Возможность замены импортной нержавеющей стали марками отечественных сплавов — актуальная задача. Яркий пример: в США — AISI 321, сталь 12Х18Н10Т — аналог в России. Обе жаропрочные, легированные титаном для стабильности структуры и предотвращения «рассыпания» металла по границам зерен. Небольшие отличия в допусках по примесям в химическом составе влияют на цену и некоторые характеристики. Узнаем больше о характеристиках стали 12Х18Н10Т и AISI 321, в чем разница между ними?
Нержавеющая сталь 12х18н10т
Это российская нержавейка, сложнолегированная, устойчивая к ржавлению и высоким температурам, обладающая свойством парамагнитности (не притягивается магнитом). Содержит хром, никель для антикоррозионных свойств и титан, предотвращающий межкристаллитную коррозию, особенно после сварки: он связывает углерод, не давая ему образовывать вредные хромовые карбиды на границах зерен.
Материал хорошо сваривается различными методами, но после сварки может потребоваться термообработка для снятия напряжений и восстановления структуры. Без термообработки снижается коррозионная стойкость.
Этот металл — настоящий «универсал»: морозостойкий и жаропрочный. В обычных условиях выдерживает от −196 до +600 °C, сохраняя прочность и другие эксплуатационные качества. Если среда агрессивная (кислоты, щелочи), температурный предел +350°С, иначе не избежать ускоренного ржавления.
Нержавеющая сталь AISI 321
Как аналог российской марки 12Х18Н10Т сталь AISI 321 — это американский стальной аустенитный сплав с повышенными прочностными свойствами при механической нагрузке, устойчивый к деградации в коррозионной среде и высоким температурам. В структуру входят хром, никель для защиты от ржавления и титан (его в химическом составе как минимум в пять раз больше, чем углерода), предотвращающий межкристаллитную коррозию, особенно в сварных соединениях.
Как и аналог AISI 321, сталь 12Х18Н10Т хорошо сваривается всеми распространенными методами. Для предотвращения снижения коррозионной стойкости в зоне сварного шва рекомендуется низкотемпературный или стабилизирующий отжиг, минимизирующий выделение хромовых карбидов.
Это морозостойкая с хорошей жаропрочностью марка стали, химические свойства ее таковы: со слабоагрессивными веществами способна работать при температурах от −196 до +800 °C. В контакте с агрессивными реагентами верхний предел нагрева снижается до +350°С.
Сравнение химического состава
«Разница в деталях» — это об обеих марках стали, нержавеющие и прочие свойства им придают хром, никель и титан, по содержанию которого это сплавы-близнецы. Небольшие колебания в процентном отношении элементов есть, но российская марка стали нержавеющую американскую заменить сможет. Разница несущественна, и аналог обеспечит нужную прочность и антикоррозийную стойкость. Химический состав можно назвать ключом к разгадке взаимозаменяемости.
- Хром (17–19 %) обеспечивает коррозионную стойкость.
- Никель (9–12 %) отвечает за аустенитную структуру.
- Есть разница в содержании титана, что может влиять на прочность и стойкость к межкристаллитной коррозии:
- американская — до 0,5%;
- российская — 0,8%.
- Оба сплава содержат углерод:
- американский — до 0,08%;
- российский — до 0,12%.
У обоих аналогов нержавеющей стали марок западных и отечественных сталеваров есть небольшие отличия в химическом составе (см. таблицу и ГОСТы).
Физические свойства
Характеристики AISI 321 и стали 12Х18Н10Т похожи — это жаростойкие, немагнитные, не поддающиеся закалке материалы, обладают прочностью и хорошо свариваются, но из-за высокой стоимости (на цену влияет никель) рекомендуется применять газовую сварку для минимизации потерь материала.
Благодаря меньшему количеству углерода зарубежный аналог:
- отличается повышенной пластичностью;
- менее подвержен хрупкому разрушению;
- легче поддается сварке.
Нержавеющие стали марок РФ прочнее: большее содержание титана обеспечивает лучшую устойчивость к механическим нагрузкам и межкристаллитной коррозии.
Устойчивость к коррозии
Способность противостоять деградации в коррозионной среде у нержавеющей стали марок США и РФ присутствует, но за счет особенностей химического состава лучшее сопротивление межкристаллитной коррозии у 12Х18Н10Т, сталь AISI 321проигрывает.
Прочность
Отличия AISI 321 от стали 12Х18Н10Т заключаются в прочностных свойствах:
- предел прочности ниже у AISI 321, сталь 12Х18Н10Т прочнее (515 МПа против 530 МПа);
- отечественный сплав превосходит по пределу текучести (235 МПа против 205 МПа);
- большее относительное удлинение показывает более пластичная AISI 321, сталь 12Х18Н10Т уступает (40% против 38%).
Термостойкость
Как и 12Х18Н10Т, сталь AISI 321 жаростойка и жаропрочна, но и та и другая уязвимы в кислотных растворах и сульфидных средах.
Сферы применения
Металлы нашли применение в самых разных областях и используются в производстве:
- оборудования для химзаводов;
- деталей автомобилей и самолетов;
- комплектующих систем отопления и горячего водоснабжения;
- медицинского инструментария;
- узлов и механизмов для отрасли переработка нефти и газа;
Трубопроводы для слабоагрессивных жидкостей — одна из распространенных областей применения данных металлов.
Какую выбрать марку стали?
Нет идеальных материалов, есть оптимальное решение. В «поединке стальных тяжеловесов» победа останется за тем, какой в конкретных условиях более доступен и экономически выгоден. При незначительной разнице в химическом составе и физических свойствах металлы по характеристикам близки, и последнее слово за инженером, который взвесит все за и против.
Друзья, если статья была Вам полезна, то подписываемся на канал и поднимаем вверх большой палец! Также будем рады вашим комментариям!
