Стальные листы AISI 308L: аустенитная нержавеющая сталь для сварочных и коррозионностойких конструкций
Стальные листы AISI 308L — это прокат из низкоуглеродистой аустенитной нержавеющей стали, соответствующей марке 03Х19Н10 по российской классификации и стандарту UNS S30803. Ключевое отличие от базовой стали AISI 308 — ограничение содержания углерода до 0,03 % максимум, что исключает выделение карбидов хрома по границам зёрен при нагреве в диапазоне 425–870 C и сохраняет стойкость к межкристаллитной коррозии без дополнительной стабилизации титаном или ниобием. Листовой прокат поставляется в горячекатаном (No.1), холоднокатаном (2B, 2D, BA) и полированном исполнении толщиной от 0,5 до 50 мм.
Химический состав и механические свойства
Сталь AISI 308L содержит 19–21 % хрома, 9–11 % никеля, до 0,03 % углерода, до 2 % марганца и до 0,75 % кремния. Никель стабилизирует аустенитную структуру, хром формирует пассивную оксидную плёнку CrO. Молибден в составе отсутствует, что ограничивает применение в средах с хлоридами. Механические характеристики листа в отожжённом состоянии:
- предел прочности — 515–690 МПа;
- предел текучести (0,2 %) — не менее 205 МПа;
- относительное удлинение — 40–45 %;
- твёрдость по Бринеллю — не более 217 HB;
- ударная вязкость при 20 C — не менее 100 Дж/см.
Технологические свойства и обработка
Листы AISI 308L хорошо деформируются в холодном состоянии: гибка, вальцовка, штамповка выполняются без промежуточного отжига при степени деформации до 15–20 %. Глубокий вытяжной формообразующий процесс требует промежуточной термообработки при 1050–1100 C с последующим быстрым охлаждением в воде или на воздухе. Свариваемость — отличная всеми методами: TIG, MIG/MAG, ручная дуговая, плазменная. Присадочный материал — сварочная проволока ER308L или электроды E308L-16, что обеспечивает соответствие состава шва основному металлу. После сварки не требуется термообработка для восстановления коррозионной стойкости.
Сортамент и стандарты
Листовой прокат AISI 308L поставляется по ASTM A240/A240M, EN 10088-2, ГОСТ 5582-75 (аналог 03Х19Н10). Возможные исполнения кромки и поверхности:
- горячекатаный травленый лист No.1 — толщина 3–50 мм;
- холоднокатаный матовый 2D — толщина 0,5–6 мм;
- холоднокатаный шлифованный 2B — толщина 0,5–6 мм;
- ярко-отожжённый BA — толщина 0,3–3 мм;
- декапированный после сварки — по запросу.
Области применения
Основное назначение листов AISI 308L — изготовление сварочных конструкций, работающих в агрессивных средах без хлоридов. Конкретные области:
- корпуса и внутренние элементы ёмкостного оборудования пищевых производств (молочные танки, бродильные чаны);
- теплообменники и трубные решётки систем оборотного водоснабжения с температурой до 400 C;
- элементы дымовых труб и газоходов котельных установок, работающих на природном газе;
- обвязка насосных станций, работающих с нейтральными и слабокислыми средами;
- сварные металлоконструкции в целлюлозно-бумажной промышленности (бассейны варки);
- облицовка внутренних поверхностей резервуаров хранения технической воды.
Сравнение режимов эксплуатации
| Среда | Температура, C | Концентрация | Скорость коррозии, мм/год | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Азотная кислота | 20–60 | до 65 % | 0,01–0,05 | устойчиво |
| Органические кислоты | до 80 | любая | 0,02–0,1 | устойчиво |
| Морская вода | 20 | — | 0,1–0,5 | точечная коррозия |
| Растворы хлоридов | 60 | > 200 ppm | > 0,5 | не рекомендуется |
| Водяной пар | до 400 | — | 0,005–0,02 | устойчиво |
Ограничения и особенности выбора
Сталь AISI 308L не предназначена для эксплуатации в средах с содержанием хлорид-ионов выше 200 ppm при температурах свыше 60 C — в этих условиях развивается питтинговая и щелевая коррозия. Для таких условий применяют молибденсодержащие аналоги AISI 316L или дуплексные стали. При выборе листа необходимо учитывать, что низкоуглеродистая модификация уступает по прочности стали 308 стандартного состава на 5–10 %, однако превосходит её по стойкости к межкристаллитной коррозии после сварки. Листы толщиной свыше 20 мм поставляются преимущественно в горячекатаном исполнении с последующей механической обработкой кромок под сварку.
Вопросы и ответы
Чем AISI 308L отличается от AISI 304L?
AISI 308L содержит больше никеля (9–11 % против 8–10,5 %) и хрома (19–21 % против 18–20 %), что повышает стойкость сварного шва. AISI 304L чаще применяется для конструкций без сварки, AISI 308L — для сварных соединений, работающих в агрессивных средах.
Требуется ли термообработка после сварки листов AISI 308L?
Нет. Низкое содержание углерода (до 0,03 %) предотвращает выделение карбидов хрома, поэтому межкристаллитная коррозия в зоне термического влияния не развивается. Термообработка после сварки не требуется.
При каких температурах эксплуатируются листы AISI 308L?
Рекомендуемый диапазон — от –196 C до 400 C. При температурах выше 425 C в течение длительного времени возможно охрупчивание сигма-фазы, особенно в сварных швах.
Можно ли использовать AISI 308L в морской воде?
Ограниченно. При содержании хлоридов выше 200 ppm и температуре свыше 60 C развивается питтинговая коррозия. Для постоянного контакта с морской водой применяют AISI 316L или дуплексные стали.
Какой присадочный материал применяется для сварки листов AISI 308L?
Используют сварочную проволоку ER308L, электроды E308L-16 или E308L-17. Состав присадки соответствует основному металлу по хрому и никелю, содержание углерода — не более 0,03 %.
