качестве десульфуратора в случае использования внедоменной десульфурации чугуна.

Низколегированная сталь (марки ее содержат легирующих элементов менее 2,5%) очень часто содержит марганец, что обеспечивает ей непременное увеличение твердости, износоустойчивости при сохранении оптимальной пластичности. Но при этом концентрация этого элемента должна быть более 1%, иначе не получится достигнуть указанных свойств.

Углеродистые марки стали, выплавляемые для различных масштабных строительных конструкций, содержат в себе медь, которая обеспечивает максимальные антикоррозионные свойства.

Для увеличения красностойкости, упругости, предела прочности при растяжении и стойкости к коррозии в сталь обязательно вводят молибден, который также еще и повышает сопротивление окислению металла при нагреве до высоких температурных показателей. В свою очередь церий и неодим применяются для снижения пористости сплава.

Рассматривая влияние легирующих элементов на свойства стали, нельзя обойти вниманием и никель. Данный металл позволяет стали получить превосходную прокаливаемость и прочность, повысить пластичность и ударопрочность и понизить предел хладноломкости

Очень широко используется в качестве легирующей добавки и ниобий. Его концентрация, в 6-10 раз превышающая количество обязательно присутсвтующего углерода в сплаве, позволяет устранить межкристаллитную коррозию нержавеющей марки стали и предохраняет сварные швы от крайне нежелательного разрушения.

Титан позволяет получить самые оптимальные показатели прочности и пластичности, а также улучшить коррозионную стойкость. Те стали, которые содержит эту добавку, очень хорошо подвергаются обработке различным инструментом специального назначения на современных металлорежущих станках.

Введение в стальной сплав циркония дает возможность получить требуемую зернистость и при необходимости оказывать влияние именно на рост зерна.

ГОСТ и другие нормативные документы на сталь

Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т изготавливается согласно требованиям ГОСТ:

1133-71 — методом ковки круглого и квадратного сечения;
18143-72 — проволока;
18907-73 — прутки;
25054-81 — поковки, поставляются в отожженном состоянии;
4986-79 — лента холоднокатаная;
9940-81 — трубы бесшовные горячекатаные;
9941-81 — трубы бесшовные катаные в холодном и теплом состоянии;
2879-2006 — шестигранник горячекатаный.

Кроме вышеперечисленных, используется еще ряд стандартов для изготовления профилей высокой точности, а также изделий и деталей из коррозионностойкой жаропрочной стали.

Нержавеющая сталь AISI 321 – аналог 08Х18Н10Т

Марка стали AISI 321 – представитель семейства высоколегированных коррозиестойких сплавов, которые изготавливаются по нормативам The American Iron and Steel Institute (стандарта, принятого в США). В российской классификации нержавеющая сталь AISI 321 соответствует марке 08Х18Н10Т.

Компоненты в составе сплава AISI 321

Особый химический состав стального сплава определяет эксплуатационные свойства материала, благодаря чему марка AISI 321 пользуется стабильным спросом на рынке металлопроката. Кроме базового компонента – железа – в сплаве этой марки присутствует углерод – до 0,08%: его пониженное содержание придает структуре упругость и пластичность. За счет 10% никеля и 18% хрома металл получается прочным и коррозиестойким.

Наличие титана повышает антикоррозионные свойства нержавейки. Марганец в концентрации до 2% нужен, чтобы уменьшить вредное воздействие серы и кислорода на сталь. Благодаря легирующим элементам улучшается нержавеющая сталь AISI 321, цена на материал при этом повышается.

Сталь марки AISI 321: рабочие характеристики

Нержавеющий сплав AISI 321 востребован в разных отраслях промышленности. Спрос на сталь стабильно высокий за счет эксплуатационных свойств металла.

Нержавеющая сталь AISI 321 – характеристики:

устойчивость к коррозии: это главная ценность нержавеющих сталей, материал сохраняет прочность в кислотных растворах под воздействием низких и высоких температур. Нержавейка устойчива к атмосферной коррозии. Исключение – серосодержащие среды, в которых структура стали деформируется;
жаростойкость и жаропрочность: сталь AISI 321 не разрушается при нагревании. Эксплуатируется при 600°С, выдерживает нагревание до 800°С, температура плавления металла – 1400°С;
свариваемость: высокая степень за счет сниженного содержания углерода. Сплав обрабатывается различными видами сварки, предварительный нагрев стальных заготовок перед свариванием не требуется;
обработка металла: пластичный материал легко режется, заготовки из стали AISI 321 можно шлифовать, сверлить, фрезеровать и т. п.;
магнитные свойства: сталь слабомагнитна, а после термической обработки становится немагнитной.

