Нержавеющая сталь AISI 304

Нержавеющая сталь AISI 304 имеет американское наименование, но пользуется высоким спросом на отечественном рынке. В иностранных источниках упоминается и другое название — 304 StainlessSteel (SS304). Материал характеризуется универсальностью и имеет широкую область применения. Соединение деталей сварным швом осуществляется максимально просто, он обладает высокими антикоррозионными качествами и устойчивостью к окислению.

Металл сохраняет рабочие характеристики при отрицательной и повышенной температуре, что обусловлено уникальным составом и свойствами. Стоимость изделий из него небольшая.

Вернуться к содержанию

Химсостав и свойства

В состав стали AISI 304 входят:

• хром — 19±1%;
• марганец – до 2%;
• кремний – до 0,75%;
• селен – до 0,15%;
• углерод – до 0,08%;
• фосфор – до 0,045%;
• сера – до 0,03%;
• железо.

На основании концентрации углерода в составе материала он разделяется на 304L и 304Н (меньшее и большее количество С соответственно). В качестве российского аналога стали AISI 304 выступает 03Х18н11.

Тщательно выверенный состав и качественная металлообработка обеспечивает придание ему необходимых параметров. К положительным характеристикам относятся:

• универсальность и возможность применения почти во всех областях деятельности;
• привлекательный внешний вид;
• простота очистки поверхности от загрязнений;
• возможность хранения продуктов в посуде из данного металла;
• отсутствие оксидной пленки на поверхности;
• прочность и малый вес;
• простота обработки;
• экологичность (категория Inox), невозможность впитывания различных веществ;
• отсутствие магнитных свойств;
• устойчивость к действию агрессивных веществ (соли, щелочи, кислоты) даже на протяжении большого периода времени;
• антикоррозионные качества;
• работоспособность в условиях повышенных и пониженных температур (-200/+650 градусов).

Нержавеющая сталь AISI 304 характеризуется долговечностью и малыми расходами при эксплуатации. К недостаткам можно отнести только сложность некоторых видов обработки, а также необходимость учета внешних факторов при повышенной температуре рабочей среды. Карбид хрома имеет склонность к осаждению при температуре 425-820 градусов. При работе в среде с высокой агрессивностью может проявиться межкристаллическая коррозия. Такие эффекты проявляются при сварке или прочих видах температурного воздействия.

Вернуться к содержанию

Применение

К эксплуатационным преимуществам относятся не только антикоррозионные качества, но и пластичность. Это дает возможность эффективно применять сталь AISI 304 для производства деталей методом штамповки со значительной вытяжкой и сложной формой. К таким изделиям относятся мойки, раковины и прочие элементы. Простота создания сварного шва и высокое качество обусловлены небольшой концентрацией углерода в составе.

Чаще всего материал применяется в пищевой промышленности. Из него изготавливают емкости, передающие агрегаты, инструменты, оснастку и различные агрегаты. Он распространен в молочной и пивоваренной сфере.

Широкое распространение материал получил в фармацевтике и медицине – при производстве оборудования, инструментов, имплантатов, мебели. Применяется АИСИ 304 в нефтехимической и химической деятельность. Это обусловлено устойчивостью к агрессивной среде, что позволяет производить из стали фильтры, проволоку, оборудование. Также материал используется в ресторанном деле и для изготовления домашней посуды.

Вернуться к содержанию

Жаростойкость

Небольшая скорость появления оксидной пленки сохраняется при температуре среды до 870 градусов, а при продолжительной работе – до 925 градусов.

В температурном диапазоне 425-860 С антикоррозионные качества снижаются при эксплуатации в воде. В данном случае лучше использовать 304L, а металл 304Н используется при необходимости повысить прочность материала в температурном диапазоне 500-800 С.

Вернуться к содержанию

Технические характеристики

Техническими характеристиками стали AISI 304 являются:

Параметр	Значение
деформация при действии растягивающей нагрузки	45% в минуту;
предел прочности	620±100 МПа;
предел текучести	210 МПа;
прочность при сжимающей нагрузке	210 МПа;
электросопротивление	0,8 Омм2/м;
теплопроводность	16,2 Вт/мК;
модуль упругости	192*103 МПа;
температурное расширение	15 ВТ/мК;
теплоемкость	500 Дж/кгК;
температура плавления	1440 градусов;
удельный вес	8000 кг/м3.

