Никельсодержащий неравнополочный уголок AISI 201: сортамент, свойства и применение
Никельсодержащий неравнополочный уголок AISI 201 — профильный прокат из аустенитно-мартенситной нержавеющей стали с пониженным содержанием никеля (3,5–5,5 %) и повышенным содержанием марганца (5,5–7,5 %). Неравнополочное сечение с соотношением полок 2:1 обеспечивает направленную жёсткость при изгибе относительно главных осей, что позволяет оптимизировать металлоёмкость сварных рам и каркасов по сравнению с равнополочными аналогами. Прокат поставляется в горячекатаном, холоднотянутом или шлифованном исполнении.
Химический состав и механические свойства
Сталь AISI 201 (UNS S20100) относится к экономно-легированному аустенитному классу. Частичная замена никеля марганцем сохраняет аустенитную структуру при умеренных деформациях, но повышает склонность к мартенситному превращению при холодной обработке. Это увеличивает прочность и магнитную проницаемость деформированных зон.
- Углерод (C) — не более 0,15 %
- Марганец (Mn) — 5,5–7,5 %
- Никель (Ni) — 3,5–5,5 %
- Хром (Cr) — 16,0–18,0 %
- Азот (N) — не более 0,25 %
- Кремний (Si) — не более 1,0 %
Предел текучести горячекатаного уголка — не менее 275 МПа, временное сопротивление — от 655 МПа, относительное удлинение — 40 %. После холодной деформации прочность возрастает до 900–1100 МПа при снижении пластичности. Твёрдость по Бринеллю — 183–217 HB в отожжённом состоянии.
Сортамент и допуски
Неравнополочный уголок AISI 201 выпускается с размерами полок от 30 20 мм до 200 100 мм при толщине стенки 3–12 мм. Длина хлыстов — 6 или 12 м; по заказу — мерная длина с допуском 50 мм. Кривизна не превышает 0,2 % длины. Угол между полками — 90, отклонение — не более 1.
| Размер полок, мм | Толщина, мм | Масса 1 м, кг | Предел текучести, МПа | Относительное удлинение, % |
|---|---|---|---|---|
| 40 20 | 4 | 1,78 | 275 | 40 |
| 50 25 | 5 | 2,77 | 275 | 40 |
| 75 50 | 6 | 5,54 | 275 | 40 |
| 100 50 | 8 | 8,85 | 275 | 40 |
| 150 75 | 10 | 16,7 | 275 | 40 |
Технологичность и сварка
Уголок AISI 201 сваривается ручной дуговой сваркой покрытыми электродами (Э-08Х20Н9Г2Б), аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом (TIG) и плазменной сваркой. Из-за повышенного содержания марганца рекомендуется ограничивать погонную энергию — не более 1,5 кДж/мм — для предотвращения роста зерна и выделения карбидов хрома в зоне термического влияния. После сварки для восстановления коррозионной стойкости выполняется зачистка и пассивация поверхности.
Гибка осуществляется на листогибочных прессах с усилием от 100 т; минимальный радиус гиба — 2,5 толщины полки. Обработка резанием возможна твердосплавным инструментом с обильным охлаждением, однако склонность к наклёпу требует снижения подачи на 15–20 % по сравнению с AISI 304.
Применение в промышленности
- Каркасы и обвязки ёмкостного оборудования пищевых производств, не контактирующих с агрессивными средами
- Опорные рамы конвейерных систем и рольгангов в цехах с умеренной влажностью
- Элементы крепления теплообменных аппаратов и воздуховодов систем вентиляции
- Несущие конструкции торговых стеллажей и складских систем
- Обрамление панелей и порталов в строительных металлоконструкциях
- Детали сельскохозяйственной техники, работающей в условиях периодического увлажнения
Ограничение по применению — среды с высокой концентрацией хлоридов и температуры выше 300 C, где сталь AISI 201 уступает AISI 304 и 316 по сопротивлению межкристаллитной и питтинговой коррозии.
Вопросы и ответы
Чем неравнополочный уголок AISI 201 отличается от равнополочного?
Соотношение полок 2:1 создаёт анизотропию моментов инерции: жёсткость вдоль широкой полки выше, что позволяет снизить массу конструкции при сохранении несущей способности в заданном направлении.
Магнитится ли уголок AISI 201?
В отожжённом состоянии сталь слабомагнитна. После холодной деформации (гибка, правка) в зонах наклёпа образуется мартенсит деформации, и магнитная проницаемость возрастает.
Какие электроды применяются для сварки AISI 201?
Используются электроды типа Э-08Х20Н9Г2Б или проволока Св-08Х19Н10Г2Б. Для ответственных соединений рекомендуется поддув аргона с обратной стороны шва.
При какой температуре эксплуатируется уголок AISI 201?
Рекомендуемый диапазон — от –40 C до +300 C. При более высоких температурах снижается сопротивление окислению и возможна сенсибилизация при медленном охлаждении после сварки.