Благодаря прочности и долговечности – свойствам, которыми в дополнение к перечисленным характеристикам обладает нержавеющая сталь AISI 321, – купить этот сплав хотят многие.

Применение стали AISI 321: жар и холод не страшны

Эксплуатационные свойства стали марки AISI 321 позволяют использовать металл и изделия из него в условиях высоких температур.

Сферы применения нержавеющего сплава:

изготовление металлопрокатной продукции: листов, лент, труб, проволоки, прутков;
медицина и фармацевтика: инструменты, оборудование;
оборудование для сварки: муфты, трубы, реторты и т. п.;
тепловое оборудование: коллекторы сброса, газовые котлы, печная арматура и другая жаропрочная аппаратура;
конструкции для использования на открытом воздухе: ограждения, заборы, обшивка ангаров, складов;
химическая промышленность и нефтепереработка: кольцевые коллекторы, котлы, специальное оборудование, которое устойчиво к нагреву;
машиностроение и авиационная промышленность: жаропрочные и коррозиестойкие детали механизмов, коллекторы сброса для авиадвигателей.

Инструментальные легированные стали

Данный вид низкоуглеродистого железа обладает иными приоритетным параметрами, сосредоточенными на высоких показателях твердости и износостойкости. Обе характеристики улучшаются с повышением концентрации углерода в металле.

Первоочередно вопрос, затрагивающий легированные стали – применение этого вида металла. Область использования, как указывалось ранее, соответствует названию категории. Подобная сталь – это материал для производства трех основных групп инструментов:

режущий;

измерительный;

штампы.

Первая категория объединяет резцы, фрезы, долбяки. К ней относится и класс быстрорежущей стали, отличающейся красностойкостью, а также сохранением режущих характеристик при нагреве до температуры 700 0С. Другая отличительная особенность быстрорежущей стали – скорость обработки металла, превышающая аналогичный параметр обычных инструментальных марок в пять раз. Маркировка быстрорежущих марок производится литерой «Р», где последующие цифры указывают процентное вхождение вольфрама.

Документ, описывающий инструментальные легированные стали – ГОСТ 5950 – 73. Данная разновидность обладает улучшенной теплостойкостью, диапазон значений данного параметра переносится в интервал 250 – 300 0С. Увеличение данной характеристики сказывается на скорости резания, повышая ее значение на 20 – 40%.

Рассматривая, как влияют легирующие элементы на свойства стали, остановимся на нескольких элементах.

Кремний, марка – 9ХС. Введение элемента в состав инструментальной стали повышает ее прокаливаемость до 40 мм. Дополнительный эффект связан с улучшением стойкости мартенсита при отпуске. Впрочем, элемент приносит и отрицательные нюансы в легируемый металл. Стали, содержащие кремний плохо поддаются резанию.

Изделия из легированной конструкционной стали

Марганец, марки – ХВГ, 9ХВСГ. Легирование этим металлом приводит к снижению деформации инструмента в процессе закалки. Наиболее эффективен данный тип легирования для протяжек – инструментов, обладающих большим соотношением длины к диаметру поперечного сечения.

Хром. Легирование элементом применяется для улучшения твердости стали после закалки.

Маркировка легированных сталей

Из-за большого разнообразия сплавов с улучшающими добавками появилась необходимость в их маркировке. Легированные стали классификация и маркировка которых будет приведена ниже очень легко идентифицировать по буквенному обозначению, а также по указанию процентного состава тех или иных веществ в металле.

Маркировка включает в себя буквы, которые обозначают предназначение металла.

Ж, Х, Е — обозначение нержавеющих, хромистых и магнитных сплавов.
Я — хромоникелевая нержавеющая сталь.
Ш — шарикоподшипниковая.
Р — режущая.
А, Ш — качественная и высококачественная легированная сталь.

