Регион Вологда
Клубова 4
Сталь AISI 431
Марка
AISI 431
Классификация
Сталь коррозионно-стойкая жаропрочная мартенсито-ферритного класса
Нержавеющая сталь марки AISI 431 относится к мартенситному классу. Она отличается высоким содержанием основной легирующей добавки – хрома. При этом массовая доля углерода здесь достаточно низкая. В состав сплава также входит никель.
Характеристики марки стали AISI 431
Мартенситная нержавейка AISI 431 характеризуется наиболее высокой способностью к прокаливанию и лучшей коррозионной стойкостью (по отношению к другим мартенситным сплавам). Она поставляется в основном в закаленном отпущенном состоянии в диапазоне растяжения от 850 МПа до 1 000 МПа («Т»).
-
Металл хорошо противостоит коррозионным воздействиям.
-
Он отличается высокой прочности на растяжение и крутящий момент.
-
Сталь обладает хорошей ударной вязкостью, высоким пределом текучести.
-
431-ю нержавейку часто применяют для изготовления валов, насосов.
-
Ее можно закалить до твердости в 40 HRC.
Нержавеющая сталь марки AISI 431 плохо поддается холодной обработке и не рекомендуется для холодной высадки, гибки, глубокой вытяжки.
Диапазон рабочих температур данной марки стали ограничен потерей пластичности при отрицательных температурах и прочности при высоких температурах.
Химический состав сплава
Типичный химический состав 431-й нержавеющей стали:
|
Элемент |
Обозначение |
Массовая доля (%) |
|
Углерод |
С |
До 0,25 |
|
Фосфор |
Р |
Менее 0,035 |
|
Марганец |
Mn |
Не более 0,8 |
|
Хром |
Cr |
16,0-18,0 |
|
Сера |
S |
Меньше 0,25 |
|
Кремний |
Si |
Не больше 0,8 |
|
Никель |
Ni |
1,5-2,5 |
|
Медь |
Cu |
Менее 0,3 |
|
Титан |
Ti |
До 0,2 |
|
Железо |
Fe |
Остальное |
Влияние различных компонентов на свойства металла AISI 431:
-
Хром – является главным легирующим компонентом. Он придает металлу повышенную твердость, стойкость к коррозии, высокую прочность. Данный элемент влияет на свариваемость стали, уменьшает коэффициент линейного расширения.
-
Никель – повышает параметры сплава по вязкости, пластичности, податливости прокаливанию. Он снижает коэффициент теплового расширения.
-
Фосфор – улучшает сопротивление металла атмосферным воздействиям.
-
Сера оказывает негативное влияние на коррозионную устойчивость, износостойкость, пластичность сплава.
Механические свойства стали AISI 431
431-я нержавейка обладает следующими механическими параметрами:
|
Предел текучести (в МПа), σ0,2 |
Временное сопротивление разрыву (в МПа), σв |
Относительное удлинение при разрыве (в %), δ5 |
Относительное сужение (в %) |
Твердость в закаленном состоянии, HRC |
|
Минимум 750 |
Минимум 940 |
19 |
280 |
248-302 |
Физические свойства
Физические характеристики нержавеющей стали марки AISI 431:
|
Наименование характеристики |
Параметр |
|
Удельное электросопротивление при +25 ℃ |
800 нОм*м |
|
Температура плавления |
|
|
Плотность |
7 700 кг/м3 |
|
Модуль упругости |
205 ГПа |
|
Коэффициент теплового расширения при температуре +500 ℃ |
10,5 мкм/м/°C |
|
Теплопроводность |
25 Вт/м*К |
Коррозионная стойкость
Марка 431-й стали обладает отличной устойчивостью к значительному спектру агрессивных сред. Параметры по коррозионной стойкости у стали AISI 431 самые высокие среди мартенситных сплавов 400-й серии. Но они ниже, чем характеристики аустенитных нержавеек. Наибольшее сопротивление коррозионным воздействиям металл приобретает после закаливания и последующего отпуска. Для того чтобы сохранить эти свойства, рекомендуется проводить пассивацию готовых изделий.
Нержавейка неплохо противостоит коррозии в соленой холодной воде. Но этот параметр снижается, если вода нагревается.
Термостойкость AISI 431
На поверхности металла данной марки не образуется накипь при кратковременном повышении температуры до +925 ℃ и постоянной работе при температуре до +870 ℃. Но не стоит использовать эту сталь при температурах, которые выше стандартного параметра при отпуске. Нержавейка начинает терять свои первоначальные механические характеристики.
Низкотемпературные свойства
При охлаждении изделий из AISI 431 до отрицательных температур они быстро теряют ударные свойства. По этой причине не рекомендуется их использование в низкотемпературных условиях работы.
Технологические свойства и обработка
Технологические характеристики 431-й нержавейки. свойства при обработке:
-
Термическая обработка (отжиг) – полный отжиг металла данной марки проводить нецелесообразно. Даже при медленном охлаждении он затвердевает очень быстро. Отжиг проводится путем нагревания материала до температуры +620 - +650 ℃. Охлаждают его на воздухе.
-
Закаливание производится нагреванием до температуры +980 - +1 065 ℃. Затем металл выдерживают в течение получаса и охлаждают на воздухе или в масле. Для сложных. Ранее закаленных деталей применяют предварительный прогрев до температуры +760 - +790 ℃. Необходимо избегать диапазона отпуска при температуре от +425 ℃ до +600 ℃, так как в этом случае снижается ударная вязкость нержавейки.
