Нержавеющая сталь марки AISI 430 – на сегодняшний день наиболее широко применяемая коррозионностойкая ферритная хромистая сталь общего назначения (в соответствии со стандартом ASTM A240), в которой сочетаются:
- высокая прочность и высокие механические свойства;
- высокая коррозионная стойкость, в том числе атмосферная. Коррозионная стойкость обеспечивается высоким содержанием хрома и низким содержанием углерода в стали;
- великолепная обрабатываемость (как хорошая пластическая деформируемость, так и применимость к процессам штамповки, вытяжки, перфорации отверстий в ней и т.п.)
По своим эксплуатационным характеристикам нержавеющая сталь AISI 430 — это улучшенный российский аналог марки стали 08Х17Т, которая, в свою очередь, по ГОСТ 5632-72 «рекомендуется в качестве заменителя стали марок 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т».
Химический состав стали AISI 430
| Состав % | C | Mn | P | S | Si | Cr |
|---|---|---|---|---|---|---|
| по ASTM A240 | 0.12 макс | 1.0 макс. | 0.045 макс. | 0.03 макс. | 1.0 макс. | 16.0-18.0 |
| Типично | менее 0.05 | 0.7 | 0.020 | 0.025 | 0.65 | 17 |
Коррозионная стойкость AISI 430
| Марка стали | NaCl 3.5% (морская вода), T=20˚C | C2H2O4 (щавелевая кислота), 2.5%, T=100˚C | H2SO4 (серная кислота), 5%, T=35˚C | ЦHNO3 (азотная кислота), 30%, T=106˚C | |
|---|---|---|---|---|---|
| 430 | >1,0 мм/год | >1,0 мм/год | >1,0 мм/год | 0,1-1,0 мм/год | |
Характеристика марки стали AISI 430 и области её применения
Общая коррозионная стойкость данной марки стали во многих средах применения сравнима со стойкостью отечественной аустенитной стали 08х17. Помимо этого, в отличие от никельсодержащих аустенитных сталей типа «18Cr-10Ni», ферритные низкоуглеродистые хромистые стали устойчивы так же и в различных серосодержащих средах. В результате, изделия из нержавеющей стали AISI 430, включая, например, проволочные сетки и т.п., могут быть использованы в системах для перекачивания нефти и газа, а также чистых нефтепродуктов, различных углеводородов. Также нержавейка AISI 430 используется в технологических установках газо- и нефтепереработки. Безусловно, при использовании той или иной стали желательно проводить индивидуальные тесты на коррозионную стойкость, определяемую температурой, контактом с другими материалами, нагрузкой и степенью непосредственного контакта с технологическими средами, длительностью непрерывной работы, абразивным воздействием продуктов, агрессивным влиянием моющих и/или дезинфицирующих растворов, а также другими специфическими условиями.
В целом нержавеющую сталь марки AISI 430 позиционируют по химическому составу как непосредственный аналог отечественной марки стали 12Х17. Однако, из-за низкой концентрации углерода в стали обуславливается ненужность ее дополнительной стабилизации титаном, так как реальное содержание углерода на уровне 0,020-0,035% гарантирует отсутствие склонности стали к межкристаллитной коррозии при повышенных температурах (интенсивное карбидообразование в стали 430 начинается лишь при температуре свыше 1000 OС) и, помимо этого, обеспечивает отличную свариваемость. Кроме того, дополнительными преимуществами является тот факт, что в отличие от этих никельсодержащих аустенитных марок, сталь 430 нечувствительна к коррозионному межкристаллитному разрушению в температурном интервале 500-800 OС, а также гораздо менее чувствительна к хлоридному растрескиванию под нагрузкой.
Благодаря низкому коэффициенту термического расширения, сталь оптимально подходит для изделий, испытывающих значительные перепады температур, а высокая теплопроводность определяет преимущества при использовании этой стали в системах теплообмена. Обладая достаточно низкой тепловой инерцией (удельной теплоемкостью), сталь марки 430 при меньших энергозатратах гораздо быстрее прогревается и охлаждается, что позволяет избежать возможного инерционного перегрева).
Ниже мы приводим некоторые сравнительные характеристики сталей марок AISI 430 и 12Х18Н10Т.
| Марка стали |
Удельная тепло-емкость (Дж/г •К) при 20 °С |
Теплопроводность, (Вт/ м •К) при 20 °С |
Коэффициент термического расширения (106 °С-1) усредн. |
Сопротивление коррозионному хлоридному растрескиванию, МПа |
Магнитные свойства |
|---|---|---|---|---|---|
| AISI 430 | 0,44 | 25 | 10 | 350 | Да |
| 12Х18Н10Т | 0,52 | 15 | 17.5 | 140 | Нет |
Сталь AISI 430 широко применяется в следующих промышленных отраслях:
- гражданское машиностроение;
- дизайн и архитектура;
- пищевая промышленность;
- изготовление кухонных приборов, столов, сервировочного инструмента, сливов, моек, барабанов и поддонов для посудомоечных машин, частей стиральных машин, и т.п.;
- автомобилестроение (например, декоративные системы выхлопа и т.п.);
- изготовление различных видов внутренней и наружной фурнитуры;
- оборудование для теплообменников;
- и многие другие.
Использование экономнолегированных безникелевых нержавеющих сталей (т.е. аналогов марки стали 430) в пищевой и перерабатывающей отраслях промышленности регламентировано стандартами, а так же другими нормативными документами.
