AISI 304 и 430 отличия

Содержание

1. Химический состав
2. Аналоги
3. Коррозионная стойкость
4. Свойства
5. Область применения

По умолчанию имеет нержавеющая сталь AISI 304 и 430 отличия в себестоимости производства металла, характеристик и области использования, соответственно. Оба конструкционных материала обладают коррозионной стойкостью. Сталь 400 серии более дешевая, но эксплуатируется в менее агрессивных средах. Нержавейка 300 серии дороже из-за содержащегося в ней никеля, зато и более устойчива к коррозии межкристаллитного и точечного типа.

Высокие у сталей AISI 430 304 характеристики механического типа позволяют обрабатывать их с минимальными трудозатратами. Ограничений по свариваемости не существует, магнитные свойства полностью отсутствуют. Ферритная 430 сталь чаще используется для трубопроводов общего назначения, а приборостроении и автомобилестроении. Аустенитная 304 сталь применяется в медицине, пищевой, химической промышленности.

Химический состав

Обусловлены у сталей AISI 304 и 430 отличия составом и количеством полезных добавок – легирующих химических элементов:

По общепринятой классификации нержавеющими автоматически становятся стали, содержащие более 12,5% хрома. Однако не ржавеют они при этом лишь под дождем без нагрева, в отсутствие серьезных нагрузок, и при крайне низкой степени агрессивности среды.

Для дальнейшего увеличения коррозионной стойкости требуется увеличить процент хрома и/или ввести в состав стали дополнительные легирующие добавки. Все они делятся на две категории – пассиваторы, повышающие электродный потенциал стали, и катодные добавки, увеличивающие потенциал твердого раствора металла.

В 430 сталь добавлено до 18% хрома, а в 304 стали его, чуть меньше, зато дополнительно присутствует 10% никеля, и снижено содержание углерода. Катодных добавок – палладиевых и платиновых металлов – эти марки сталей не содержат.

Оба сплава принадлежат к группам коррозионно-стойких и жаростойких сталей. То есть, они по умолчанию устойчивы к электрохимической, солевой, кислотной, щелочной, почвенной и атмосферной коррозии, и уверенно работают при температурах ниже +550°С в газовых средах в слабо нагруженном состоянии без образования окалины.

При этом имеют нержавейка AISI 304 и AISI 430 отличие в содержании никеля. Этот химический элемент увеличивает устойчивость к межкристаллитной коррозии. Поэтому для 304 стали она не страшна, а 430 сталь от нее защиты не имеет.

Аналоги

В обозначении по американскому стандарту сталь AISI 430 и 304 сравнение выполнить сложно. Ближайшими аналогами указанных нержавеющих сталей в стандартах разных государств являются:

Таким образом, абсолютно неинформативными являются шифрованные обозначения Соединенных Штатов, Чехии, Японии и Великобритании. В маркировке всех остальных стран сразу же указано соотношение важных компонентов стали.

То есть, в Европе и РФ специалисты изначально видят в марке стали процентное содержание легирующих добавок. И могут оценить их влияние на химические, физические, механические, технологические и эксплуатационные свойства конструкционного материала.

В Америке и Японии принят иной подход к проблеме. Сравнивая сталь AISI 304 и 430 что лучше для конкретных эксплуатационных условий, специалисты используют другой алгоритм:

·         три цифры без буквенного обозначения указывают на принадлежность стали к категории нержавеек;

·         тройка относит нержавеющую сталь к аустенитному классу, а четверка к ферритному;

·         последние две цифры определяют положение сплава внутри своего класса.

В данном случае аналоги сталей 304 и 430 имеются во всех иностранных стандартах, так как они являются наиболее востребованными в своих классах.

Коррозионная стойкость

Бюджетным легирующим компонентом нержавеющих сталей является хром. Высокий процент содержания углерода 0,12% в стали 430 может привести к избыточному образованию карбидов хрома, которые, с одной стороны, снижают насыщенность стали углеродом, с другой стороны, связывают молекулы хрома, необходимые для образования на поверхности металла защитной оксидной пленки хрома с кислородом.

