Взаимозаменяемость нержавеющих сталей

Характеристика стали 12х18н10т

Материал	Документ	Заменитель 1	Заменитель 2	Заменитель 3
Сталь 12Х18Н10Т	ГОСТ 5632-72	Сталь 08Х18Г8Н2Т	Сталь 10Х14Г14Н4Т	Сталь 12Х18Н9Т

Плотность	7630 кг/м.куб.
Назначение	детали, работающие до 600 °С. Сварные аппараты и сосуды, работающие в разбавленных растворах азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворах щелочей и солей и другие детали, работающие под давлением при температуре от —196 до +600 °С, а при наличии агрессивных сред до +350 °С.; сталь аустенитного класса
Модуль упругости	E=220000 МПа
Модуль сдвига	G=77000 МПа
Свариваемость	Сваривается без ограничений
KVmet	0.600
Xmat	0.100
Температура ковки	Начала 1200, конца 850. Сечения до 350 мм охлаждаются на воздухе.
Химический состав	Кремний:0.8,Марганец:2.0,Медь:0.30,Никель:9.0-11.0, Сера:0.020,Углерод:0.12,Фосфор:0.035, Хром:17.0-19.0,Титан:0.6-0.8,

Механические характеристики стали 12Х18Н10Т
Состояние	Сигма-В, МПа	Сигма-Т, МПа	Кси, %	Дельта, %	НВ	Доп.
закалка 1050гр(возд/масло)	510	196	35	40	179
закалка 1075гр(возд/вода)	530	236	н/д	38	н/д
Закалка 1050 - 1080 C,Охлаждение вода	530	205		40
	880-1100			10
	549			35
	529			40

А2, А4 — Характеристика крепежных изделий из нержавеющих сталей

Нержавеющие стали А2, А4: структура, механические свойства, химический состав. Крепеж из стали А2, А4 (нержавеющие болты, винты, гайки, шайбы, шпильки и т. д. ): механические свойства, значения моментов затяжки и усилий предварительной затяжки.

Аустенитные стали содержат 15-26% хрома и 5-25% никеля, которые увеличивают сопротивление коррозии и практически не магнитны.

Именно аустенитные хромникелевые стали обнаруживают особенно хорошие сочетание обрабатываемости, механических свойств и коррозионной стойкости. Эта группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа.

Стали аустенитной группы обозначаются начальной буквой «A» с дополнительным номером, который указывает на химический состав и применяемость в пределах этой группы:

Аустенитная структура

Группа стали	Номер материала	Краткое обозначение	Номер по AISI
А1	1.4305	X 10 CrNiS 18-9	AISI 303
А2	1.4301 / 1.4303	X 5 CrNi 18-10 / X 4 CrNi 18-12	AISI 304 / AISI 305
А3	1.4541	X 6 CrNiTi 18-10	AISI 321
А4	1.4401 / 1.4404	X 5 CrNiMo 18-10 / X 2 CrNiMo 18-10	AISI 316 / AISI 316 L
А5	1.4571	X 6 CrNiMoTi 17-12-2	AISI 316 TI

Сталь A2 (AISI 304 = 1.4301 = 08Х18Н10) — нетоксичная, немагнитная, незакали-ваемая, 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).

Крепеж и изделия из стали A2 подходят для использования в общестроительных работах (например, при монтаже вентилируемых фасадов, витражных конструкций из алюминия), при изготовлении ограждений, насосной техники, приборостроения из нерж. стали для нефтегазодобывающей, пищевой, химической промышленности, в судостроении. Сохраняет прочностные свойства при нагреве до 425oС, а при низких температурах до -200oС.

Сталь A4 (AISI 316 = 1.4401 = 10Х17Н13М2) — отличается от стали А2 добавлением 2-3% молибдена. Это значительно увеличивает ее способность сопротивляться коррозии и воздействию кислот. Сталь А4 имеет более высокие антимагнитные характеристики и абсолютно не магнитна. Ближайшие аналоги — 10Х17Н13М12 ГОСТ 5632, AISI 316 и AISI 316L (с низким содержанием углерода).

Крепеж и такелажные изделия из стали A4 рекомендуются для использования в судостроении. Крепеж и изделия из стали A4 подходят для использования в кислотах и средах содержащих хлор (например, в бассейнах и соленой воде). Может использоваться при температурах от -60 до 450°С.

