Сталь aisi 304 08х18н10 характеристики

Обновлено: 22.01.2025

Нержавеющая сталь AISI 304 (08Х18Н10 / DIN 1.4301) техническая характеристика

Универсальная нержавеющая сталь AISI 304 и AISI 304L.

Марка AISI304 является наиболее универсальной и наиболее широко используемой из всех марок нержавеющих сталей. Её химический состав, механические свойства, свариваемость и сопротивление коррозии/окислению обеспечивает лучший выбор в большинстве случаев за относительно низкую цену. Эта сталь также имеет превосходные низко-температурные свойства.

Область применения
Коррозионностойкая, аустенитная, свариваемая, нестабилизированная сталь. Она пригодна для изготовления химических реакторов, включая сосуды высокого давления. Она подходит для сред окислительного характера, для сильных неорганических кислот только при низких концентрациях и в области низких температур. Она подходит для слабых органических кислот в случае средних температур и в случаях контакта с воздухом. Ее применяют в производстве запчастей и оборудования в пищевой, химической и бродильной промышленности (при температурах до 300 С). Возможно, использование стали AISI 304 для сред в которых требуется соблюдение гигиенической чистоты продукта – пищевая промышленность и элементы охлаждающих и морозильных устройств (кроме соляного раствора).
Сталь отличается очень хорошими полировочными способностями и особенно хорошей пластичностью и способностью к глубокой вытяжке. Она является пригодной для провода воды, водяного пара, пищевых кислот. Эту сталь чаще всего применяют в молочной промышленности, пивоварении, косметической промышленности, но также и в химической и фармацевтической промышленности.

Трубы AISI 304
Отводы AISI 304

Переходы AISI 304

Тройники AISI 304

Соответсвие европейских стандартов на сталь

Сталь A2 (AISI 304 = 1.4301 = 08Х18Н10) – нетоксичная, немагнитная, незакаливаемая, устойчивая к коррозии сталь. Легко поддается сварке и не становится при этом хрупкой. Может проявлять магнитные свойства в результате механической обработки (шайбы и некоторые виды шурупов). Это наиболее распространенная группа нержавеющих сталей. Ближайшие аналоги – 08Х18Н10 ГОСТ 5632, AISI 304 и AISI 304L (с пониженным содержанием углерода).

Нержавеющая сталь для пищевой промышленности

Существует множество марок нержавеющих сталей, используемых в качестве конструкционных материалов для пищевого оборудования. Их выбор зависит от коррозионных свойств выпускаемого продукта или химических средств, контактирующих с данным материалом. Наиболее широко распространенными марками сталей являются аустенитные нержавеющие стали (AISI 304, AISI 316 и AISI 316L по классификации Американского института международных стандартов, AISI) с хорошими механическими и технологическими свойствами и имеющие привлекательный внешний вид.

AISI 304 (по DIN № 1.4301) представляет собой наиболее дешевую сталь, широко применяющуюся в пищевой промышленности и в индустрии напитков благодаря своей хорошей коррозионной стойкости в различных средах, а также простоте формирования и сварки.

AISI 316 (по DIN № 1.4401) характеризуется добавкой молибдена (2-3 г/100 г), что увеличивает коррозионную стойкость.

AISI 316L (по DIN № 1.4404) - это низкоуглеродистая сталь (максимальное содержание углерода - 0,03 г/100 г) по сравнению с AISI 316, у которой максимальное содержание углерода составляет 0,08 г/100 г. Меньшее содержание углерода облегчает сварку, благодаря чему эту марку стали зачастую рекомендовать для изготовления трубопроводов и емкостей.

Все нержавеющие стали в присутствии хлора подвержены коррозии - точечной, трещинной или усталостной, которая четко локализуется и степень которой зависит от воздействия химического состава среды, значения pH, температуры, методов производства стали, ее прочности при растяжении, концентрации кислорода и качества обработки поверхности.

