Нержавеющая сталь 1.4301 304: химический состав, свойства и применение

Европейская спецификация требует 1.4301, американский чертеж требует 304, а в сертификате завода из Азии указан 0Cr18Ni9. Это три названия одной и той же аустенитной нержавеющей стали, марки, которая продается в самых больших объемах в мире. Если вы покупаете или заказываете нержавеющие трубы, фитинги, фланцы или трубки, знание того, что на самом деле представляет собой 1.4301, насколько далеко его можно продвинуть и где он выходит из строя, предотвратит как завышение спецификации, так и отказы на месте. В этом руководстве описаны состав, свойства, ограничения и проверки закупок, которые имеют значение на практике.

Что такое нержавеющая сталь 1.4301?

1.4301 — это номер материала, используемый в серии стандартов EN 10088 для хромоникелевой аустенитной нержавеющей стали. Нормативное название — X5CrNi18-10, а ближайшие международные эквиваленты — AISI 304, UNS S30400, JIS SUS304 и нынешний китайский сорт 06Cr19Ni10. Сплав часто называют нержавеющим 18/8, потому что в его состав входят 18% хрома и 8% никеля.

Поскольку структура является аустенитной, сталь 1.4301 немагнитна в состоянии отжига на раствор, очень пластична и может подвергаться глубокой вытяжке, изгибу и сварке без предварительного нагрева. Холодная обработка повышает прочность и твердость, но также вызывает небольшой магнетизм. Сочетание коррозионной стойкости, формуемости, свариваемости и умеренной стоимости делает 1.4301 — марка по умолчанию для общепромышленных труб. всякий раз, когда служба не требует использования высоколегированного материала.

Химический состав и международные эквиваленты

В таблице ниже показаны пределы EN 10088-2 для 1,4301 и типичные значения для AISI 304. Эти два материала достаточно близки, поэтому группы по закупкам могут рассматривать их как взаимозаменяемые для большинства целей, при условии, что документация соответствует фактическим условиям поставки.

Низкоуглеродистый вариант 1.4307 (304L)

При сварке тяжелых секций предел содержания углерода становится критическим. Низкоуглеродистая версия 1.4307 (304L) ограничивает содержание углерода на уровне 0,030% и сводит к минимуму риск выделения карбида хрома в зоне термического влияния. Многие поставщики регулярно поставляют материал 304/304L, имеющий двойную сертификацию, который соответствует обоим ограничениям, поэтому эти два обозначения часто указываются вместе в одном сертификате завода.

Эквиваленты, используемые на разных рынках

• Европа: 1.4301, X5CrNi18-10 по EN 10088.
• США: AISI 304, UNS S30400.
• Япония: SUS304
• Китай: 06Х19Н10 (новое обозначение), 0Х18Н9 (старое обозначение).

Механические и физические свойства

Механические свойства при комнатной температуре

Свойства зависят от формы изделия, толщины стенок и степени нагарта. Для бесшовных труб, отожженных на раствор, при испытаниях по методам EN или ASTM следует ожидать значений в указанных ниже диапазонах.

Физические свойства

Низкая теплопроводность по сравнению с углеродистой сталью имеет значение при проектировании теплообменников и при сварке. Тепловложение остается сконцентрированным вблизи соединения, поэтому при сварке необходимо контролировать температуру между проходами и часто использовать более низкую силу тока, чем при сварке углеродистой стали с той же толщиной стенки.

Коррозионная стойкость

1.4301 устойчив к атмосферной коррозии, пресной воде, пищевым продуктам и широкому спектру органических и неорганических сред. Защитная пленка оксида хрома самовосстанавливается: при царапинах на поверхности пленка восстанавливается в присутствии кислорода. Никель сохраняет стабильность аустенитной структуры и способствует устойчивости в слабовосстанавливающих средах.

Практический предел — хлорид. В морской воде, брызгах дорожной соли или технологических потоках даже с умеренным содержанием хлоридов 1.4301 подвержен точечной и щелевой коррозии. При температуре выше примерно 60°C хлориды также могут вызывать коррозионное растрескивание под напряжением. Для таких услуг Ключевые различия между трубками из нержавеющей стали 304 и 316 показать, почему марка, содержащая молибден, является более безопасным выбором.

Еще одним ограничением является межкристаллитная коррозия после сварки. Если материал хранится в 425-850°С В этом диапазоне карбиды хрома выделяются на границах зерен, а окружающая матрица теряет хром. По этой причине для сварных сосудов и толстостенных труб обычно используется низкоуглеродистая версия 1.4307 (304L) вместо 1.4301.

Теплостойкость и температурные пределы

При непрерывной работе на воздухе 1.4301 устойчив к окислению примерно до 870°С . Периодическое воздействие может быть несколько выше, но накипь становится заметной выше 800°C. Однако механическая прочность быстро падает, как только температура превышает 425°C, поэтому компоненты, выдерживающие давление, должны проектироваться в соответствии с утвержденными нормами, которые соответствующим образом снижают допустимое напряжение.

Окно сенсибилизации между 425°C и 850°C является реальным ограничением для сварных конструкций. Для труб толщиной более 6 мм укажите 304L, чтобы обеспечить коррозионную стойкость зоны термического влияния. Компоненты, которые постоянно работают при повышенных температурах, такие как детали котлов и печей, часто переходят на стабилизированную марку или более высоколегированную нержавеющую сталь; наш обзор жаропрочные марки нержавеющей стали объясняет варианты и их практические ограничения.

Изготовление, сварка и обработка поверхности

Формирование и обработка

1.4301 обладает превосходной пластичностью и быстро затвердевает. Холодная гибка, развальцовка, обжимка и профилирование выполняются с помощью стандартных инструментов. Скорость упрочнения примерно вдвое выше, чем у углеродистой стали, поэтому обработка требует использования острых инструментов с положительным передним углом, жестких настроек станка и более низких скоростей резания. Горячую обработку следует проводить при температуре от 1150°C до 1260°C, после чего следует отжиг на раствор при температуре выше 1040°C и быстрое охлаждение для восстановления полной коррозионной стойкости.

Сварка

Все традиционные процессы, включая TIG, MIG, MMA и лазерную сварку, позволяют получить надежные соединения из стали 1.4301. Рекомендуемый наполнитель типа 18/8, например ER308L. Поддерживайте температуру между проходами ниже 150°C, используйте низкое тепловложение и выполняйте обратную продувку аргоном там, где необходимо избегать окисления корня сварного шва, например, в гигиенических трубопроводах. После сварки, травления и пассивации удаляют термический оттенок и восстанавливают пассивную пленку.

Общие применения в трубах и трубопроводах

Марка 1.4301 является отправной точкой для большинства систем труб из нержавеющей стали и используется почти во всех отраслях, где транспортируются жидкости, газы или порошки.

• Теплообменники, конденсаторы и охладители
• Линии химических заводов для органических кислот, спиртов и мягких технологических потоков
• Сосуды под давлением, резервуары для хранения и отделка котла
• Технологические трубопроводы для пищевых продуктов, напитков и молочных продуктов
• Системы распределения питьевой воды и водопровода
• Трубопроводы для контрольно-измерительных линий
• Архитектурные, структурные и декоративные трубы

Теплообменник и конденсаторные трубки

Для умеренных температур и чистых сред бесшовная труба теплообменника из нержавеющей стали 304 обеспечивает надежную передачу тепла, легкую очистку и длительный срок службы за небольшую часть стоимости никелевых сплавов. Качество поверхности трубы и внутренняя чистота контролируются, поскольку оба фактора влияют на загрязнение и падение давления.

Трубы теплообменника 304 из нержавеющей бесшовной стали эффективно передают тепло Xinhang Special Material Co., Ltd. Филиал в Ханчжоу - это китайский теплообменник из бесшовной стали из нержавеющей стали, трубы 304, передающий тепло... Посмотреть продукт →

Химические технологические линии

На химических предприятиях линии 1.4301 переносят уксусную кислоту, лимонную кислоту, спирты и многие нейтральные или слабощелочные жидкости. А Бесшовная химическая труба 304 наружным диаметром 114 мм — это часто указываемый размер в этой сфере, обеспечивающий хорошую механическую прочность при умеренной толщине стенки и легкую свариваемость.

Хорошие механические свойства Бесшовные трубы из нержавеющей стали 114 Od для химической трубы 304 Sup Xinhang Special Material Co., Ltd. Филиал в Ханчжоу - это китайский обычай, хорошие механические свойства, бесшовная нержавеющая сталь, 114 од, химическая ... Посмотреть продукт →

Применение в сосудах под давлением и котлах

Там, где внутреннее давление, а не коррозия, определяет конструкцию, более тяжелые марки делают марку экономичной. А SCH 120 304 труба для сосудов под давлением обеспечивает толщину стенки, необходимую для работы под высоким давлением, сохраняя при этом допуск на коррозию сплава 18/8.

Sch 120 Толщина стенки нержавеющей стали Бесшовные трубы для сосудов под давлением 304 Поставка Xinhang Special Material Co., Ltd. Филиал в Ханчжоу - это бесшовная труба для сосудов под давлением из нержавеющей стали Sch 120 с толщиной стенки... Посмотреть продукт →

Что следует проверить при покупке труб 1.4301

Поскольку 304 производится очень широко, ценовая конкуренция острая, а качество варьируется между поставщиками. Следующие проверки снижают риск закупок до того, как материал попадет в вашу мастерскую.

1. Подтвердите действующий стандарт: EN 10216-5 для бесшовных труб из нержавеющей стали, ASTM A312 для труб или ASTM A269 для трубок малого диаметра. Стандарты определяют допуски и требования к испытаниям.
2. Запросите сертификат завода и проверьте фактическое содержание углерода. Материал под названием 304 может содержать 0,05% или 0,06% углерода; 304/304L, прошедший двойную сертификацию, остается ниже 0,030%.
3. Проверьте данные механических испытаний на соответствие минимальным требованиям для формы вашего продукта и толщины стенок.
4. Подтвердите допуски на наружный диаметр, толщину стенок и овальность, особенно для трубок приборов и трубок теплообменника, которые должны входить в сборки с малым зазором.
5. Укажите требуемое состояние поверхности: травление, яркий отжиг, механическая полировка или электрополировка. Качество поверхности напрямую влияет на коррозионную стойкость и гигиену.
6. Для систем под давлением проверьте график (SCH 10, 40, 80, 120, 160) и сравните полученное номинальное давление с расчетными условиями.

Сертификаты и испытания являются наиболее частым источником споров при поступлении заказов. Статья о стандарты и сертификаты, применимые к бесшовным трубам из нержавеющей стали дает практический контрольный список того, что должны содержать документы и как их проверить.

1.4301 остается аустенитной маркой по умолчанию по веским причинам: она легко формуется и сваривается, устойчива к обычной коррозии и предлагает лучшее соотношение цены и качества среди нержавеющей стали. Ключевым моментом является соблюдение ограничений, в том числе хлоридсодержащих сред, диапазона сенсибилизации и снижения характеристик при повышенных температурах. Если эти детали понятны и указаны правильно, трубопроводная система 1.4301 обеспечит десятилетия надежной службы с минимальным обслуживанием.