Классы прочности

Все аустенитные стали (от «А1» до «А5») подразделяются на три класса прочности независимо от марки. Наименьшую прочность имеют стали в отожженном состоянии (класс прочности 50).

Поскольку аустенитные стали не упрочняются закалкой, наибольшую прочность они имеют в холоднодеформированном состоянии (классы прочности 70 и 80). Наиболее широко используется крепеж из сталей А2-70 и А4-80.

Основные механические свойства аустенитных сталей:

Тип по DIN		A2		A4
Тип по ASTM (AISI)		304	304L	316	316L
Удельный вес (гр/см)		7.95	7.95	7.95	7.95
Механические свойства при комнатной температуре (20°С)
Твердость по Бринеллю - НВ	В отожжённом состоянии	130-150	125-145	130-185	120-170
Твердость по Роквеллу - HRB/HRC		70-88	70-85	70-85	70-85
Предел прочности при растяжении, H/мм²		500-700	500-680	540-690	520-670
Предел прочности при растяжении, H/мм2		195-340	175-300	205-410	195-370
Относительное удлинение		65-50	65-50	60-40	60-40
Ударная вязкость	KCUL (Дж/см²)	160	160	160	160
Ударная вязкость	KVL (Дж/см²)	180	180	180	180
Механические свойства при нагревании
Предел текучести при растяжении, H/мм2	при 300°C	125	115	140	138
	при 400°C	97	98	125	115
	при 500°C	93	88	105	95

Основные механические свойства болтов из сталей А2, А4 различных классов прочности:

Группа стали	Марка стали	Класс прочности стали	Диапазон диаметров, мм	Механические свойства болтов
Группа стали	Марка стали	Класс прочности стали	Диапазон диаметров, мм	предел прочности на разрыв Q min, H/мм²	предел текучести при растяжении Q min, H/мм²	удлинение пр иразрыве min, мм
аустинитная	A2, A4	50	≤ M39	500	210	0.6 d
		70	≤ M24	700	450	0.4 d
		80	≤ M24	800	600	0.3 d

Химический состав нержавеющей стали:

Класс стали	Группа	Химический состав (мас.%) 1) Выдержка из DIN EN ISO 3506
Класс стали	Группа	C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	Ni	Cu	Примечание
Аустенитная	A1	0,12	1	6,5	0,200	0,15 bis 0,35	16 bis 19	0,7	5 bis 10	1,75 bis 2,25	²), ³), ⁴)
	A2	0,10	1	2	0,050	0,03	15 bis 20	⁵)	8 до 19	4	⁶), ⁷), ⁸)
	A3	0,08	1	2	0,045	0,03	17 bis 19	⁵)	9 до 12	1	⁶), ⁸)
	A4	0,08	1	2	0,045	0,03	16 bis 18,5	2 bis 3	10,5 до 14	1	¹⁰), ⁸)
	A5	0,08	1	2	0,045	0,03	16 bis 18,5	2 bis 3	10,5 до 14	1	⁸), ¹⁰)

1) Максимальные значения, если не были указаны другие значения.
2) Серу можно заменять селеном.
3) Если массовая доля никеля ниже 8%, то массовая доля марганца должна составлять минимум 5%.
4) Для массовой доли меди нет минимального предела, если массовая доля никеля составляет больше 8%.
5) Молибден допускается по усмотрению изготовителя. Если для определенных случаев применения необходимо ограничение содержания молибдена, это должно быть указано клиентом.
6) Молибден также допускается по усмотрению изготовителя.
7) Если массовая доля хрома ниже 17%, то массовая доля никеля должна составлять минимум 12%.
8) В аустенитной стали с массовой долей углерода максимум 0.03% азот должен составлять максимум 0.22%
9) Для стабилизации должен содержаться титан ≤ 5xC максимум до 0.8% и быть обозначен в соответсвиии с этой таблицей или ниобий и/или тантал ≤ 10xC до максимум 1% и быть обозначен в соответствии с этой таблицей.

Аустенитные хромоникелевые стали обнаруживают особенно хорошее сочетание обрабатываемости, механических свойсв и коррозионной стойкости. Поэтому они рекомендованы для множества применений и являются самой значительной группой нержавеющих сталей. Важнейшим свойством этой группы сталей является высокая коррозионная стойкость, повышающаяся с ростом содержания легирующих, особенно хрома и молибдена.