Также в сплавах могут содержаться следующие элементы:

Азот — А
Алюминий — Ю
Бериллий — М
Бор — П
Вольфрам — В
Ванадий — Ф
Кобальт — К
Кремний — С
Марганец — Г
Медь — Д
Молибден — М
Магний — Ш
Ниобий — Б
Никель — Н
Селен — Е
Титан — Т
Фосфор — П
Хром — Х
Цирконий — Ц
Редкоземельные металлы — Ч

Если легированные стали маркировка которых после букв не имеет цифр не содержат ниобия, молибдена, ванадия, алюминия, азота, бора, титана, циркония и редкоземельных металлов, то это будет говорить о том, что в материале содержание легирующего элемента менее 1,5%. Для перечисленных выше металлов имеется исключение из данного правила, по причине влияния на механические свойства сплава даже десятых долей процента.

Если перед буквенным обозначением стоит цифра, то это показатель содержания кремния, а расположение цифр после буквы указывает процентное соотношение обозначенных химических элементов.

Стандарты стран СНГ

При обозначении легированной конструкционной стали процентная величина массовой доли углерода маркируется первыми двумя цифрами без использования буквенного обозначения. Далее в порядке уменьшения указываются легирующие компоненты и их доля в сплаве в среднем эквиваленте. Буквенные обозначения химических элементов указаны в таблице 1. Легирующие присадки, количество которых менее 1,0% указываются только в расшифрованной номенклатуре, так как обозначение тогда бы приняло очень громоздкий вид.

Учитывая обширный сортамент, также марка стали может включать дополнительные симвноменклатуре, так как обозначение тогда бы приняло очень громоздкий вид.олы, более расширенно описывающие свойства или особенности: А – автоматные, Е – магнитные, Ж – нержавеющие, Р – режущие, Х – хромистые, Ш – шарикоподшипниковые, Э — электротехнические, Я – хромоникелевые. Также маркировка может предполагать исключения от общих правил обозначения. Так в зависимости от химического состава конструкционные сплавы разделяют на качественные и высококачественные. Например, в конце маркировки буква «А» указывает, что сплав является особо чистым в части содержания фосфора и серы, а буква «Ш» относит их к высококачественным.

Маркировка легированных сталей для речного и морского судостроения часто осуществляется в соответствии с ГОСТ 5521-86 и требованиями Международной ассоциации классификационных обществ. Это означает, что такие сплавы классифицируют на категории A, B, D и Е с учетом предела текучести, показателям прочности, хрупкости и сопротивления ударным нагрузкам.

Европейские стандарты

EN 10027 определяет порядок обозначения всех сталей. Легированные сплавы имеют маркировку 1.20ХХ – 1.89ХХ, где первая цифра определяет, что данный материал относится к сталям, вторая и третья цифра определяют номер группы сталей и две последние — порядковый номер сплава в этой группе. Например, категория инструментальных сталей идентифицируется как 1.20ХХ – 1.28ХХ, а нержавеющих как 1.40ХХ – 1.45ХХ.

Североамериканские стандарты ASTM/ASME и AISI

В США действует наиболее обширная система маркировки сталей. Например, маркировка ASTM предполагает обозначение основных химических элементов, предел прочности и форму проката. В системе AISI используют 4 цифры, где первые две указывают номер группы, две последующие – процентное количество углерода. Буквенные символы демонстрируют наличие соответствующих присадок.

Марки, наиболее востребованные в инжиниринге

09Г2С – низколегированная сталь, сочетающая механическую прочность, хорошую обрабатываемость и доступную стоимость;
40Х и ее аналог AISI 5135 – основной конструкционный материал для изготовления деталей и оборудования промышленного сектора и трубопроводной арматуры;
10Г2С1 – кремнемарганцевая марка, демонстрирующая хладостойкость, неплохую свариваемость и повышенную коррозионную стойкость, благодаря чему востребована при сооружении мостов, газопроводов и объектов повышенной надежности;
10Х11Н23Т3МР – жаропрочный сплав аустенитного класса, использующийся для производства пружин, деталей крепежа, работающих при температурах до 700ºС.

Характеристики и свойства

Плотность AISI 304 составляет 7850 кг\м3. Плавиться сталь начинает при температуре 1500 ºС. Полный переход из твердого состояния в жидкое происходит при 1600 ºС. Данный сплав не пригоден в качестве проводника электрического тока. Коэффициент удельного сопротивления равняется 800 мкОм*мм. Не поддается намагничиванию.