Для эксплуатации в условиях агрессивных сред разработаны и другие материалы, в частности Инколой 825 (жаропрочный никелехромовый сплав), титановая сталь и сталь, выплавленная с применением дуплекс-процесса, но они намного дороже.

AISI 304 и сталь 08х18н10т сравнение сталей

Все основные свойства и характеристики сталей зависят от их химического состава, то есть, от наличия/отсутствия/процентного содержания того или иного легирующего элемента. И когда речь идёт об аналогах оригинальных сплавов, как 304 08х18н10, нужно быть особенно внимательными при их применении для производства конструкций или деталей оборудования.

Химический состав - 304 или 08х18н10т

С учётом химического состава оба рассматриваемых сплава относят к коррозионностойким, жаропрочным/жаростойким немагнитным металлам класса аустенитных сталей. На это указывает тот фактор, что в данных сплавах наличествует аналогичное процентное количество легирующих добавок, отвечающих за эти показатели – хрома и никеля, и также небольшой процент углерода. При этом, есть у сталей 304 08х18н10т отличие – легирующая добавка в 08х18н10т титана (его процент во много раз превышает процент углерода). И этот фактор оказывает существенное влияние на свойства данного сплава.

Химический состав основных элементов в сталях 304 и 08х18н10т сравнение

Углерод – AISI 304 - до 0,08 %, 08Х18Н10Т - аналогично

Хром – AISI 304 - 17-19 %, 08Х18Н10Т - аналогично

Медь – AISI 304 - до 1,0 %, 08Х18Н10Т – до 0,3 %

Титан - AISI 304 – отсутствует, 08Х18Н10Т – от 0,4 % до 0,7 %

Подробный перечень химического состава сталей см. табл.

Марки	C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni	Fe
08Х18Н10Т						17,0-19,0	9,0-11,0	Остальное
AISI 304						18,0-20,0	8,0-10,5	Остальное

Свойства aisi 304 и 08х18н10

Наличие в составе сплава 08х18н10 титана усиливает его прочность по сравнению с 304. Однако несколько увеличивает стоимость конструкций, изготовленных с его использованием. Но это не стало препятствием для его востребованности во всех отраслях промышленности. Данный сплав, как и aisi 304 – немагнитный, не нуждается в закалке, малоуглеродистый. Если выбирать 304 08х18н10т, разница между их свойствами незначительна, так что они практически взаимозаменяемы.

Из одинаковых свойств оба сплава 08х18н10 сталь 304, отличаются хорошей свариваемостью, с небольшим отличием – легирующая добавка титана провоцирует такое требование, как увеличение (по сравнению со сваркой 304) температуры. При этом титан способствует замедлению выгорания углерода при сварочных работах, увеличивает стойкость к образованию межкристаллитных коррозийных отложений. А в обработке швов нет необходимости для обоих металлов.

Очевидно, что оба металла - сталь aisi 304 и 08х18н10, за счёт сочетания прочности, пластичности и упругости прекрасно поддаются любым видам обработки (как холодным, так и горячим способам) – отжигу, отпуску, деформированию растяжением, волочению, изгибу, ковке, вытяжке.

А с учётом того, что металлы aisi 304 08х18н10 характеристики имеют аналогичные (что определяет их химический состав), то и основные свойства их одинаковы:

стойкость к коррозийным образованиям, включая межкристаллитные;
высокая прочность (при высоких температурных режимах);
жаростойкость/жаропрочность (08х18н10 выдерживает воздействие больше – до 850 °С);
пластичность;
обрабатываемость (хотя есть разница, в отличие от aisi 304, у 08х18н10 матовая поверхность, так как за счёт наличия титана, её при шлифовании не удаётся отполировать до зеркальности);
свариваемость;
экологическая безопасность;
нейтральность по отношению к влиянию многих органических сред, к агрессивному воздействию большинства щелочей, кислот, соляным растворам.

Поэтому 08х18н10 аналог aisi 304 по праву, с несущественными отличиями в свойствах, и может при изготовлении конструкций полностью заменить 304 сталь (без ущерба при эксплуатации).

