AISI 304 L

Обозначение по международным стандартам

Международный стандарт	Американский ASTM A240	Европейский ЕN 10088-2	Российский ГОСТ 5632-72
Обозначение марки	AISI 304 L	1.4307	04Х18Н10
		1.4306	03Х18Н11

Применяемые стандарты и одобрения

AMS 5511
ASTM A 240
ASTM A 666
MIL-S-4043

Классификация

сталь коррозионно-стойкая обыкновенная

Применение

• Оборудование для химического машиностроения
• Оборудование для пищевой промышленности
• Трубопроводы и котлы
• Сварные конструкции

AISI 304 L используется там, где компоненты требуют прочной сварки с сопротивлением межкристаллитной коррозии. Эти компоненты могут использоваться без последующей обработки шва, независимо от толщины.

Основные характеристики

• хорошее общее сопротивление коррозии
• очень хорошая защита от МКК
• пригодность к криогенным приложениям
• отличная свариваемость

AISI 304 L имеет более низкое содержание углерода по сравнению с AISI 304, что улучшает ее сопротивление межкристаллитной коррозии в сварных швах и зонах медленного охлаждения.

Химический состав (% к массе)

стандарт	марка	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni
ASTM A240	AISI 304L	≤0,030	≤0,75	≤2,0	≤0,045	≤0,030	18,00 - 20,00	8,00 - 12,00

Механические свойства

AISI 304L	Сопротивление на разрыв (σв), Н/мм²	Предел текучести (σ0,2), Н/мм²	Предел текучести (σ1,0), Н/мм²	Относительное удлинение (σ), %	Твердость по Бринеллю (HB)	Твердость по Роквеллу (HRB)
В соответствии с EN 10088-2	≥500	≥200	≥240	≥45	-	-
В соответствии с ASTM A 240	≥485	≥170	-	≥40	183	85

Механические свойства при высоких температурах

Физические свойства

Физические свойства	Условные обозначения	Единица измерения	Температура	Значение
Плотность	d	-	4°C	7.93
Температура плавления		°C		1420
Удельная теплоемкость	c	J/kg.K	20°C	500
Тепловое расширение	k	W/m.K	20°C	15
Средний коэффициент теплового расширения	α	10-6.K-1	20-100°C 20-200°C 20-400°C	16.0 16.5 17.5
Электрическое удельное сопротивление	ρ	Ωmm2/m	20°C	0.73
Магнитная проницаемость	μ	в 0,8 kA/m	20°C	1.015
Модуль упругости	E	MPa x 103	20°C	200

Сопротивление коррозии

AISI 304 Lимеет хорошее общее сопротивление влажной коррозии и особенно рекомендована там, где есть риск межкристаллитной коррозии.

AISI 304 Lимеет хорошую устойчивость к большинству пищевых продуктов и многочисленным химическим средам:

• разбавленные щелочные растворы в температуре окружающей среды,
• разбавленные органические кислоты в температуре окружающей среды,
• нейтральные или щелочные соляные растворы без галоидного соединения,
• большинство органических сред.

Кислотные среды

Cплавы AISI 304 и AISI 304 L устойчивы к умеренно агрессивным органическим кислотам, например, уксусной и растворам фосфорной кислоты. Однако в более агрессивных средах типа кипящих растворов соляной или серной кислот сплавы теряют коррозионностойкость.

Кипящая 50-процентная каустика (щелочь) - также слишком агрессивная среда для этих сплавов.

Устойчивость к коррозии в кипящих химикалиях

Кипящая среда	Состояние металла	Скорость коррозии (мм/год)
20%-ая уксусная кислота	Обычный металл Сваренный	<0.01 <0.01
45%-ая муравьиная кислота	Обычный металл Сваренный	0.4 0.5
10%-ая сульфаминовая кислота	Обычный металл Сваренный	1.3 1.4
1%-ая соляная кислота	Обычный металл Сваренный	2.2 3.6
20%-ая фосфорная кислота	Обычный металл Сваренный	- -
65%-ая азотная кислота	Обычный металл Сваренный	0.2 0.2
10%-ая серная кислота	Обычный металл Сваренный	16.8 22.3
50%-ая гидроокись натрия	Обычный металл Сваренный	1.8 2.2

Межкристаллитная коррозия

Причиной незащищенности аустенитных нержавеющих сталей в диапазоне температур 425°C - 820°C является осаждение карбидов хрома на границах зерен. Такие стали "сенсибилизируются" и становятся подверженными межкристаллитной коррозии в агрессивных окружающих средах.

Именно поэтому сталь AISI 304L с низким содержанием углерода предпочтительна для изделий, в которых материал после сварки подвергается воздействию агрессивных сред. «Низкий углерод» увеличивает время, необходимое для осаждения «вредных» карбидов хрома, но не прекращает реакцию их осаждения на длительное время в данном диапазоне температур.

Тест на МКК (Межкристаллитную коррозию)

ASTM A 262 Оценочные испытания	Состояние металла	Скорость коррозии (мм/год)
Practice B (Метод B) (гептагидрат сульфата железа - Серная кислота)	Обычный	0.5
	Сваренный	0.5
Practice E (Метод E) (пентагидрат сульфата меди - Серная кислота)	Обычный	Без трещин
	Сваренный	Без трещин
Practice A (Метод A) (Травление щавелевой кислотой)	Обычный	Ступенчатая структура
	Сваренный	Ступенчатая структура

Растрескивание (Крекинговая Коррозия) под напряжением

Из всех аустенитных нержавеющих сталей марки AISI 302, AISI 304, AISI 304L наиболее восприимчивы к коррозионному растрескиванию (SCC) при подвергании напряжению в галоидных соединениях благодаря относительно низкому содержанию в них никеля.

Причины SCC:

• присутствие ионов галоидного соединения (вообще хлоридов),
• остаточные напряжения при растяжении,
• температуры свыше 50°C.

Напряжения могут возникнуть из-за деформации сплава в холодном состоянии во время формования, или ротационной вытяжки, или в процессе сварки, из-за возникновения напряжения от смены тепловых циклов. Уровни напряжения могут быть снижены путем отжига или термической обработки после деформации в холодном состоянии.

Сварка

• Сталь легко свариваемая.
• После сварки термическая обработка не требуется.
• Сварные швы должны быть механически или химически очищены от окалины, затем пассивированы.

Формовка

AISI 304L, являясь чрезвычайно прочной, упругой и пластичной, с легкостью находит множество применений. Типичные действия включают изгиб, формирование контура, волочение, ротационную вытяжку и т.д. В процессе формовки можно использовать те же машины и, чаще всего, те же инструменты, что 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.

число Эриксена характеристика обрабатываемости листового металла давлением	LDR предельный коэффициент вытяжки
11.5 (мм)	2.00-2.05 (мм)

Свойства стали по гибкости аналогичны AISI 304

Обработка

Отжиг

Диапазон температуры отжига 1050°C ± 25°C сопровождается последующим быстрым охлаждением на воздухе или в воде. После отжига необходимо травление и пассивирование.

Отпуск

Для AISI 304L - 450-600 °C в течение одного часа с небольшим риском сенситизации.

Травление (очистка поверхности)

• Смесь азотной кислоты и фтористоводородной/плавиковой кислоты (10 % HNO₃ + 2% HF) при комнатной температуре или 60°C
• Серно-азотная кислотная смесь (10 % H₂SO₄ + 0.5 % HNO₃) при 60°C
• Паста для очистки от окалины в зоне сварки

Пассивация

• 20-25 % раствор HNO₃ при 20°C
• Пассивирующие пасты для зоны сварки