Вернуться к содержанию

Цена

Цена стали AISI 304 составляет 210 руб. за килограмм.

Вернуться к содержанию

Сортамент

Основной прокат – устойчивые к кислотам изделия. Металл относится к конструкционному типу и характеризуется универсальностью. Он используется в промышленности, строительстве, коммунальном хозяйстве и бытовых условиях.

К основным типам проката относятся:

• фитинги;
• фланцы;
• трубы;
• прутья;
• плитные элементы;
• рулоны;
• полосы;
• листы.

Поверхность материала подвергается различным способам обработки, которые позволяют получить матовую, шлифованную, зеркальную поверхность, создать в ней отверстия или придать форму профилированного листа.

Вернуться к содержанию

Обработка стали

Обработка нержавеющей стали AISI 304 осуществляется только с использованием специального инструмента. При этом предполагается тщательная очистка рабочих поверхностей, что исключит повторное загрязнение (контаминирование) за счет отсутствия частиц коррозии.

Холодная обработка материала позволяет сократить продолжительность изготовления необходимой детали. При этом может потребоваться отжиг, исключающий появление разрывов и трещин, а также повышающий прочность. Полный отжиг осуществляется после изготовления элемента, он предназначен для снятия внутренних напряжений в металле.

Горячая обработка осуществляется при температуре 1150-1260 градусов, а улучшение антикоррозионных качеств обеспечивается при быстром охлаждении заготовки или детали.

Вернуться к содержанию

Механическая обработка

Текучесть материала обеспечивает простоту мехобработкистали AISI 304. Чтобы сделать ее максимально быстрой и уменьшить трудоемкость работы, необходимо:

• использовать охлаждающие и смазочные составы, чтобы исключить перегрев режущей кромки;
• применять стружколомное оборудование, чтобы исключить деформации и вовремя отделить обрезки;
• сохранять режущий инструмент острым, что исключит уплотнение в местах обработки.

Материал имеет широкие возможность механической обработки. Из него изготавливают штампованные изделия, формуют детали, шлифуют его поверхность, создают отверстия, режут на отдельные элементы, фрезеруют. Stainless steel 304 подвержена глубокой вытяжке на прессе, холодной гибке и формовке. Толщина листа является определяющим фактором при определении допустимого радиуса гиба (R=2t, где t – толщина листа).

Вернуться к содержанию

Термообработка

Температурная обработка не является причиной улучшения технических качеств материала. Она используется в качестве способа снятия напряжения в поверхностном слое с помощью нагрева до 1010-1120 С и резкого охлаждения.

Термообработка включает в свой состав две процедуры – обжиг и отпуск. Обжиг пищевой стали AISI 304осуществляется при 1050±25 С. После этого заготовку быстро охлаждают, что обеспечивает антикоррозионные качества изделия. Далее осуществляется травление и пассивирование.

Травление – это очистка поверхности, при которой на деталь воздействуют азотной и фтористоводородной кислотой (температура среды должна составлять 60 С). Пассивирование предполагает воздействие насварной шов 20% азотной кислоты и специальной пасты.

Отпуск осуществляется при 450-600 С на протяжении 1 часа. Продолжительность равномерного нагрева металла в два раза больше по сравнению с углеродистой сталью.

Простота создания сварного соединения обеспечивается за счет легкоплавкости. Для этого используется автогенная сварка без припоя.

Вернуться к содержанию

Сварка

Марка стали AISI 304 обладает высокой плавкостью, поэтому основной вид сварки данного материала – автогенный (плавлением). Такой метод позволяет отказаться от использования присадочного материала.

Электрическая сварка предполагает выполнение рабом с помощью электродов с внутренним наполнением сталью АИСИ 308 или Св-04Х19Н9, а для металла 304L – АИСИ 308L с рутилово-кислотным покрытием (AC/DC). Присадка изготавливается из аналогичного материала.

После сварки швы обычно подвергаются отжигу, обязательно процедура проводится для материала 304L. При невозможности термообработки рекомендуется заменить материал на АИСИ 321.

Вернуться к содержанию

Аналоги

Химический состав АИСИ 304 идентичен:

• российским 12Х18Н10Т (частично 8Х18Н10Т);
• японскому SUS304;
• американскомуS30400;
• европейскому 1.4301.

Во всех странах Европы используются разные наименования металла.

Рекомендуем также обратить внимание на:

• 12Х18Н10Т;
• 14Х17Н2;
• 40Х13;
• Р6М5.