Аналоги нержавеющих сталей

Возврат к списку

Преимущества заказа в Richflow

Наши клиенты

Услуги

  • Главнаяarrow.png
  • Статьиarrow.png
  • Дуплексные нержавеющие стали
  • Высокая прочность, позволяющая сократить вес изделий
  • Высокая коррозионная стойкость, особенно к коррозионному растрескиванию

Каждые 2-3 года проводятся посвященные дуплексным сталям конференции, на которых презентуются десятки глубоких технических статей. Идет активное продвижение этого типа сталей на рынке. Постоянно появляются новые марки этих сталей.   Но несмотря на весь этот интерес доля дуплексных сталей на мировом рынке составляет, по самым оптимистичным оценкам, от 1 до 3%. Цель этой статьи – простыми словами объяснить особенности этого типа стали. Будут описаны как преимущества, так и недостатки изделий из дуплексной нержавеющей стали.

1) Высокую прочность – диапазон условного предела текучести 0,2% для современных дуплексных марок сталей составляет 400-450 МПа. Это позволяет уменьшать сечение элементов, а следовательно и их массу. 

Это преимущество особенно важно в следующих областях: 

  • Сосуды под давлением и баки 
  • Строительные конструкции, например мосты 

2) Хорошая свариваемость больших толщин – не настолько простая, как у аустенитных, но намного лучше, чем у ферритных.

3) Хорошая ударная вязкость – намного лучше, чем у ферритных сталей, особенно при низких температурах: обычно до минус 50 градусов Цельсия, в некоторых случаях – до минус 80 градусов Цельсия.

4) Сопротивление коррозионному растрескиванию (SCC) – традиционные аустенитные стали особенно расположены к данному типу коррозии. Это достоинство особенно важно при изготовлении таких конструкций, как: 

  • Баки для горячей воды 
  • Пивоваренные баки
  • Обогатительные установки
  • Каркасы бассейнов

За счет чего достигается равновесие аустенита/феррита  Чтобы понять, как получается дуплексная сталь, можно сначала сравнить состав двух хорошо известных сталей: аустенитной – AISI 304 (аналоги DIN 1.4301 и 08Х18Н10) и ферритной – AISI 430 (аналоги DIN 1.4016 и 12Х17).

Структура

Марка

 Обозначение по EN

C

Si

Mn

P

S

N

Cr 

 Ni

Mo

Ферритная

430

1,4016

0,08

1,00

1,00

0,040

0,015

16,0-18,0

Аустенитная

304

1,4301

0,07

1,00

2,00

0,045

0,015

0,11

17,5-19,5

8,0-10,5

Марка

Номер по EN/UNS

Тип:

Примерное содержание

Cr

Ni

Mo

N

Mn

W

Cu

LDX 2101

1.4162/ S32101

Малолегированная

21,5

1,5

0,3

0,22

5

DX 2202

1.4062/ S32202

Малолегированная

23

2,5

0,3

0,2

1,5

RDN 903

1.4482/ S32001

Малолегированная

20

1,8

0,2

0,11

4,2

2304

1.4362/ S32304

Малолегированная

23

4,8

0,3

0,10

2205

1.4462/ S31803/S32205

Стандартная

22

5,7

3,1

0,17

2507

1.4410/ S32750

Супер

25

7

4

0,27

Zeron 100

1.4501/ S32760

Супер

25

7

3,2

0,25

0,7

0,7

Ferrinox255/ Uranus 2507Cu

1.4507/ S32520/S32550

Супер

25

6,5

3,5

0,25

1,5

Марка

Номер по EN/UNS

Тип:

Ориентировочный PREN

430

1.4016/ S43000

Ферритная

16

304

1.4301/ S30400

Аустенитная

19

441

1.4509/ S43932

Ферритная

19

RDN 903

1.4482/ S32001

Дуплексная

22

316

1.4401/S31600

Аустенитная

24

444

1.4521/ S44400

Ферритная

24

316L 2.5 Mo

1.4435

Аустенитная

26

2101 LDX

1.4162/S32101

Дуплексная

26

2304

1.4362/ S32304

Дуплексная

26

DX2202

1.4062/ S32202

Дуплексная

27

904L

1.4539/ N08904

Аустенитная

34

2205

1.4462/S31803/S32205

Дуплексная

35

Zeron 100

1.4501/S32760

Дуплексная

41

Ferrinox 255/ Uranus 2507Cu

1.4507/ S32520/S32550

Дуплексная

41

2507

1.4410/ S32750

Дуплексная

43

6% Mo

1.4547/ S31254

Аустенитная

44

Коррозионное растрескивание (SCC — Stress Corrosion Cracking)