-
Ковка – сталь предварительно прогревается до температуры +1 150 - +1 200 ℃. После того, как температура по всему сечению детали станет одинаковой можно начинать ковку. Заготовки нельзя подвергать перегреву. Они потеряют начальные параметры по пластичности и вязкости. Ковку не стоит проводить при температуре полуфабриката ниже +900 ℃. Кованые изделия требуют медленного охлаждения. Оно ведется в пепле, сухой извести. Температуру детали постепенно доводят до комнатной температуры. Затем сразу подвергают субкритическому отжигу.
-
Холодная гибка – не рекомендуется проведение после закаливания и отпуска, так как в этом случае предел текучести металла очень высокий.
-
Горячее изгибание изделий, прошедших процесс закалки и отпуска, нежелательно. Оно отрицательно сказывается на механических характеристиках стали в зоне нагревания.
-
Сварка нержавейки данной марки довольно затруднительна, так как металл может потрескаться. До начала сварочных работ изделие нагревают до температуры +200 - +300 ℃. После завершения сварки производится термообработка детали при температуре +650 ℃. В качестве присадочного материала применяются нержавеющие стержни из AISI 410. Более пластичные сварные швы получают используя присадки из марок 308L, 309 и 310.
431-ю нержавеющую сталь подвергают обработке после отжига. Но она сложно поддается внешним механическим воздействиям, когда ее твердость превышает показатель в 30 HRC.
Формы поставки 431-й нержавеющей стали
Нержавейка AISI 431 поставляется в следующих видах металлопроката:
-
Круглые, квадратные, шестигранные, плоские стержни;
-
Бесшовные/сварные трубы;
-
Горяче- и холоднокатаные плиты и листы;
-
Кованые стержни;
-
Кованые фланцы;
-
Фитинги для сварки встык;
-
Сварные и кованые фитинги для труб;
-
Проволока и другое.
Стандарты ASTM
На нержавеющую сталь AISI 431 действуют следующие стандартные спецификации и технические задания ASTM:
-
A176 – листы, пластины, полосы из нержавеющей и жаропрочной хромистой стали;
-
А182 – фитинги из нержавеющей стали;
-
А213 – бесшовные трубы из нержавеющей стали;
-
А240 – листы из нержавейки;
-
А249 – нержавеющие сварные трубы;
-
A268 – сварные трубы для эксплуатации в условиях общего коррозионного воздействия и высокой температуры;
-
А269 – трубы из нержавеющих сталей;
-
А270 – сантехнические трубы из нержавейки;
-
A276 – горяче и холоднодеформированные прутки (круглые, квадратные, шестигранные), горячекатаные и экструдированные профили (уголки, швеллеры и другое);
-
A314 – заготовки, прутки, предназначенные для ковки;
-
F899 – кованые нержавеющие стали для изготовления хирургических инструментов;
-
F431 – клапаны;
-
A473 – поковки из нержавейки общего назначения, предназначенные для работы в условиях низких, высоких температур;
-
A479 – стержни, профили из нержавеющей стали, предназначенные для использования в котлах, других сосудах, работающих под давлением;
-
A511 – трубы бесшовные для механических устройств, где требуется прочность, коррозионная стойкость в режиме высоких температур;
-
A815 – арматура и фитинги;
-
A959 – стандартные составы марок кованых нержавеющих сталей.
Область применения
Нержавеющая сталь AISI 431 активно используется в различных отраслях промышленности. Из нее делают:
-
Насосы;
-
Гребные валы;
-
Комплектующие для самолетов, морских судов;
-
Общие производственные детали;
-
Метизные изделия – гайки, болты, винты;
-
Клапанные элементы;
-
Емкости для химикатов, лабораторное оборудование;
-
Хирургические инструменты.
Материал востребован в нефтегазовой, химической, медицинской отрасли. Его применяют в судо и машиностроении, других сферах.
Аналоги стали AISI 431
В России маркой нержавейки, идентичной стали AISI 431, является сплав 14Х17Н2. Зарубежные аналоги 431-й нержавеющей стали:
|
Стандарт |
Марка |
Страна производства |
|
EN |
1.4057 |
Европейский Союз |
|
DIN |
Z15CN16-02 |
Германия |
|
JIS |
SUS 431, SUS 431FB |
Япония |
|
SS |
2321 |
Швеция |
|
AFNOR |
X20CrNi72, 1.4313 |
Франция |
|
- |
CNS 431 |
Китай |
Список товаров:
Круг нержавеющий (пруток) 3 мм. AISI 431 (14Х17Н2) калиброванный, h9
Круг нержавеющий (пруток) 9 мм. AISI 431 (14Х17Н2) калиброванный, h9
Круг нержавеющий (пруток) 25 мм. AISI 431 (14Х17Н2) калиброванный, h9
Круг нержавеющий (пруток) 12 мм. AISI 431 (14Х17Н2) калиброванный, h9
Круг нержавеющий (пруток) 20 мм. AISI 431 (14Х17Н2) калиброванный, h9
Список товаров:
Шестигранник нержавеющий (пруток) 5х3000 мм. AISI 431 (14Х17Н2) калиброванный, матовый, h11
Шестигранник нержавеющий (пруток) 30х3000 мм. AISI 431 (14Х17Н2) калиброванный, матовый, h11
Шестигранник нержавеющий (пруток) 14х3000 мм. AISI 431 (14Х17Н2) калиброванный, матовый, h11
Шестигранник нержавеющий (пруток) 22х3000 мм. AISI 431 (14Х17Н2) калиброванный, матовый, h11
Шестигранник нержавеющий (пруток) 8х3000 мм. AISI 431 (14Х17Н2) калиброванный, матовый, h11