Использование - aisi 304 гост 08х18н10

Так как по основным свойствам 304 и 321 аналогичны (с очень небольшим отличием своих химических составов, о чём говорит aisi 304 08х18н10 расшифровка), то и сфера их применения одинакова. Их применяют для изготовления конструкций, деталей и частей оборудования в строительстве, машиностроении и химической, нефтехимической отрасли - сварная аппаратура, работающая в средах повышенной агрессивности, теплообменники, муфели, трубы и пр.

При этом есть предпочтения - 08х18н10 целесообразно использовать для производства конструкций, узлов, элементов установок или агрегатов, эксплуатация которых будет проходит в условиях повышенных температур, или при требованиях к повышенной прочности.

08х18н10 и AISI 304 cравнение сталей

Все основные свойства и характеристики сталей находятся в прямой зависимости от химического состава, другими словами - от наличия/отсутствия/процентного содержания введенных в сплав легирующих добавок. И когда выбор перед исполнителями состоит в применении аналога оригинальных сплавов, или сталью по ГОСТу как, например, aisi 304 гост 08х18н10, нужно очень внимательно отнестись к их схожести и различиям. Чтобы при их использовании для производства конструкций или деталей оборудования, не допустить ошибки.

Химический состав aisi 304 и 08х18н10

По своему химическому составу, легирующим добавкам оба рассматриваемых сплава относятся к одному классу - коррозионностойкие, жаропрочные немагнитные стали группы аустенитов. На это указывает тот факт, что в данных сталях в наличии – одинаковое процентное содержание легирующих добавок, влияющих на эти свойства – хром и никель, и небольшой процент углерода.

При этом имеется разница в составе, что влияет на характеристики aisi 304 и 08х18н10, это наличие в сплаве 08х18н10т титана. Причем, его количество даже больше, чем углерода, и во много раз. И этот фактор оказывает большое и важное влияние на свойства.

Расшифровка химического состава основных элементов в сталях aisi 304, 08х18н10

В сталях аналогичное содержание углерода, хрома и никеля.

Медь в AISI 304 – до 1,0 %, в 08Х18Н10Т – до 0,3 %

Титан – в AISI 304 – отсутствует, а в 08Х18Н10Т – от 0,4 % до 0,7 %

Полный химический состав сталей aisi 304 и 08х18н10

Марки

08х18н10

17,0–19,0

9,0–11,0

Остальное

AISI 304

18,0–20,0

8,0–10,5

–

Остальное

Свойства 08х18н10 аналог aisi 304

Титан в сплаве 08х18н10 делает его более прочным по сравнению со сталью 304. Но легирование титаном стали повышает цену конструкций, в которых она используется, а значит, всего строительства. Но востребованность изделий из 08х18н10 не уменьшается.

Выбор между сталью aisi 304 и 08х18н10, прост, так как они практически взаимозаменяемы.

Из одинаковых свойств: оба сплава характеризуются хорошей свариваемостью, с небольшим отличием –титан требует повышения температуры при сварке. Но и способствует медленному выгоранию углерода, повышает стойкость к образованию межкристаллитной коррозии. Сварные швы обеих сталей при сварке не обрабатывают.

Поскольку обе стали немагнитные, они не нуждаются в закалке.

Стали aisi 304 и 08х18н10, за счет сочетания прочности, пластичности и упругости отлично обрабатываются любыми способами (холодным и горячим). Их подвергают отжигу, отпуску, деформированию растяжением, вытяжкой; поддаются волочению, изгибу и ковке.

Основные свойства сталей одинаковы:

коррозионная стойкость;
прочность (даже в условиях высоких температур);
жаропрочность и стойкость к большим температурам (хотя 08х18н10 выдерживает воздействие более высокой температуры, до 850°С);
пластичность и простая обрабатываемость (хотя есть разница, в отличие от aisi 304, у 08х18н10 за счет наличия титана образуется при шлифовании матовая поверхность, зеркальной достичь невозможно);
экологическая безопасность.

