Услуги |
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:
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:
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).
Коррозионное растрескивание (SCC – Stress Corrosion Cracking)SCC – это один из видов коррозии, возникающий при наличии определенного набора внешних факторов:
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.
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
Материал взят с сайта Британской Ассоциации Нержавеющей Стали www.bssa.org.uk |
Взаимозаменяемость большинства гидравлических трубок — это то, чего не хватало рынку промышленного оборудования ещё совсем недавно. Сегодня же российские марки стали используются всё чаще, благодаря поддержке отечественных производителей. Есть возможность подбирать российский аналог стали к большинству зарубежных марок. При этом сохраняется и достаточно большая доля зарубежных материалов. Особенно это относится к высокоточным металлическим изделиям труба бесшовная ст 20.
В настоящий момент есть возможность взаимозаменяемости большинства моделей прецизионных гидравлических трубок российскими аналогами. И наоборот, если нет возможности найти изделие российского производства, мы можем предложить идентичные или приближённые по своим свойствам изделия зарубежного производства.
| Наименование | Диаметр труб (трубки) / размер трубы | Толщина стенки(мм) | Рабочее давление(Бар) |
|---|---|---|---|
| Трубы 10х1 (ГОСТ 9567-75) | 10 | 1 | 287 |
| Трубы 10х1,5 (ГОСТ 9567-75) | 10 | 1,5 | 450 |
| Трубы 12х1,5 (ГОСТ 9567-75) | 12 | 1,5 | 367 |
| Трубы 12х2 (ГОСТ 9567-75) | 12 | 2 | 508 |
| Трубы 15х1,5 (ГОСТ 9567-75) | 15 | 1,5 | 287 |
| Трубы 16х2 (ГОСТ 9567-75) | 16 | 2 | 367 |
| Трубы 18х1,5 (ГОСТ 9567-75) | 18 | 1,5 | 367 |
| Трубы 18х2 (ГОСТ 9567-75) | 18 | 2 | 367 |
| Трубы 20х2,5 (ГОСТ 9567-75) | 20 | 2,5 | 367 |
| Трубы 22х2 (ГОСТ 9567-75) | 22 | 2 | 259 |
| Трубы 25х2,5 (ГОСТ 9567-75) | 25 | 2,5 | 287 |
| Трубы 28х2 (ГОСТ 9567-75) | 28 | 2 | 200 |
| Трубы 30х3 (ГОСТ 9567-75) | 30 | 3 | 287 |
| Трубы 30х4 (ГОСТ 9567-75) | 30 | 4 | 400 |
| Трубы 35х3 (ГОСТ 9567-75) | 35 | 3 | 243 |
| Трубы 38х4 (ГОСТ 9567-75) | 38 | 4 | 297 |
| Трубы 42х4 (ГОСТ 9567-75) | 42 | 4 | 200 |
Пример взаимозаменяемости гидравлической холоднодеформированной прецизионной бесшовной трубы (трубки)
Трубки из российской стали и зарубежной соответствуют своим стандартам качества. Для России это:
- ГОСТ 9567-75: Трубы стальные прецизионные (в нём оговариваются основные типоразмеры трубы и требования к точности изготовления);
- ГОСТ 8733-74: Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные (в нём оговариваются требования к материалам, обработке и механическим характеристикам).
Для производства чёрных и оцинкованных трубок чаще всего используется российская сталь марки Ст20. Её химический состав отображён в таблице:
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu | As |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.17 – 0.24 | 0.17 – 0.37 | 0.35 – 0.65 | до 0.3 | до 0.04 | до 0.035 | до 0.25 | до 0.3 | до 0.08 |
Холоднодеформированные прецизионные бесшовные трубки зарубежного производства с Германских заводов, соответствуют следующим стандартам:
- EN 10305-4 (общеевропейский стандарт, в нём оговариваются все аспекты по изготовлению, точности, материалам, механическим характеристикам);
- DIN2391 (немецкий стандарт, по сути, полностью идентичен EN 10305-4).
Чёрные и оцинкованные трубы изготавливаются из стали марки EN235 (аналог немецкого производства — St37.4). Химический состав этой стали выглядит следующим образом:
| C | Si | Mn | Ni | S | P | Cr | Cu | As |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,07 | 0,24 | 0,65 | – | 0.001 | 0.011 | – | – | – |
Требования в стандартах ГОСТ и EN/DIN относительно технологий изготовления, точности обработки, механическим характеристикам практически идентичны. Отличие между аналогичными сталями Ст20 и EN235 существуют только в их химическом составе. Тем не менее, это влияет на механические и эксплуатационные характеристики гидравлических трубок.
Отличия трубок Ст20 и EN235 в зависимости от химического состава
Наличие определённых элементов и примесей в этих марках стали напрямую влияют на их механические свойства.
Ухудшается качество стали при содержании вредных примесей: серы (S) и фосфора (P).
Сера уменьшает вязкость стали и ухудшает её механические свойства: материал хуже выдерживает нагрузки при низких температурах. Из-за содержания фосфора сталь теряет свои пластические свойства, повышается её хладноломкость. Больше вредных примесей содержится в стали СТ20. Аналог EN235, таким образом, более пластичный и лучше выдерживает нагрузки при низких температурах, его проще сгибать, к примеру, при монтаже гидравлических линий.
