Никельсодержащий лист AISI 321: аустенитная сталь с титановой стабилизацией
Никельсодержащий лист AISI 321 — горячекатаный или холоднокатаный прокат из аустенитной коррозионностойкой стали, соответствующей марке 08Х18Н10Т по ГОСТ 5632 и AISI 321 по ASTM A240. Отличительная особенность — стабилизация титаном при содержании Ti не менее 5 C. Титан связывает углерод в карбиды TiC, что исключает выделение карбидов хрома по границам зёрен в интервале 450–850 C и предотвращает межкристаллитную коррозию без дополнительной термообработки после сварки.
Химический состав и механические свойства
Основа — 17–19 % Cr, 9–12 % Ni, углерод до 0,08 %. Никель обеспечивает стабильность аустенитной структуры, хром — пассивную оксидную плёнку CrO. Предел текучести — не менее 205 МПа, временное сопротивление — от 520 МПа, относительное удлинение — 40 %. Твёрдость по Бринеллю — до 200 HB. Сталь парамагнитна, теплопроводность — около 16 Вт/(мК) при 20 C, коэффициент линейного расширения — 16,6 10 1/C.
| Толщина, мм | Ширина, мм | Предел текучести, МПа | Плотность, кг/м | Рабочая температура, C |
|---|---|---|---|---|
| 0,5–2,0 | 1000–1500 | 205 | 7900 | –196…+600 |
| 3,0–8,0 | 1500–2000 | 210 | 7900 | –196…+600 |
| 10–20 | 2000–2500 | 215 | 7900 | –196…+600 |
Нормативная база и исполнения
- ASTM A240 / ASME SA-240 — листовая сталь для сосудов под давлением.
- EN 10028-7, марка 1.4541 (X6CrNiTi18-10).
- ГОСТ 5582, ГОСТ 7350 — тонколистовой прокат.
- Поставка: горячекатаный (No.1), холоднокатаный (2B, BA), шлифованный, полированный.
- Кромки: обрезные, необрезные; точность прокатки — нормальная или повышенная.
Технологические особенности
Стабилизация титаном позволяет эксплуатировать сварные конструкции без постсварочной аустенизации. Лист AISI 321 сваривается всеми методами: TIG, MIG, ручная дуговая, лазерная. Рекомендуемые присадочные материалы — ER347, ER321. Гибка выполняется на листогибочных прессах и вальцах; при холодной деформации наблюдается склонность к наклёпу, что требует промежуточного отжига при 1050–1100 C с охлаждением на воздухе или в воде.
Области применения
- Корпуса теплообменников, реакторов и ёмкостного оборудования нефтехимии.
- Трубные пучки и коллекторы пароперегревателей энергетических котлов.
- Оборудование целлюлозно-бумажного производства, варочные котлы.
- Пищевые и молочные линии, CIP-мойки, ёмкости брожения.
- Газоходы и дымоходы систем газоочистки, работающие при 600–800 C.
- Детали авиационных выхлопных систем и крепёж, эксплуатируемый в агрессивных средах.
Вопросы и ответы
Чем AISI 321 отличается от AISI 304?
Наличием титана в качестве стабилизирующего элемента. Это подавляет межкристаллитную коррозию в зоне термического влияния сварного шва и позволяет применять лист при 450–850 C без риска сенсибилизации.
До какой температуры сохраняется жаростойкость листа AISI 321?
Длительная рабочая температура — до 600 C, кратковременная — до 800 C. Выше 850 C начинается интенсивное окалинообразование, требуется защитная атмосфера или жаростойкие покрытия.
Магнитится ли никельсодержащий лист AISI 321?
В отожжённом состоянии сталь парамагнитна. После холодной деформации возможно образование мартенсита деформации и слабая ферромагнитная реакция, устраняемая отжигом.
Какие присадочные материалы применяются при сварке?
Электроды и проволока марок ER347, ER321, а также покрытые электроды типа ЭА-1Б. Они содержат ниобий или титан и сохраняют стойкость шва к межкристаллитной коррозии.