Поэтому в стали 430 увеличено содержание хрома до 17%, чтобы в структуре металла его всегда находилось около 12% в несвязанном состоянии. Однако при резком охлаждении или интенсивном нагреве на границах зерен феррита происходит обеднение хромом. В агрессивных средах может происходить межкристаллитная коррозия.

Интенсивный нагрев наблюдается во время сварочных работ. Поэтому после сварки швы стали 430 дополнительно подвергаются обработке методом пассивирования.

Никель стоит дороже хрома, поскольку является стратегическим сырьем. Однако по степени значимости легирующих элементов никель стоит на втором месте после недорогого и доступного хрома. Никелем улучшают свариваемость, пластичность и механическую прочность металла.

Простейшим способом, как отличить AISI 304 от AISI 430 в бытовых условиях, является магнит. Пищевая сталь 304 магнитными свойствами не обладает. А в стали 430 слишком много железа, и ферритная структура, поэтому магнит на нее прилипает.

Определить для конкретного проекта – AISI 40 или 304 что лучше – можно лишь с учетом характеристик рабочей и внешней среды, температурного диапазона, давления, прочих эксплуатационных условий. В своих классах (аустенитных и ферритных нержавеющих сталей) AISI 304 430 являются несомненными лидерами.

Свойства

Изначально марка стали AISI 304 и 430 обладают не одинаковыми свойствами.

По умолчанию нержавеющая сталь AISI 430 считается «обладающей увеличенной устойчивостью в химически активных средах к образованию коррозии». Наличие в составе хрома обеспечивает способность металла к пассивации. Однако очень важно выбирать надлежащие условия эксплуатации для сохранения устойчивости этого пассивного состояния.

По умолчанию пищевая нержавеющая сталь AISI 304 430 марку стали превосходит по нескольким параметрам. Хромоникелевые стали обладают высокими технологическими свойствами:

·         повышенное сопротивление ползучести;

·         увеличенная обрабатываемость;

·         высокий порог окалиностойкости +800°С … +900°С.

Поэтому пищевая нержавеющая сталь 304 легко полируется, что облегчает уборку и соблюдение максимально высоких гигиенических требований в пищевом производстве и медицине.

Хромоникелевая коррозионно-стойкая жаропрочная сталь AISI 304 склонна к точечной коррозии. Эта болезнь присуща всей 300 серии аустенитных нержавеек по классификации американского стандарта. Недорогую ферритную сталь AISI 430 так же часто эксплуатируют при высоких температурах, о никогда при повышенном давлении.

Область применения

Используется нержавеющая сталь AISI 430 и 304 в разных областях народного хозяйства и в смежных отраслях промышленности.

С учетом химического состава (17% хрома без никеля и прочих присадок) сталь 430 используется для изготовления трубного проката и листового сортамента. Допускается штамповка и прокатка после предварительного отжига. Для малогабаритных деталей, к которым относится большинство трубопроводных фитингов DN 10 – 150 мм, допускаются любые виды механической и термической обработки.

Из-за коррозионного растрескивания во влажном сероводороде, перекиси водорода, хлористом натрии и морской воде в указанных рабочих средах стали 430 не используются, ни при каких обстоятельствах.

При длительном или повторном нагреве в диапазоне температур +500°С … +800°С сталь AISI 304 430 резко возрастает склонность хромистых и хромоникелевых сплавов к межкристаллитной коррозии. Поэтому вместо AISI 304 с содержанием углерода 0,08% в подобных эксплуатационных условиях применяется сталь 304L с низким содержанием углерода 0,03% либо 304Ti с добавлением тугоплавкого титана.

Таким образом, нержавейка AISI 430 чаще всего применяется для изготовления:

·         крупногабаритного торгового оборудования;

·         медицинских и пищевых автоклавов;

·         деталей индукционных печей;

·         фитингов автомобильной промышленности;

·         элементов фармакологических трубопроводов и производств;

·         пищевых котлов и холодильников;

·         рециркуляционных и выхлопных систем;

·         трубопроводов с солевыми растворами, кислотами.

Коррозионно-стойкая хладостойкая жаростойкая аустенитная сталь AISI 304 используется практически во всех отраслях промышленности. Изделия из этой нержавейки обходятся дороже, но служат более 100 лет.