Основной документ по нержавеющим сталям — ГОСТ 5632, также регламентирует использование хромистых ферритных сталей марок 12Х17 и 08Х17Т в качестве заменителей аустенитных хромоникелевых сталей 12Х18Н9Т и 12Х18Н10Т, в том числе и «для изготовления оборудования пищевой промышленности и предметов домашнего обихода и кухонной утвари».
Нержавейка типа AISI 430 может использоваться для изготовления деталей машин и аппаратов для винодельческой промышленности. Эти марки стали разрешено применять в непосредственном контакте с вином, суслом, коньячным спиртом, продуктами переработки отходов виноделия и прочее. Разрешено применять эти стали (08Х17Т) для изготовления оборудования, используемого в молочной и мясной промышленности при температуре 30-140 OС и т.п.
Сталь марки AISI 430 используется для изготовления технологического оборудования, применяемого на разных этапах пищевого производства (мойка или гигиеническая обработка сырья, продуктов и оборудования, измельчение, разделение и сортировка продукции, смешивание, тепловая обработка, расфасовка и упаковка, транспортировка и т.д.).
Сталь 430 может иметь множество типов поверхностей, среди которых самыми популярными являются: матовая, шлифованная, рифленая и зеркальная. В последнее время, также становится популярен тип поверхности — декоративный, который отличается декоративными свойствами и часто применяется в отделке и декорировании помещений и конструкций.
Стали 400-й серии (в том числе и сталь 430) не только могут быть использованы в качестве заменителей никельсодержащих марок, но и, благодаря превосходству над последними по целому ряду свойств, зачастую оказываются незаменимыми при производстве оборудования пищевой промышленности.
Сталь AISI 430 соответствует санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам (заключение Департамента государственного санитарно-эпидемиологического надзора РФ) и является весьма перспективной для применения в производстве оборудования для различных отраслей пищевой и перерабатывающей промышленности: мясной, масложировой, хлебопекарной, спиртовой, пивобезалкогольной, ликеро-водочной, кондитерской, и многих других. Изделия из этой стали могут быть использованы на технологических этапах пищевого производства, таких как мойка или гигиеническая обработка сырья, продуктов и оборудования; измельчение, разделение и сортировка изготавливаемой продукции; смешивание, тепловая обработка, расфасовка, упаковка и транспортировка. Высокая коррозионная стойкость марки стали AISI 430 обусловлена меньшим содержанием углерода в сочетании с высоким содержанием хрома (16-18%).
Поскольку, в сравнении с аустенитными никельсодержащими марками сталей, хромистые стали обладают низким коэффициентом термического расширения (КТР) и повышенной теплопроводностью, что предопределяет их преимущественное использование и применение в таких теплообменных конструкциях как: охладительные градильни и т.п., низкий коэффициент термического расширения обеспечивает более надежное фиттинговое крепление и обеспечивает быстрый теплообмен в системах охлаждения пищевых резервуаров (системы с охлаждением гликолем, водой, а так же другими охлаждающими средами). Сварные конструкции и трубопроводы из хромистых сталей существенно меньше изменяют размеры при колебаниях температуры, что предопределяет снижение разрушающих усталостных нагрузок при перепадах температуры и позволяет предотвратить возможные утечки из гидравлических соединений.
Сталь AISI 430 великолепно зарекомендовала себя как материал весьма устойчивый в газовых средах, образующихся при сжигании различных видов топлива. Эти среды могут содержать как продукты полного (двуокись углерода, водяной пар, азот и т.п.), так и неполного (оксид углерода, углеводороды, окислы азота, двуокись серы, сероводород и т.д.) сгорания. Так же сталь AISI 430 применяется для изготовления корпусов и труб систем нейтрализации, рециркуляции, улавливания и выхлопа отработавших газов.
Свойства стали AISI 430 при повышенных температурах:
Сталь AISI 430 не упрочняется термообработкой и обладает хорошей стойкостью к образованию окалины вплоть до 850?С, сохраняя при этом свои полезные эксплуатационные механические свойства до высоких температур.
Временное сопротивление при повышенных температурах:
| Температура, °C | 300 | 400 | 500 | 600 |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности, МПа | 450 | 430 | 250 | 145 |
Сталь марки AISI 430 классифицируется как жаростойкая при эксплуатации до температуры 850 °C. Реальные эксплуатационные температуры зависят от условий окружающей среды.
Сварка
Данная марка стали превосходно сваривается любыми известными способами. При условии, если предприняты послесварочные операции протравливания/очистки и пассивации, потеря коррозионных свойств в месте сварки (включая зону термического влияния) не будет иметь место.
Лучшим вариантом является использование дуговой сварки в инертных газах при соблюдении минимального энерговклада в свариваемый шов. Рекомендуется сварка «сверху» (т.е., когда свариваемая поверхность расположена ниже сварочного инструмента). В качестве присадочного материала используют аустенитную проволоку 309L, Cв-07Х25Н13, Св-08Х25Н13БТЮ и т.п. Также можно использовать электроды или присадочные проволоки на основе ферритной хромистой стали марки AISI 430.
Для того, чтобы гарантированно обеспечить адекватную коррозионную стойкость необходимо убрать окалину и цвета побежалости травлением либо механической обработкой щетками из нержавеющей стали и пропассивировать холодным 10-20% раствором азотной кислоты. Обязательна последующая тщательная промывка холодной водой и сушка.