Механические свойства AISI 304 находятся на высоком уровне и сопоставимы с аналогичными параметрами конструкционных сталей повышенного качества. Предел ее прочности на растяжение при комнатной температуре колеблется в пределах 515-600 МПа в зависимости от размера металлопроката. Процессы деформации начинаются при напряжении в 310 МПа. Твердость в «сыром» состоянии не превышает 70 HB, а пластичность – 40%.

Сталь 304 относится к группе криогенных, т.е. способно упрочняться при уменьшении температуры. Так, при -196 ºС предел прочности на разрыв уже равняется 1350 МПа. Но стоит отметить, что вместе с этим падает способность стали сопротивляться ударным нагрузкам. Касаемо жаростойкости, механические характеристики стали не изменяют своего значения при температурах до 600 ºС. После перехода этого порога идет значительный спад, как в прочности, так и износостойкости.

Сталь AISI 304 обладает повышенной коррозионностойкостью. Не окислятся при температуре до 500 ºС. При 20 ºС инертна к азотной, серной и муравьиной кислотам. При повышении температуры стойкость к кислотным средам, естественно, снижается. Скорость протекания коррозии в морской воде меньше по сравнению с конструкционными сталями почти в 4500 раз и составляет 0,0076 мм в год.

Технологические свойства стали 304 также на высоте. Ее пластичность позволяет производить всевозможные виды проката. Хорошо поддается токарной обработке. Правда, режим резки AISI 304 существенно отличается от режима резки сталей обычного качества. Причина этому – повышенная вязкость нержавейки.

Сталь AISI 304 относится к первой группе свариваемости. Сварка не требует проведения подготовительных операций. Сварной шов получается плотный. По своей прочности мало чем уступает цельному металлу.

Для улучшения механических и антикоррозионных характеристик сталь AISI 304 подвергают дополнительной термической обработке. Обычно она заключается или в отжиге при температуре 1100 ºС, или низком отпуске (450-600 ºС). Это позволяет снять остаток внутренних напряжений, которые появляются во время обработки стали давлением.

AISI 304: характеристики

Качество стали характеризуется её составом. В данном случае базовым элементом является железо (Fe), составляющее 66,3-74 % от общей массы. Содержание основных легирующих элементов хрома (Cr) и никеля (Ni) в минимальном количестве составляет 18-20 % и 8-10,5 % соответственно. Присадки обеспечивают её высокую коррозионную стойкость и кислотостойкость, в том числе при непродолжительном воздействии повышенных температур до 800-900 °C. Значительное содержание цветных сплавов придаёт немагнитные свойства стали AISI 304.

Механические характеристики:

Деформация растяжения – минимум 45 %.
Прочность на разрыв составляет 505 Мпа.
Предел текучести – минимум 215 Мпа.
Прочность на сжатие – в пределах 210 Мпа.

Легированные стали

Элементы, содержание которых превышает обычное предельное значение, указанное в стандартах, называются легирующими добавками. Изменение химического состава металла путем введения легирующих добавок называется легированием стали. Основные цели легирования:

повышение прокаливаемости;
получение специфических прочностных свойств;
вызов желаемых структурных изменений;
получение специальных химических или физических свойств;
улучшение и упрощение технологии термообработки;
повышение коррозионной стойкости и устойчивости к различным температурам.

Исходя из вышесказанного следует, что легирование стали – это металлургический процесс плавки, в ходе которого в него вводятся различные добавки. Добавление легирующих элементов производится двумя способами:

Объемным – компоненты проникают в глубинную структуру материала путем их добавления в шихту или расплав.
Поверхностный – введение легирующих компонентов только верхний слой стали, на глубину 1-2 мм. Такой способ придает материалу определенные свойства, к примеру, антифрикционные.

Классификация свойств

Для всех материалов конструкционных металлической группы в РФ используется классификация их характеристик по основным четырем признакам:

· характеристики физические – вес и плавкость, цвет и расширяемость, намагничивание и электропроводность, теплопроводимость;

· химические свойства – растворимость, коррозионная стойкость и окисляемость;

· характеристики механические – пластичность, вязкость, прочность, упругость и твердость;

· технологические свойства – ковкость и прокаливаемость, свариваемость и обрабатываемость резанием, жидкотекучесть.