Вывод прост – 08х18н10, аналог aisi 304, незначительно отличается от стали 304, и может полностью заменить ее.

Применение нержавеющих сталей 08х18н10 и aisi 304

Так как по основным характеристикам 304 и 321 аналогичны (с малым отличием), то и области их применения одни и те же.

Из них изготавливают конструкции, детали и узлы в строительстве, машиностроении и химической, нефтехимической промышленности. Это сварная аппаратура, устройства, механизмы, эксплуатация которых проходит в условиях повышенной агрессивности – теплообменники, муфели, трубы и пр.

При этом 08х18н10 целесообразно использовать для узлов, деталей агрегатов, аппаратов, которые работают в условиях высоких температур, или с требованиями к повышенной прочности.

Характеристики нержавеющей стали AISI 304

Марка 304 AISI является наиболее универсальной и наиболее широко используемой из всех марок нержавеющих сталей. Её химический состав, механические свойства, свариваемость и сопротивление коррозии/окислению обеспечивает лучший выбор в большинстве Приложений за относительно низкую цену. Эта сталь также имеет превосходные низко-температурные свойства. Если межкристаллическая коррозия происходит в зоне высоких температур, так же рекомендуется ее применение.

Российский аналог 304 AISI по ГОСТ – 08Х18Н10, 304 L AISI – 03Х18Н11.

Область применения

304 AISI используется во всех индустриальных, коммерческих и внутренних областях из-за ее хорошей антикоррозийной и температурной устойчивости. Вот некоторые ее применения:

Резервуары и контейнеры для большого разнообразия жидкостей и сухих веществ;
Промышленное оборудование в горнодобывающей, химической, криогенной, пищевой, молочной и фармацевтических отраслях промышленности.

Дифференциация марки 304 AISI

При производстве стали могут быть заданы следующие особые свойства, что предопределяет ее применение или дальнейшую обработку:

Улучшенная свариваемость;
Глубокая вытяжка, Ротационная вытяжка;
Формовка растяжением;
Повышенная прочность, Нагартовка;
Жаростойкость C, Ti (углерод, титан);
Механическая обработка.

Химический Состав (ASTM A240)

Типичные свойства в отожженном состоянии

Свойства, указанные в этой публикации типичны для производства одного из заводов и не должны быть расценены как гарантируемые минимальные значения для целой спецификации.

Механические свойства при комнатной температуре

Rp m
Предел прочности (при растяжении), N/mm2

Rp0,2
Предел Упругости, (0.2 %), (текучесть), N/mm2

A5
относительное удлинение, %

Твердость по Бринеллю - НВ

Усталостная прочность, N/mm2

При необходимости, прочность аустенитной стали можно повысить следующим образом:

добавлением в сталь азота (напр., 304LN AISI);
формоупрочнением стали на заводе (неоднократной дрессировочной прокаткой; нагартовкой; растяжением; давлением).

Азотированная нержавеющая сталь используется, в частности, в таких обьектах как крупные резервуары, колонны и транспортные контейнеры, в которых более высокая расчетная прочность (Rp0,2) стали позволяет уменьшить толщину стенки и добиться экономии в расходах на материалы.

Другими областями применения аустенитной стали, подвергнутой формоупрочнению, служат, например, различные формовочные плиты для производства транспортных средств, сварные трубы, обручи для кегов, цепи, планки и опорные элементы.

Свойства при высоких температурах

Все эти значения относятся к 304 AISI только. Для 304L AISI значения не приводятся, потому что её прочность заметно уменьшается выше 425°C.

Предел прочности при повышенных температурах

Минимальные величины предела упругости при высокой температуре (деформация в 1% за 10 000 часов)

Rp1,0
1.0% пластичная деформация (текучесть), N/mm2

Максимум, рекомендованных температур обслуживания (температура образования окалины)

Непрерывное воздействие 925°C
прерывистые воздействия 850°C

Свойства в низких температурах (304 AISI, 304L AISI)

Rp0,2
Предел Упругости, (0.2 %), (условный предел текучести), N/mm2

Ударная вязкость, J

Сопротивление коррозии

Примеры приводятся для некоторых кислот и их растворов (наиболее общие значения):

Концентрация, % к массе

Код:
0 = высокая степень защиты - Скорость коррозии менее чем 100 mm/год;
1 = частичная защита - Скорость коррозии от 100m до 1000 mm/год;
2 = non resistant - Скорость коррозии более чем 1000 mm/год.