SCC – это один из видов коррозии, возникающий при наличии определенного набора внешних факторов: 

  • Растягивающее напряжение
  • Коррозионная среда
  • Достаточно высокая температура Обычно это 50 градусов Цельсия, но в некоторых случаях, например, в плавательных бассейнах, она может проявляться и при температуре около 25 градусов Цельсия.
  • Ферритные нержавеющие стали
  • Дуплексные нержавеющие стали
  • Аустенитные нержавеющие стали с высоким содержанием никеля
  • В водонагревателях
  • В пивоваренных баках
  • В опреснительных установках

Привлекательное сочетание высокой прочности, широкий диапазон значений коррозионной стойкости, средняя свариваемость, по идее, должны нести в себе большой потенциал для увеличения доли дуплексных нержавеющих сталей на рынке. Однако необходимо понимать, какие у дуплексных нержавеющих сталей недостатки и почему они, судя по всему, будут оставаться в статусе «нишевых игроков».  Такое преимущество как высокая прочность мгновенно превращается в недостаток, как только дело доходит до технологичности обработки материала давлением и механической обработки. Высокая прочность также означает более низкую, чем у аустенитных сталей, способность к пластической деформации. Поэтому дуплексные стали практически непригодны для производства изделий, в которых требуется высокая пластичность. И даже когда способность к пластической деформации на приемлемом уровне, все равно для придания необходимой формы материалу, как например при гибке труб, требуется большее усилие. В отношении плохой обрабатываемости резанием есть одно исключение из правил: марка LDX 2101 (EN 1.4162) производитель Outokumpu.

Процесс выплавки дуплексных нержавеющих сталей намного более сложен, чем аустенитных и ферритных сталей. При нарушении технологии производства, в частности термообработки, помимо аустенита и феррита в дуплексных сталях может образовываться целый ряд нежелательных фаз. Две наиболее значимые фазы изображены на приведенной ниже диаграмме.  

Для увеличения нажмите на изображение.

c789e35d43f603be354006e2573fe916.jpg

С другой стороны есть ограничение по минимальной температуре эксплуатации дуплексных сталей, для которых она выше, чем у аустенитных. В отличие от аустенитных сталей, у дуплексных при испытаниях на удар имеет место хрупко-вязкий переход. Стандартная температура испытаний сталей, использующихся в конструкциях для шельфовой добычи нефти и газа, составляет минус 46º С. Обычно дуплексные стали не используются при температурах ниже минус 80 градусов Цельсия.

Краткий обзор свойств дуплексных сталей

  • Расчетная прочность в два раза выше, чем у аустенитных и ферритных нержавеющих сталей
  • Широкий диапазон значений коррозионной стойкости, позволяющий подобрать марку под конкретную задачу
  • Хорошая ударная прочность до минус 80º С, ограничивающая применение в криогенных средах.
  • Исключительная стойкость к коррозионному растрескиванию
  • Хорошая свариваемость больших сечений
  • Большая сложность при механической обработке и штамповке чем у аустенитных сталей
  • Максимальная температура эксплуатации ограничена 300 градусами Цельсия

Материал взят с сайта Британской Ассоциации Нержавеющей Стали www.bssa.org.uk

К сожалению страница не найдена

Сплав AISI 904L относится к нержавеющим хромоникелевым сталям ферритного класса. Легированные сплавы этого типа обозначаются буквами и цифрами. Первая цифра указывает на класс стали, две последующие — определяют порядковый № стали в группе. Буква L в маркировке означает, что сплав легирован свинцом и содержит больше 0,0З% углерода.

Характеристики

Коррозионностойкая сталь АISI 904L и изделия из нее характеризуются прочностью, твердостью, устойчивостью к воздействию внешних факторов. Сталь AISI 904L используется для изготовления деталей оборудования и сборки металлоконструкций, которые эксплуатируются при температуре до +80C при воздействии химически активных сред.   За счет введения в состав сплава легирующих примесей материал обладает высокими антикоррозионными свойствами, которые значительно выше, чем у хромоникелевых сплавов, легированных молибденом. Металлопрокат в состоянии поставки отличается устойчивостью к межкристаллической коррозией.   Изделия из этого сплава могут использоваться при воздействии сред, вызывающих оспенную коррозию и приводящих к коррозионному растрескиванию. Это морская вода с t до +70C, хлорсодержащие среды, растворы серной и фосфорной кислот.   Сталь показывает высокую стойкость в серной кислоте:

  • при +20C — в любой концентрации;
  • при +50C — в 6З% растворе.

