Нержавеющая сталь определяется как группа коррозионно-стойкие железо-хромовые сплавы (сплавы Fe-Cr), содержащие не менее 10,5% Cr. Хром образует пассивный оксидный слой, который защищает основной металл от коррозии.
Всеобъемлющая классификация литых сплавов из нержавеющей стали с подробным описанием таких типов, как аустенитные, ферритные, мартенситные, дуплексные, закалочные и жаропрочные стали, а также их соответствующие обозначения сплавов.
В этом руководстве перечислены шесть основных типов и 43 общих класса Нержавеющая сталь, имеющая отношение к литейной промышленности, с подробным описанием ее типичного состава, механических и коррозионных свойств, а также основных областей применения литья. Перечисленные марки относятся к общим промышленным стандартам для стальных отливок, включая ASTM A743/A744/A890 (США), EN 10283 (Европа), и GB/T (Китай). Литые марки часто имеют измененный состав по сравнению с их деформируемыми аналогами для оптимизации литья, свариваемости и коррозионной стойкости за счет контроля таких элементов, как углерод, кремний и дельта-феррит.
Аустенитные нержавеющие стали (серия CF)
Аустенитные нержавеющие стали - наиболее широко используемая группа, характеризующаяся гранецентрированной кубической (FCC) кристаллической структурой. Они немагнитный, обладают отличными свариваемость, высокой пластичностью и выдающейся общей коррозионной стойкостью. При литье содержание $\delta$-феррита должно тщательно контролироваться (обычно 3%-30%) для предотвращения горячего разрыва и улучшения свариваемости.
| Класс | Типовой состав | Свойства | Типичные области применения литья |
| 201 | Низкое содержание Ni (~4-5,5% Ni), высокое содержание Mn (5,5-7,5% Mn), 16-18% Cr | Высокая скорость упрочнения; хорошая коррозионная стойкость для мягких сред. | Оборудование для пищевой промышленности, конструктивные элементы в мягких средах. |
| 202 | Низкое содержание Ni (~4-6% Ni), высокое содержание Mn (7,5-10% Mn), 17-19% Cr | Аналогична 201, но обладает несколько меньшей пластичностью; умеренная коррозионная стойкость. | Архитектурная отделка, некритичные технологические компоненты. |
| 301 | ~17% Cr, 7% Ni, 0.15% C макс. | Высокая прочность при холодной обработке; хорошая коррозионная стойкость. | Структурные элементы, применение пружин. |
| 302 | ~18% Cr, 8% Ni, 0.15% C макс. | Марка общего назначения; хорошая пластичность и коррозионная стойкость. | Крышки, корпуса, фитинги общего назначения. |
| 303 | ~18% Cr, 8% Ni, добавлены S/Se | Повышенная обрабатываемость за счет серы/селена; снижение коррозии и свариваемости. | Резьбовые соединители, детали, требующие тщательной обработки. |
| 304 / CF8 | ~18-20% Cr, 8-11% Ni, 0.08% C max | Отличная общая коррозионная стойкость; высокая пластичность и свариваемость; подвержена выпадению карбидов при температуре 425-870 градусов Цельсия. | Корпуса насосов, корпуса клапанов, трубопроводная арматура, фланцы. |
| 304L / CF3 | ~18-20% Cr, 8-12% Ni, 0,03% C макс. | Пониженное содержание углерода минимизирует сенсибилизацию и межкристаллитную коррозию; отличная свариваемость без послесварочной термообработки (PWHT). | Сварные компоненты, оборудование для химической обработки, криогенная техника. |
| 316 / CF8M | ~16-18% Cr, 10-14% Ni, 2-3% Mo, 0.08% C макс. | Добавка молибдена обеспечивает превосходную стойкость к точечной и щелевой коррозии, особенно в хлоридах. | Морское оборудование, клапаны и насосы для химической/целлюлозной/бумажной промышленности. |
| 316L / CF3M | ~16-18% Cr, 10-14% Ni, 2-3% Mo, 0,03% C макс. | Низкий уровень углерода с добавлением Mo повышает устойчивость к точечной коррозии и превосходную коррозионную стойкость после сварки. | Оборудование для пищевой промышленности, фармацевтические реакторы, агрессивные химические среды. |
| 316Ti | ~17% Cr, 12% Ni, 2.5% Mo, стабилизированный Ti | Добавка титана стабилизирует углерод, повышая высокотемпературную прочность и устойчивость к сенсибилизации. | Компоненты, работающие при повышенных температурах (до 550 градусов Цельсия). |
| 321 | ~17% Cr, 10.5% Ni, стабилизированный Ti | Титан стабилизирует углерод, предотвращая межкристаллитную коррозию после воздействия температуры 425-870 градусов Цельсия. | Авиационные детали, выхлопные коллекторы, компоненты, подвергающиеся термоциклированию. |
| 347 | ~18% Cr, 11% Ni, стабилизированный Nb/Ta | Стабилизация ниобием/танталом для повышения стойкости к межкристаллитной коррозии в диапазоне сенсибилизации. | Детали высокотемпературных сосудов под давлением, теплообменники. |
| 904L (литой экв.) | ~20% Cr, 25% Ni, 4.5% Mo, низкий уровень C, 1.5% Cu | Очень высокая стойкость к серной кислоте и коррозионному растрескиванию под действием хлоридов; полностью аустенитная. | Оборудование для морской воды, скрубберы для борьбы с загрязнением. |
| CF8C | ~19% Cr, 10% Ni, стабилизированный Nb/Ta | Стабилизация ниобием/танталом, аналогичная 347, для литых деталей, требующих высокотемпературной прочности и коррозионной стойкости после сварки. | Паровые клапаны высокого давления, энергетическое оборудование. |
Ферритные нержавеющие стали (серия CB / CC)
Ферритные нержавеющие стали содержат большое количество хрома и малое или нулевое количество никеля, что придает им магнитный структура. Они обладают хорошей устойчивостью к коррозионному растрескиванию под напряжением и окислению при повышенных температурах. Как правило, они менее прочные и менее свариваемые, чем аустенитные.