Сравнение 304-й марки с другими металлами в различных окружающих средах (Скорость коррозии расчитана при 10-летнем подвергании).

Скорость коррозии (mm/год)

Тепловая Обработка

Высокая температура от 1010°C до 1120°C и быстрый отпуск (охлаждение) в воздухе или воде. Лучшее сопротивление коррозии получено, когда отжиг при 1070°C, и быстром охлаждении.

Отпуск (снятие напряжения)

Для 304L AISI - 450-600°C в течение одного часа с небольшим риском сенситизации. Должна использоваться более низкая температура отпуска - 400°C максимум.

Горячая обработка (интервал ковки)

Начальная температура: 1150 - 1260°C.
Конечная температура: 900 - 925°C.

Любая горячая обработка должна сопровождаться отжигом.

Обратите внимание: Время для достижения однородности прогрева дольше для нержавеющих сталей чем для углеродистых сталей - приблизительно в 12 раз.

Холодная Обработка

304 AISI , 304L AISI, являясь чрезвычайно прочной, упругой и пластичной, с легкостью находит множество применений. Типичные действия включают изгиб, формовку растяжением, глубокую и ротационную вытяжку.

В процессе формовки можно использовать те же машины и чаще всего даже те же инструменты как и для углеродистой стали, но здесь требуется на 50-100% больше силы.

Это связано с высокой степенью упрочнения при формовке аустенитной стали, что в некоторых случаях является отрицательным фактором.

Приближенные пределы изгиба получают, когда s=толщина листа и r=радиус изгиба:

Обратное распрямление больше, чем у углеродистой стали, ввиду чего «перегибать следует соответственно больше». При загибе обычного прямого угла на 90° получаем следующие показатели по выправлению:

r = s обратное распрямление ок. 2°;
r = 6·s обратное распрямление ок. 4°;
r = 20·s обратное распрямление ок. 15°.

Для аустенитной нержавеющей стали минимальный рекомендуемый радиус гибки составляет r = 2·s.

Следует заметить, что для ферритной нержавеющей стали рекомендуют следующие минимумы:
s < 6 мм, - мин r = s, 180°;
6 < s < 12мм, - мин r = s, 90°.

Глубокая вытяжка и ротационная вытяжка

При чистой глубокой вытяжке на прессе заготовку не подвергают «торможению», а материалу дают свободно течь в инструментах. На практике такое имеет место очень редко. Например, при вытяжке хозяйственной посуды всегда присутствует также элемент формовки с растяжением.

Материал, подвергаемый глубокой вытяжке, должен быть максимально стабильным, т.е. он должен обладать низкой степенью упрочнения при формовке, а показатель Md 30(N) должен явно быть «на минусе». В отношении нержавеющих столовых приборов применяются обычно те же самые т.н. суб-анализы нержавеющего проката, как и при изготовлений кастрюль методом глубокой вытяжки.

Ротационная вытяжка на токарно-давильном станке, как говорит уже само название, представляет собой процесс формовки с точением. Типичными объектами применения являются ведра и аналогичные конусные изделия симметричного вращения, которые обычно не подвергают полировке.

О формовке с растяжением

В процессе формовки с растяжением заготовку подвергают «торможению» во время вытяжки. Стенки становятся более тонкими и во избежание разрывов для стали желательно предусмотреть свойства повышенного упрочнения при формовке. При выполнении более сложных операций ( например, из заготовки посудомоечного стола вытягивают одновременно по две чаши), показатель Md 30(N) стали должен явно быть «на плюсе».

Читайте также: