Аустенитная нержавеющая сталь
Аустенитная нержавеющая сталь — один из пяти классов нержавеющей стали по кристаллической структуре (наряду с ферритной , мартенситной , дуплексной и дисперсионно-твердеющей). [1] ). Его первичная кристаллическая структура — аустенит ( гранецентрированная кубическая ), она предотвращает закалку сталей при термообработке и делает их практически немагнитными. [2] Такая структура достигается за счет добавления достаточного количества стабилизирующих аустенит элементов, таких как никель, марганец и азот. [ нужна ссылка ] Семейство сплавов Incoloy относится к категории супераустенитных нержавеющих сталей. [3]
История
[ редактировать ]
Во время Второй мировой войны диаграмма Шеффлера была изобретена Антоном, который тогда был начинающим металлургом и работал на двух американских производителях сварочных электродов, Harnischfeger Company и AO Smith Corporation . [4]
Серии AISI 200 и 300
[ редактировать ]АСС подразделяются на подгруппы 300-й и 200-й серий. В нержавеющих сталях серии 300 аустенитная структура получается преимущественно за счет добавления никеля. В нержавеющих сталях серии 200 структура получается путем добавления марганца и азота с небольшим содержанием никеля, что делает серию 200 экономически эффективной нержавеющей сталью никель-хромового аустенитного типа.
Нержавеющие стали серии 300 представляют собой более крупную подгруппу. Наиболее распространенной аустенитной нержавеющей сталью и самой распространенной из всех нержавеющих сталей является тип 304, также известный как 18/8 или А2. Тип 304 широко используется в таких изделиях, как посуда, столовые приборы и кухонное оборудование. Тип 316, также известный как А4, является следующей по распространенности аустенитной нержавеющей сталью. Некоторые серии 300, такие как Тип 316, также содержат некоторое количество молибдена для повышения устойчивости к кислотам и повышения устойчивости к локальному воздействию (например, точечной и щелевой коррозии).
| Номер евронормы (EN) [6] | Обозначение | сорт AISI [7] | С | Кр | Мо | В | Другие | Плавится при [8] | Примечание |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.4310 | X10CrNi18-8 | 301 | 0.10 | 17.5 | НС | 8 | НС | 1420 | Для пружин |
| 1.4301 | X5CrNi18-10 | 304 | < 0,07 | 18.5 | НС | 9 | НС | 1450 | Очень распространенная аустенитная марка нержавеющей стали. |
| 1.4307 | X2CrNi18-9 | 304Л | < 0,030 | 18.5 | НС | 9 | НС | 1450 | Аналогичен вышеуказанному, но не подвержен межкристаллитной коррозии благодаря более низкому содержанию углерода. |
| 1.4305 | Х8КрНиС18-9 и | 303 | < 0,10 | 18 | НС | 9 | 0.3 | 1420 | Серу добавляют для улучшения обрабатываемости. |
| 1.4541 | X6CrNiTi18-10 | 321 | < 0,08 | 18 | НС | 10.5 | Если: 5×C ≤ 0,70 | 1425 | То же, что марка 1.4301, но не подвержен межкристаллитной коррозии благодаря титану, который «улавливает» C. |
| 1.4401 | X5CrNiMo17-12-2 | 316 | < 0,07 | 17.5 | 2.2 | 11.5 | НС | 1400 | Второй наиболее известный аустенитный сорт. Мо повышает коррозионную стойкость. |
| 1.4404 | X2CrNiMo17-12-2 | 316Л | < 0,030 | 17.5 | 2.25 | 11.5 | НС | 1400 | То же, что указано выше, но не подвержено межкристаллитной коррозии благодаря более низкому содержанию углерода. |
| 1.4571 | X6CrNiMoTi17-12-2 | 316Ти | < 0,08 | 17.5 | 2.25 | 12 | Если: 5×C ≤ 0,70 |
Повышенное добавление азота в серии 200 придает им более высокую механическую прочность, чем в серии 300. [9]
Сплав 20 (Carpenter 20) представляет собой аустенитную нержавеющую сталь, обладающую превосходной устойчивостью к горячей серной кислоте и многим другим агрессивным средам, которые легко разрушают нержавеющую сталь типа 316. Этот сплав демонстрирует превосходную стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением в кипящей 20–40% серной кислоте. Сплав 20 имеет превосходные механические свойства, а наличие ниобия в сплаве сводит к минимуму выделение карбидов во время сварки.
Жаростойкие аустенитные нержавеющие стали
[ редактировать ]Жаропрочные марки можно использовать при повышенных температурах, обычно выше 600 °C (1100 °F). [10] [11]
Они должны противостоять коррозии (обычно окислению) и сохранять механические свойства, в основном прочность (предел текучести) и ползучести сопротивление .