| Класс | Типовой состав | Свойства | Типичные области применения литья |
| 405 | 11,5-13,5% Cr, $0,2\% \text{Al}$, низкий C | Алюминий снижает твердость; хорошая свариваемость; умеренная коррозионная стойкость. | Детали печей, ящики для отжига. |
| 409 / CB30 / CC50 | 11.5-13% Cr, Ti/Nb стабилизированный, низкий уровень C | Хорошая устойчивость к окислению; подходит для высоких температур; слабая коррозионная стойкость. | Автомобильные выхлопные системы, теплообменники. |
| 410L | 11.5-13.5% Cr, низкий C | Более низкая прочность, чем у 410; хорошая пластичность и формуемость; устойчива к слабой атмосферной коррозии. | Конструктивные элементы в мягких условиях. |
| 430 (литой экв.) | 16-18% Cr, низкое содержание Ni | Хорошая пластичность и стойкость к азотной кислоте; умеренная коррозионная и жаростойкость. | Декоративная отделка, некритичные детали в химических процессах. |
| 434 (литые экв.) | 16-18% Cr, 1% Mo | Молибден повышает стойкость к точечной коррозии; хорошая жаропрочность. | Автомобильная отделка, бытовая техника, баки для горячей воды. |
| 436-444 (литой экв. диапазон) | 16-26% Cr, Mo/Nb/Ti (более высокий уровень Cr, Mo для лучшей коррозии) | Отличная стойкость к точечной и щелевой коррозии; высокая температурная прочность и стойкость к окислению. | Высокотемпературные сгорающие детали, более агрессивные водные среды. |
Мартенситные нержавеющие стали (Серия CA)
Мартенситные нержавеющие стали упрочняемый термической обработкой (закалка и отпуск) для достижения высокой прочности, твердости и износостойкости. Они магнитны и обычно имеют более низкое содержание хрома, чем ферритные сорта, что приводит к снижению общей коррозионной стойкости.
| Класс | Типовой состав | Свойства | Типичные области применения литья |
| CA15 (около 410) | 11,5-14% Cr, max 1,0% Ni, 0,15% C max | Закалка до высокой прочности; умеренная коррозионная стойкость; хорошая стойкость к истиранию. | Отделка клапанов, рабочие колеса насосов, лопатки паровых турбин. |
| CA6NM (13Cr-4Ni) | 11,5-14% Cr, 3,5-4,5% Ni, низкий уровень C, 0,5-1,0% Mo | Отличное сочетание высокой прочности, вязкости и хорошей свариваемости; устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением. | Рабочие колеса турбин гидроэлектростанций, клапаны высокого давления. |
| CA40 (около 420) | 11,5-14% Cr, 0,20-0,40% C | Более высокий уровень углерода, чем у CA15, обеспечивает более высокую твердость и износостойкость; требует отпуска после литья/сварки. | Износостойкие детали клапанов, ножевые лезвия. |
| 410 | 11,5-13,5% Cr, 0,15% C макс. | Основная термообрабатываемая марка; хорошая пластичность; умеренная коррозионная стойкость. | Крепеж, механические детали общего назначения. |
| 416 | 12-14% Cr, S/Se добавлено | Версия для свободной обработки; пониженная коррозионная стойкость и свариваемость. | Детали, требующие больших объемов обработки (например, валы). |
| 420 | 12-14% Cr, 0.15% C мин. | Более высокий уровень углерода для повышения твердости и прочности; требует соответствующей термической обработки. | Хирургические инструменты, лезвия ножниц, изнашиваемые пластины. |
| 431 | 15-17% Cr, 1.25-2.5% Ni | Хорошая коррозионная стойкость и высокая прочность; менее закаливаема, чем 420. | Валы, болты, шпиндели клапанов. |
| 440A | 16-18% Cr, 0.60-0.75% C | Высокое содержание углерода обеспечивает высокую твердость и износостойкость. | Столовые приборы, подшипники, быстроизнашивающиеся детали. |
| 440B | 16-18% Cr, 0,75-0,95% C | Немного больше углерода, чем в 440A, для повышения твердости. | Подшипники, насадки, пресс-формы. |
| 440C | 16-18% Cr, 0,95-1,20% C | Наибольшее содержание углерода для максимальной твердости и сохранения кромки; меньшая ударная прочность. | Подшипники, ролики, седла клапанов. |
Дуплексные нержавеющие стали (серия CD / ASTM A890)
Дуплексные нержавеющие стали имеют микроструктуру, содержащую примерно равные части аустенит и феррит (двухфазная). Такая структура обеспечивает исключительное сочетание высокой прочности, хорошей вязкости и превосходная устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением, точечной и щелевой коррозии по сравнению со стандартными аустенитными сортами. Отливки требуют тщательного контроля баланса Cr, Ni, Mo для обеспечения правильного соотношения фаз.
| Класс | Типовой состав | Свойства | Типичные области применения литья |
| CD3MN (2205) | ~22% Cr, 5.5% Ni, 3% Mo, низкое содержание C, 0.15% N | Высокая прочность и отличная стойкость к хлоридному питтингу; хорошая свариваемость с соответствующим присадочным материалом. | Насосы для химических процессов, нефте- и газопроводы, сосуды под давлением. |
| CD4MCu | ~25,5% Cr, 5,5% Ni, 2,7% Mo, 3,0% Cu, низкий уровень C, 0,15% N | Повышенное содержание Cr и Cu улучшает устойчивость к серной кислоте и неокисляющим кислотам; высокая прочность. | Шламовые насосы, компоненты для обработки кислот. |
| CD7MCuN / CE3MN (2507-класс) | ~25% Cr, 7% Ni, 4% Mo, 0.25% N, 0.8% Cu | Супердуплекс Марка с очень высокой прочностью и устойчивостью к агрессивным средам (высокий PREN). | Морская добыча нефти и газа, опреснительные установки. |
| 2304 (литой экв.) | ~23% Cr, 4% Ni, низкий уровень Mo/N | Экономный дуплекс хорошая общая коррозионная стойкость; высокое соотношение прочности и веса; хорошая свариваемость. | Общая инфраструктура, водоподготовка. |
| S32101 (LDX 2101) | ~21% Cr, 1.5% Ni, низкий уровень Mo/N, 5% Mn | Дуплекс с бережливой отделкойЭкономичная альтернатива 304(L); хорошая прочность и умеренная коррозионная стойкость. | Водопроводные системы, конструктивное применение в мягких условиях. |
| S32760 | ~25% Cr, 7% Ni, 3.6% Mo, 0,25% N, 0,8% Cu, 0,7% W | Гипердуплекс исключительная стойкость к точечной и щелевой коррозии; очень высокая прочность. | Системы морской воды, глубокие скважины для нефти и газа. |
Нержавеющие стали с осадкой (серия PH / CB)
Нержавеющие стали, упрочненные осаждением (PH), достигают очень высокой прочности и твердости благодаря Обработка при низкотемпературном старении после отжига в растворе. Это позволяет отливать детали, обрабатывать их в более мягком состоянии, а затем закаливать с минимальными искажениями.
| Класс | Типовой состав | Свойства | Типичные области применения литья |
| CB7Cu-1 (17-4PH) | 15-17% Cr, 3-5% Ni, 3-5% Cu | Высокая прочность и твердость (различные условия H); хорошая вязкость и коррозионная стойкость. | Авиационная арматура, клапаны высокого давления, детали для нефтяных месторождений. |
| CB7Cu-2 (15-5PH) | 14-16% Cr, 3,5-5,5% Ni, 2,5-4,5% Cu | Модифицирована для повышения вязкости и уменьшения $\delta$-феррита; высокая прочность и хорошие боковые свойства. | Компоненты ротора, конструктивные аэрокосмические детали. |
| 13-8Mo | 12,5% Cr, 8% Ni, 2,2% Mo, 1% Al | Отличная вязкость и устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением; превосходная прочность при повышенных температурах. | Критически важные компоненты в аэрокосмической и ядерной промышленности. |
| PH 14-8Mo | 13,5% Cr, 7,5% Ni, 2,5% Mo, 1,1% Al | Очень высокая прочность, пластичность и устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением. | Высокопроизводительные пружины и диафрагмы. |
| PH 15-7Mo | 14-16% Cr, 6.5-7.7% Ni, 2.2% Mo, 1.1% Al | Высокая прочность, хорошее сопротивление ползучести и коррозионная стойкость. | Детали, требующие высокой жесткости и термостойкости. |
Жаропрочные литые нержавеющие стали (серия HK / HT / HP)
Эти оценки предназначены для того, чтобы сохраняют прочность и противостоят окислению, науглероживанию и сульфидированию при повышенных температурах эксплуатации, обычно в диапазоне 650-1150 градусов Цельсия. Они в основном используются в печах и для термообработки.