  Изделия из нержавеющего сплава свариваются без ограничений. После сварки термообработка соединительного шва не требуется, достаточно очистить его от окалины и подвергнуть пассивации. Способ пассивирования позволяет создать на поверхности металла оксидную пленку, защищающую от коррозии. Пассивация выполняется 22-2З% раствором НNОЗ при +20C.   Для очистки поверхности металла используются растворы азотной и плавиковой кислоты при комнатной t или при +60C. Пропорции: 12% НNOЗ + 2% НF или 12% Н2SО4 + 0,5% НNOЗ.   Хромоникелевая сталь хорошо поддается механообработке, включая токарную и фрезерную обработку, свободную ковку и горячее штампование, холодное деформирование и холодную высадку. Хромоникелевый сплав пластичен и хорошо поддается обработке растяжением, гибке, глубокой или ротационной вытяжке.   Дополнительная обработка Для получения изделий с заданными характеристиками металл подвергают дополнительной обработке — закалке с отпуском. Закалка выполняется при температуре от +1100C до +1150C с последующим воздушным или водяным охлаждением. Если исключить термообработку в диапазоне температур от +600C до +900C, то можно избежать образования хрупкой интерметаллической фазы.  

Химический состав и свойства

Характеристики и свойства стали определяются ее составом, содержанием и соотношением примесей, основных и легирующих компонентов.   Таблица 1. Химический состав.  

Содержание вещества в %
С Si Мn Ni S Р Сr Мо Тi Cu
З6,8-46,5 0,06 0,8 0,8 26-29 0,02 0,0З5 22-25 2,5-З 0,5-0,9 2,5-З,5

  Высокое содержание никеля и хрома в составе сплава обеспечивает коррозионную стойкость стали. Введение в состав металла меди увеличивает кислотостойкость металлопроката. Легирование стали титаном и молибденом повышает ее твердость и прочность.   Таблица 2. Технические характеристики.  

Удельный вес при t +20C 80З0 кг/мЗ
Плотность металла 80З0 кг/мЗ
Удельное электросопротивление 8З0 µΏ.мм
Теплопроводность 1З Bт/м.C
Удельн.теплоемкость при +20C 500
Магнитные свойства отсутствуют
Коэффициент теплового расширения от +20C до +100C 15,З-6 м/м
от +20C до +200C 16,З-6 м/м
от +20C до +З00C 16,5-6 м/м
от +20C до +400C 16,9-6 м/м
от +20C до +500C 17,З-6 м/м

  Таблица З. Физико-механические свойства.  

Режим термообработки Макс.предел прочности RmН/мм2 Макс.предел текучести Rр0, 2Н/мм2 Коэффиц. отност. удлинения A5% Ударн.вязкость, КСV, Дж Твердость по Бриннелю, НB
Закалка с отпуском от 6З0 до 850  ≥З00  ≥40  ≥1З0  ≥255

   

+100C +150C +200C +250C +З00C +З50C +400C +450C +500C +550C
Rр0,2 20З 195 17З 16З 145 1З5 125 115 110 105
Rр1,0 2З4 220 20З 190 175 165 155 14З 140 1З5

 

Аналоги

Химический состав сплава соответствует госстандартам, разработанным Американским институтом сталей и сплавов. Точные и ближайшие аналоги хромоникелевой стали AISI 904L указаны в таблице 4.   Таблица 4. Ближайшие аналоги сплава АISI 904L.  

Геpмания Х1NiСrМoСuN25-20-6
Европа (ЕN) 1.456З
Япoния (JIS) SCS2З
Франция (АFNОR NF) Z1NCDU31-27-0З
Poccия (ГOCT) 06XH28МДT

 

Область применения

Сталь, легированная хромом, никелем и молибденом, широко используется в самых разных отраслях промышленности:

  • изготовлении сварных аппаратов, емкостей и резервуаров для слива, хранения и работы с химически агрессивными средами;
  • производстве оборудования и емкостей для нефтегазовой, химической и пищевой промышленности;
  • производстве оборудования для медицинской и фармацевтической промышленности;
  • строительстве и производстве металлоконструкций со сварными соединениями;
  • судостроение и авиастроение.

  В металлургии хромоникелевый сплав применяется для создания плакирующего слоя при производстве 2-ухслойного листового горячекатаного проката.     В ГК МеталлЭнергоХолдинг можно купить из наличия или под заказ листовой, трубный, сортовой, фасонный прокат, соединительные элементы из стали AISI 904L. Принимаем заявки на кованые или катаные фланцы, лист, плиту, полосу, электросварные трубы, круги, шестигранники, квадраты, профили, фитинги. Чтобы сделать заказ или узнать подробнее об условиях оплаты и доставки, обратитесь к нашему менеджеру.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий