Стальной круг AISI 310: жаропрочный сортамент для высокотемпературных сред
Стальной круг AISI 310 — горячекатаный или кованый сортовой прокат из аустенитной жаропрочной стали с номинальным составом 25 % Cr и 20 % Ni. Круг поставляется в виде прутков круглого сечения диаметром от 8 до 300 мм, в состоянии поставки после аустенизации (закалка от 1040–1100 C с охлаждением на воздухе или в воде). В отличие от AISI 304 и 309, повышенное содержание никеля и хрома обеспечивает стабильную аустенитную структуру без склонности к сигматизации при длительной эксплуатации до 1150 C.
Химический состав и механические свойства
Массовая доля хрома — 24,0–26,0 %, никеля — 19,0–22,0 %, углерода — не более 0,25 %, кремния — не более 1,50 %, марганца — не более 2,00 %. Предел текучести при 20 C — не менее 205 МПа, временное сопротивление — от 515 МПа, относительное удлинение — не менее 40 %. При нагреве до 800 C предел длительной прочности за 10 000 ч составляет порядка 60–70 МПа, что определяет применимость круга в элементах, работающих под нагрузкой в печной атмосфере.
| Диаметр круга, мм | Состояние поставки | в, МПа | 0,2, МПа | Твёрдость, HB |
|---|---|---|---|---|
| 10–30 | горячекатаный, травленый | 515 | 205 | 201 |
| 40–80 | горячекатаный | 515–720 | 205–310 | 201 |
| 100–160 | кованый, термообработанный | 515 | 205 | 217 |
| 180–300 | кованый | 515 | 205 | 223 |
Нормативная база
- ASTM A276 / A479 — сортовой прокат из коррозионностойких и жаропрочных сталей;
- ASTM A182 — кованые заготовки для фланцев, арматуры, фитингов;
- EN 10095 — жаропрочные стали, марка 1.4845 (аналог X8CrNi25-21);
- ГОСТ 5632 — марка 20Х25Н20С2 как близкий отечественный аналог;
- AMS 5651 — авиационные поковки и прутки.
Технологические особенности обработки
Круг AISI 310 обрабатывается резанием с пониженными режимами: скорость резания 20–40 м/мин твердосплавным инструментом, обильное охлаждение. Склонность к наклёпу требует минимизации глубины резания за проход. Сварка выполняется электродами типа E310 (AWS A5.4) без предварительного подогрева; после сварки термообработка не требуется, но для ответственных узлов рекомендуется аустенизация при 1040–1100 C. Горячая деформация — в интервале 1150–900 C с последующей закалкой.
Области применения
- футеровка и колосники печей цементации, обжига и спекания в металлургии;
- элементы горелочных устройств, рекуператоров и радиантных труб нефтехимии;
- детали арматуры пароперегревателей энергетических котлов;
- оснастка для термообработки: поддоны, корзины, сетки, штыри;
- крепёж и валы насосов в средах с температурой до 1000 C;
- заготовки для последующей механической обработки фланцев и фитингов.
Вопросы и ответы
До какой температуры сохраняет работоспособность круг AISI 310?
Длительная эксплуатация возможна до 1050–1100 C в окислительной атмосфере; кратковременно — до 1150 C. В восстановительных и серосодержащих средах верхний предел снижается до 900–950 C.
Чем AISI 310 отличается от AISI 304 по жаропрочности?
За счёт 25 % Cr и 20 % Ni сталь 310 сохраняет аустенитную структуру и окалиностойкость до 1100 C, тогда как 304 деградирует выше 870 C из-за окалинообразования и выделения карбидов.
Магнитится ли круг из стали AISI 310?
В аустенизированном состоянии материал практически немагнитен. Холодная деформация и сварка вызывают незначительное повышение магнитной проницаемости за счёт деформационного мартенсита.
Какой инструмент применяется для токарной обработки круга AISI 310?
Твердосплавные пластины класса P25–P40 с покрытием TiAlN, режимы: скорость 20–40 м/мин, подача 0,1–0,3 мм/об, глубина резания до 2 мм с обязательным охлаждением.