Коррозионную стойкость в основном обеспечивает хром с добавками кремния и алюминия. Никель плохо сопротивляется воздействию серосодержащих сред. Обычно это решают добавлением большего количества Si и Al, которые образуют очень стабильные оксиды. Редкоземельные элементы, такие как церий, повышают стабильность оксидной пленки.
| В | Обозначение | АИСИ/АСТМ | НАС | С | Кр | В | И | Мин. | Другие |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.4878 | X8CrNiTi18-10 | 321H | S32109 | < 0,1 | 18 | 10.5 | - | - | Если: ≤ 5×C |
| 1.4818 | X6CrNiSiNCe19-10 | - | S30415 | 0.06 | 19 | 10 | - | - | Н: 0,16; Что: 0,05. |
| 1.4828 | X15CrNiSi20-12 | 309 | - | < 0,2 | 20 | 12 | 2.0 | - | - |
| 1.4833 | X12CrNi23-13 | 309С | S30908 | < 0,08 | 23 | 13 | < 0,75 | - | - |
| 1.4872 | Х25КрМнНиН25-9-7 | - | - | 0.25 | 25 | 7 | - | 9 | - |
| 1.4845 | X15CrNi25-21 | 310С | S31008 | < 0,1 | 25 | 20 | - | - | - |
| 1.4841 | X15CrNiSi25-21 | 314 | S31400 | < 0,15 | 25 | 20 | 1.8 | - | - |
| 1.4876 | X10NiCrAITi32-20 | «Сплав 800» | N08800 | < 0,12 | 21 | 32 | - | - | Ал: 0,4; Ти: 0,4 |
| 1.4854 | X6NiCrSiNCe35-25 | «Сплав 353МА» | S35315 | 0.06 | 25 | 35 | - | - | Н: 0,15; Что: 0,06. |
| 1.4886 | X12NiCrSi35-16 | 330 | N08330 | < 0,15 | 18.5 | 35 | - | - |
Тип 309 и 310 [12] используются в условиях высоких температур выше 800 °C (1500 °F).
Примечание: ферритные нержавеющие стали не сохраняют прочность при повышенных температурах и не применяются там, где требуется прочность.
Аустенитная нержавеющая сталь может быть проверена неразрушающим контролем с использованием метода цветной дефектоскопии , но не метода магнитопорошкового контроля . вихретоковое тестирование Также можно использовать .
Степень дисперсионной закалки EN 1.4980
[ редактировать ]Марка EN 1.4980 (также известная как A286) в стандартах не считается строго жаростойкой сталью, но эта марка популярна благодаря сочетанию прочности и коррозионной стойкости. [13] [14] [15]
| RU Нет. | Обозначение | АИСИ/АСТМ | НАС | С | Кр | В | Мо | Другие |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.4980 | X6NiCrTiMoVB25-15-2 | 660 | S66286 | 0.05 | 15 | 25 | 1.25 | В: 0,3; Ти: 2,0; Б: 0,006. |
| Состояние | Предел текучести, мин | Предел прочности при растяжении, не менее | Удлинение, мин (%) |
|---|---|---|---|
| Раствор обработан и выдержан | 590 МПа (86 фунтов на квадратный дюйм) | 900 МПа (130 фунтов на квадратный дюйм) | 13 |
Он используется при рабочих температурах до 700 °C (1300 °F) в таких приложениях, как:
- Аэрокосмическая промышленность (стандартизована в стандартах AMS 5731, AMS 5732, AMS 5737 и AMS 5525),
- Промышленные газовые турбины,
- Автомобильная промышленность (турбодетали) и т. д.
См. также
[ редактировать ]- Нержавеющая сталь
- Мартенситная нержавеющая сталь – одна из 5 кристаллических структур нержавеющей стали.
- Дуплексная нержавеющая сталь – нержавеющая сталь, имеющая как аустенитную, так и ферритную фазы.
- Ферритная нержавеющая сталь – тип нержавеющей стали с высоким содержанием хрома и низким содержанием углерода.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Международная никелевая компания (1974). «Стандартные деформируемые аустенитные нержавеющие стали» . Никелевский институт . Архивировано из оригинала 9 января 2018 г. Проверено 9 января 2018 г.
- ^ "Нержавеющая сталь" . Британская энциклопедия. 21 июня 2024 г.
- ^ «Суперсплав INCOLOY Alloy 800 (UNS N08800)» . AZoNetwork. 3 июля 2013 г.
- ^ Гиральденк, Пьер; Ардуэн Дюпарк, Оливье (2017). «Происхождение диаграммы Шеффлера в истории нержавеющей стали». Металлургические исследования и технологии . 114 (6): 613. Бибкод : 2017MetRT.114..613G . дои : 10.1051/metal/2017059 .
- ^ «Стандарт EN: Нержавеющие стали. Список нержавеющих сталей» .
- ^ Европейский комитет по стандартизации -. «Материалы» .
- ^ «Американский институт железа и стали» .
- ^ «Температуры плавления нержавеющей стали» . Тиссенкрупп Материалы (Великобритания) Лтд . Проверено 28 мая 2022 г.
- ^ Американский институт железа и стали. «Руководство по проектированию по выбору и использованию нержавеющих сталей» . Никелевский институт . Проверено 9 января 2018 г.
- ^ М, Руби (1990). Лакомб, П. (ред.). Нержавеющие стали . Физические издания. стр. Глава 26. ISBN 2-86883-142-7 .
- ^ «Стандарт EN 10088-1: Нержавеющие стали. Часть 1: Список нержавеющих сталей» .
- ^ «Нержавеющая сталь 310 310S» . Каталог нержавеющей стали TubeingChina.com . Проверено 18 сентября 2015 г.
- ^ «База данных Matweb» .
- ^ «Техническое описание Оберта и Дюваля» (PDF) .
- ^ «Технический паспорт авиационных материалов» .