Стальные листы AISI 310 в Минске

Листы из жаропрочной стали AISI 310: аустенитная структура и эксплуатация при 1100 C

Стальные листы AISI 310 (UNS S31000, аналог 1.4845 по EN 10095) — это горячекатаный или холоднокатаный прокат из аустенитной жаропрочной стали с высоким содержанием хрома и никеля. В отличие от массовых марок 304 и 321, лист AISI 310 сохраняет окалиностойкость при непрерывной работе до 1100 C и кратковременно — до 1150 C. Именно поэтому его применяют не как конструкционный, а как печной и высокотемпературный материал: футеровочные экраны, муфели, реторты, элементы горелочных устройств.

Химический состав и структурные особенности

Ключевое отличие листа AISI 310 от стали 309 — повышенное содержание никеля, обеспечивающее стабильный аустенит без склонности к сигматизации в интервале 600–900 C. Базовая композиция:

• хром — 24,0–26,0 %: формирует плотную оксидную плёнку CrO;
• никель — 19,0–22,0 %: стабилизирует аустенитную матрицу;
• углерод — не более 0,25 % (в модификации 310S — не более 0,08 %);
• кремний — 1,50 % макс., марганец — 2,00 % макс.;
• сера и фосфор — 0,030 % и 0,045 % макс. соответственно.

Модификация AISI 310S с пониженным углеродом предпочтительна для сварных конструкций, работающих в циклах нагрева и охлаждения: снижается риск выделения карбидов хрома по границам зёрен и межкристаллитной коррозии.

Механические свойства листового проката

Прокат поставляется в горячекатаном (No.1), холоднокатаном (2B, BA) и полированном состоянии. Термообработка — аустенизация при 1040–1120 C с охлаждением на воздухе или водой. Типовые значения для листа толщиной 2–20 мм:

Длительная прочность при 800 C составляет порядка 90 МПа за 10 000 ч, что позволяет использовать лист в качестве несущих элементов печных подвесок при ограниченных нагрузках.

Жаростойкость и коррозионная стойкость

Окалиностойкость листа AISI 310 определяется сплошностью оксидного слоя. В воздушной среде скорость окисления при 1000 C не превышает 0,1 г/(мч). Материал устойчив в продуктах сгорания природного газа, в среде азота и аргона, в расплавах солей при кратковременном контакте. Ограничения:

• восстановительные среды с высоким парциальным давлением CO и H снижают стойкость оксидного слоя;
• серосодержащие газы при 700–900 C вызывают сульфидирование;
• расплавы щелочных металлов и хлориды требуют проверки для каждой конкретной среды.

В водных средах лист AISI 310 превосходит 304 и 316 по стойкости к азотной кислоте и окислительным солям, но уступает 316L в хлоридсодержащих растворах из-за риска питтинга.

Технологичность: сварка, гибка, резка

Лист AISI 310 сваривается ручной дуговой сваркой покрытыми электродами (тип E310), аргонодуговой сваркой (TIG) и плазменной сваркой. Рекомендуется подогрев не требуется, но межпроходная температура ограничивается 150 C для предотвращения горячих трещин. После сварки в агрессивных средах показана термообработка при 1040–1120 C.

Гибка холоднокатаного листа выполняется с минимальным радиусом 1,5–2,0 толщины при 20 C. Горячая гибка при 900–1100 C допустима, но требует последующей аустенизации. Лазерная и плазменная резка дают кромку без значительной зоны термического влияния при использовании азота в качестве плазмообразующего газа.

Области применения листов AISI 310

• футеровка и экраны камер сгорания промышленных печей, котельных агрегатов;
• муфели, реторты, тигли установок термической обработки и спекания;
• элементы теплообменников газоохлаждаемых реакторов и установок пиролиза;
• детали горелок, форсунок, дымоходов высокотемпературных сушилок;
• оборудование цементных и стекловаренных производств, контактирующее с расплавами;
• крепёж и подвески печных конвейеров, работающих при 900–1100 C.

Нормативная база и формы поставки

Лист AISI 310 поставляется по ASTM A240/A240M, EN 10095, ГОСТ 5632 (аналог 20Х23Н18). Толщина горячекатаного листа — 3–60 мм, холоднокатаного — 0,5–3,0 мм. Ширина — до 2000 мм, длина — до 6000 мм. Возможна поставка в виде рулонов, полос, а также с кромкой под сварку (шлифованной, фаскованной).

Вопросы и ответы