Дополнительно нержавеющие стали классифицируются внутри собственной категории сталей по признакам:

· коррозионно-стойкие – не ржавеют при атмосферных условиях;

· жаростойкие – не окисляются при высоких температурах, и не образуют окалину;

· жаропрочные – долго работают под нагрузкой при высоких температурах;

· кислотоупорные – не ржавеют в кислых средах;

· хладостойкие – сохраняют вязкость при отрицательных температурах.

В принципе 321 сталь – это 304 нержавейка с добавлением 0,5% титана. Что соответствует отечественным аналогам 08Х18Н10 и 08Х18Н10Т.

Основные цели легирования

Слово «легирование» происходит от немецкого «legieren» (связывать, соединять). Положительное воздействие легирующих компонентов на свойства стали связано с обеспечиванием протекания двух физико-химических процессов.

Процесс №1

Образование термодинамических устойчивых растворов замещения, сопровождающееся замещением части атомов (ионов) железа в его кристаллической решётке (ионами) легирующего элемента. Это ведёт к искажению кристаллической решётки железа, поскольку радиусы ионов (катионов) легирующих элементов отличаются от радиуса катионов железа, что повышает твёрдость и прочность железа с сохранением его пластичности.

Процесс №2

Возникновение прочных и практически нерастворимых в жидком железе химических соединений между введёнными в расплавленный металл легирующими добавками и растворёнными в нём неметаллами (кислород, азот, сера, углерод и др.).

Результатами образования таких соединений являются:

снижение остаточного содержания в расплавленном металле растворенных неметаллов, ухудшающих его качество,
уменьшение общего объёма вредных примесей (растворённых и в виде неметаллических включений) в стали.

А также происходит выделение (выпадение) из жидкого металла таких мелких неметаллических включений, которые служат центрами кристаллизации и приводят к получению мелкозернистой первичной и вторичной структуры стали. Благодаря этому она имеет лучшую пластичность, малую анизотропность свойств после прокатки и т. д. Выделяющиеся во время кристаллизации мелкие неметаллические включения обладают склонностью скапливаться на поверхности растущих кристаллов, понижая скорость роста граней, а это, в свою очередь, уменьшает зернистость стали.

Легирование чугуна

Чугуны отличаются от сталей значительным содержанием углерода (от 2,14 до 6,67 %), высокой твердостью и коррозионной стойкостью, однако незначительной прочностью. С целью расширения диапазона показательных свойств и сфер применения, его легируют хромом, марганцем, алюминием, силицием, никелем, медью, вольфрамом, ванадием.

В связи с особыми характеристиками данного железоуглеродистого материала, его легирование – более сложный процесс, чем для стали. Каждый из компонентов влияет на преобразование форм карбона в нем. Так марганец способствует формированию «правильного» графита, что повышает прочность. Введение других же имеет следствием переход углерода в свободное состояние, отбеливание чугуна и снижение его механических свойств.

Технология усложняется невысокой температурой плавления (в среднем, до 1000 ˚С), тогда как для большинства легирующих элементов она значительно превышает этот уровень.

Наиболее эффективно для чугунов комплексное легирование. Одновременно, следует учитывать повышение вероятности ликвации таких отливок, риска трещинообразования, дефектов литья. Осуществлять технологический процесс более рационально в электромагнитных и индукционных печах. Обязательным последовательным этапом является качественная термообработка.

Хромистые чугуны характеризуются высокой износостойкостью, прочностью, жаростойкостью, устойчивостью к старению и коррозии (ЧХ3, ЧХ16). Применяются в химическом машиностроении и в производстве металлургического оборудования.

Чугуны, легированные кремнием, отличаются высокой коррозионной стойкостью и устойчивостью к влиянию агрессивных химических соединений, хотя и удовлетворительными механическими свойствами (ЧС13, ЧС17). Формируют детали химической аппаратуры, трубопроводов и насосов.

Примером высокопродуктивного комплексного легирования являются жаропрочные чугуны. Они содержат в своем составе черные и легирующие металлы, такие как хром, марганец, никель. Для них характерна высокая стойкость к коррозии, износостойкость и устойчивость к высоким нагрузкам в условиях высокотемпературных воздействий – детали турбин, насосов, двигателей, аппаратуры химической промышленности (ЧН15Д3Ш, ЧН19Х3Ш).