| Класс | Типовой состав | Свойства | Типичные области применения литья |
| 309 / HK30 | 23-27% Cr, 11-14% Ni, 0.20-0.60% C | Отличная стойкость к окислению до 1050 градусов Цельсия; хорошая прочность при ползучести. | Детали печей, решетки, корзины для термообработки. |
| 310 / 310S / HT40 | 24-28% Cr, 18-22% Ni, 0.35-0.75% C | Высокое содержание никеля/хрома обеспечивает превосходную стойкость к окислению и прочность при температуре до 1150 градусов Цельсия. | Лучистые трубки, сопла горелок, компоненты печей. |
| HP40 / HP45 / HP50 | 24-28% Cr, 33-37% Ni, 0.35-0.55% C (Nb или микролегированный) | Высокое содержание никеля обеспечивает превосходную стойкость к науглероживанию и высокую прочность на разрыв при ползучести. | Трубы для печей этилена, трубы для риформинга, высокотемпературные коллекторы. |
| 347H | ~18% Cr, 11% Ni, стабилизированный Nb/Ta, 0.04-0.10% C | Стабилизация ниобием для обеспечения хорошей высокотемпературной прочности и устойчивости к межкристаллитной коррозии. | Паровые клапаны высокого давления, компоненты электростанций. |
| HK40 | 23-27% Cr, 18-22% Ni, 0.35-0.45% C | Высокое сопротивление ползучести и сопротивление термической усталости; превосходная стойкость к окислению. | Валки для печей, приспособления для термообработки, катушки для пиролиза. |
Стандарты и обозначения
Марки нержавеющей стали имеют общий состав, но различаются по системам наименования в разных регионах. На практике один и тот же материал может фигурировать под разными кодами.
| Система | Пример | Примечания |
| AISI / UNS (США, кованые) | 304, 316, 410, 17-4PH | Общепринятые североамериканские обозначения для пластин, прутков и труб. |
| ASTM (литье) | CF8, CF3, CA15, CD3MN | Используется в ASTM A743/A744/A890 для литых нержавеющих сталей. |
| EN / DIN (EU) | 1.4301, 1.4404, 1.4462 | Числовые коды на основе состава (семейство EN 10088). |
| JIS (JP) | SUS304, SUS316, SUS410 | Серия JIS G для кованых/литых эквивалентов. |
| GB (CN) | 06Cr19Ni10, 022Cr17Ni12Mo2 | Химико-нотный стиль, ориентированный на композицию. |
Основные стандарты
- ASTM A743 / A744 - Коррозионно-стойкие стальные отливки (общего назначения и под давлением).
- ASTM A890 / A995 - Отливки из дуплексной нержавеющей стали.
- EN 10283 - Коррозионно-стойкие стальные отливки (Европа).
- GB/T 20878 / GB/T 15056 - Нержавеющие стали и литье (Китай).
Быстрая перекрестная ссылка
| Общее название | EN / DIN | JIS | UNS / AISI |
| 304 | 1.4301 | SUS304 | S30400 |
| 316 | 1.4401 | SUS316 | S31600 |
| 316L | 1.4404 | SUS316L | S31603 |
| 410 | 1.4006 | SUS410 | S41000 |
| 2205 Дуплекс | 1.4462 | SUS329J3L | S32205 / S31803 |
Заключение
Выбор подходящей нержавеющей стали для литья требует соответствия между требованиями среды и свойствами материала:
- Выберите Аустенитные марки (CF) для общей коррозии, отличной свариваемости и криогенной эксплуатации.
- Выберите Мартенситная марки (CA) для обеспечения высокой прочности, твердости и износостойкости путем термообработки.
- Используйте Дуплекс марки (CD) для сред, требующих очень высокой прочности и устойчивости к питтингу/коррозионному растрескиванию под напряжением.
- Выберите Термостойкий (HK, HT, HP), когда компоненты должны сохранять структурную целостность и устойчивость к окислению при температуре выше 650 градусов Цельсия.
Загрузите свои чертежи для проверки DFM и цитата от наших инженеров-литейщиков.