Содержание марганца, напротив, положительно влияет на качество стали.
Наряду с кремнием и углеродом он является одним из самых распространенных и неизбежных легирующих элементов. Его присутствие снижает содержание кислорода и серы в составе стали, он выполняет роль раскислителя. При этом у материала повышается пластичность, ковкость и свариваемость, а красноломкость снижается. Как видно из таблиц выше, больше марганца содержится в стали марки EN235, что опять же делает её более прочной и пластичной в сравнении с российской маркой стали Ст20.
Нержавеющие стали
Гидравлические трубки из нержавеющей стали применяются в условиях использования сред с повышенной агрессивностью. Это химическая, пищевая, нефтегазовая, текстильная и другие отрасли промышленности. На рынке также присутствует нержавеющая сталь российского производства – аналоги зарубежным маркам.
Наибольшую популярность имеют марки AISI 304 и AISI 316. Рассмотрим их соответствие российским аналогам стали.
Сталь AISI 304, аналог российский 08Х18Н10
Аустенитная коррозионностойкая нержавеющая сталь. Имеет отличное сочетание цены и качества, обладает высокими механическими свойствами. Используется во всех областях промышленности. Сталь 304 и аналог российский 08Х18Н10 демонстрируют отличные эксплуатационные показатели при низких и высоких температурных режимах.
Сталь AISI 316, аналог российский 08Х17Н13М2
Кислотостойкая сталь аустенитного класса с повышенным содержанием никеля и добавлением молибдена. Устойчива к агрессивным средам с содержанием фосфора, серы, борной и других кислот. Подходит для применения в пищевой и химической промышленностях, так как не воздействует на состав воды. В зависимости от модификации, сталь 316 может стать аналогом российских марок 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т.
При отсутствии изделий из тех или иных марок стали мы можем подобрать полностью идентичные или максимально приближённые аналоги российского или зарубежного производства.
Таблица аналогов сталей
|
РФ, СНГ (ГОСТ) |
Евросоюз (EN) |
Германия (DIN)** |
США (AISI, ASTM, ASME) |
|---|---|---|---|
| Ст10 | 1,1121 | St35 | 1010 |
| 1.0301 | St35-8 | 1012 | |
| 1.0310 | 1110 | ||
| С10 | GR.A | ||
| 2С10 | |||
| Ст20 | 1,0402 | St35 | 1020 |
| 1,0305 | St45-8 | 1023 | |
| 1.1151 | ST37-4 | 1024 | |
| 1.1152 | |||
| C20 | |||
| C22 | |||
| Ст35 | 1,0501 | C38D | 1034 |
| 1,1172 | 1035 | ||
| 1,1181 | 1038 | ||
| C35 | 1040 | ||
| C36 | |||
| Ст45 | 1,0503 | 1044 | |
| 1,1191 | 1045 | ||
| 1,1192 | 1042 | ||
| C45 | 1043 | ||
| 17Г1С | 1,0117 | St52-3 | – |
| Fe52CFN | |||
| S235 | |||
| S335 | |||
| 9Г2С | – | 13Mn6 | – |
| 9MnSi5 | |||
| 15Х | 1,7014 | 1,7015 | 5015 |
| 1,7016 | 13Cr2 | 5115 | |
| 15Cr2 | G61180 | ||
| 17Cr3 | |||
| 20Х | 20Cr4 | 20CrS4 | 5117 |
| 5120 | |||
| 40Х | 1,7034 | 1,7045 | 5135 |
| 1,7035 | 5140 | ||
| 1,7039 | |||
| 37Cr4 | |||
| 41Cr4 | |||
| 15ХМ | 1,7335 | 1,7262 | A387Gr.12Cl.2 |
| 13CrMo4-5 | 1,7337 | K11562 | |
| 15CrMo5 | K11564 | ||
| 16CrMo4-4 | K11572 | ||
| 12Х1МФ | 1,7715 | ||
| 14MoV6-3 | |||
| 08Х18Н10Т | 1,4541 | 1,4878 | 321 |
| 12Х18Н10Т | X6CrNiTi18-10 | X12CrNiTi18-9 | S32100 |
| X10CrNiTi18-10 | |||
| 03X17H14M3 | 1,4435 | 1,4404 | 316 |
| 1,4432 | 1,4432 | 316L | |
| X2CrNiMo17-12-2 | |||
| 08X18H10 | 1,4301 | 1,5301 | 304 |
| 1,4948 | 304H | ||
| X5CrNi18-10 | |||
| X6CrNi18-10 | |||
| 08X17H13M2T | 1,4571 | 1,4573 | 316Ti |
| 10X17H13M2T | X6CrNiMoTi17-12-2 | X10CrNiMoTi18-12 |
*В таблице указаны как точные, так и ближайшие аналоги.
Первый Машиностроительный Портал**Для Германии стандарты Евросоюза также применимы. В таблице указаны маркировки, которые не пересекаются со маркировками Евросоюза.