Важным компонентом является медь, которая задействована в комплексе с другими металлами, при этом повышает литейные характеристики сплава.

Свойства aisi 304 и 08х18н10

Наличие в составе сплава 08х18н10 титана усиливает его прочность по сравнению с 304. Однако несколько увеличивает стоимость конструкций, изготовленных с его использованием. Но это не стало препятствием для его востребованности во всех отраслях промышленности. Данный сплав, как и aisi 304 – немагнитный, не нуждается в закалке, малоуглеродистый. Если выбирать 304 08х18н10т, разница между их свойствами незначительна, так что они практически взаимозаменяемы.

Из одинаковых свойств оба сплава 08х18н10 сталь 304, отличаются хорошей свариваемостью, с небольшим отличием – легирующая добавка титана провоцирует такое требование, как увеличение (по сравнению со сваркой 304) температуры. При этом титан способствует замедлению выгорания углерода при сварочных работах, увеличивает стойкость к образованию межкристаллитных коррозийных отложений. А в обработке швов нет необходимости для обоих металлов.

Очевидно, что оба металла — сталь aisi 304 и 08х18н10, за счёт сочетания прочности, пластичности и упругости прекрасно поддаются любым видам обработки (как холодным, так и горячим способам) – отжигу, отпуску, деформированию растяжением, волочению, изгибу, ковке, вытяжке.

А с учётом того, что металлы aisi 304 08х18н10 характеристики имеют аналогичные (что определяет их химический состав), то и основные свойства их одинаковы:

стойкость к коррозийным образованиям, включая межкристаллитные;
высокая прочность (при высоких температурных режимах);
жаростойкость/жаропрочность (08х18н10 выдерживает воздействие больше – до 850 °С);
пластичность;
обрабатываемость (хотя есть разница, в отличие от aisi 304, у 08х18н10 матовая поверхность, так как за счёт наличия титана, её при шлифовании не удаётся отполировать до зеркальности);
свариваемость;
экологическая безопасность;
нейтральность по отношению к влиянию многих органических сред, к агрессивному воздействию большинства щелочей, кислот, соляным растворам.

Поэтому 08х18н10 аналог aisi 304 по праву, с несущественными отличиями в свойствах, и может при изготовлении конструкций полностью заменить 304 сталь (без ущерба при эксплуатации).

Использование — aisi 304 гост 08х18н10

Так как по основным свойствам 304 и 321 аналогичны (с очень небольшим отличием своих химических составов, о чём говорит aisi 304 08х18н10 расшифровка), то и сфера их применения одинакова. Их применяют для изготовления конструкций, деталей и частей оборудования в строительстве, машиностроении и химической, нефтехимической отрасли — сварная аппаратура, работающая в средах повышенной агрессивности, теплообменники, муфели, трубы и пр. При этом есть предпочтения — 08х18н10 целесообразно использовать для производства конструкций, узлов, элементов установок или агрегатов, эксплуатация которых будет проходит в условиях повышенных температур, или при требованиях к повышенной прочности.

Дополнительная классификация

Легированные конструкционные сплавы подходят для изготовления деталей машин и механизмов в машиностроительной отрасли – производят крупногабаритные детали, которые закаляют и подвергают высокому отпуску. Большая часть легирующих добавок в стали повышают прокаливаемость. Внедрение добавок должно быть достаточным, но не чрезмерным. Большая степень легирования может вызвать:

снижение пластических свойств;
развитие отпускной хрупкости;
снижение порога хладноломкости.

Исключение – никель, он смещает порог хладноломкости в область низких температур, поэтому для машин, работающих в условиях Севера, механизмы изготавливают из никельсодержащих сталей. Пружинная легированная сталь содержит 0,5–0,7% углерода, а в качестве добавок вводят хром, молибден и вольфрам. Такой состав должен обеспечивать высокое сопротивление малым пластическим деформациям и высокой усталостной стойкости.

Шарикоподшипниковые – относят к заэвтектоидным – углерод около 1% с дополнительным легированием металла хромом (1,3–1,65%). В теплостойких подшипниках хром увеличивают до 5%. К подшипниковым – предъявляют особые требования по металлургической чистоте. Применение рафинирующих переплавов, вакуумные способы переплавки, обработка синтетическими шлаками позволяют уменьшить долю и размер неметаллических включений, тем самым повышают сопротивление контактной усталости.