Аустенитная нержавеющая сталь — один из пяти классов нержавеющих сталей по кристаллической структуре (наряду с ферритной , мартенситной , дуплексной и дисперсионно-твердеющей [1] ). Его первичная кристаллическая структура — аустенит ( гранецентрированная кубическая ), она предотвращает закалку сталей при термической обработке и делает их практически немагнитными. [2] Такая структура достигается за счет добавления достаточного количества стабилизирующих аустенит элементов, таких как никель, марганец и азот. [ нужна цитация ] Семейство сплавов Incoloy относится к категории супераустенитных нержавеющих сталей. [3]
Существует две подгруппы аустенитной нержавеющей стали. Нержавеющие стали серии 300 достигают своей аустенитной структуры главным образом за счет добавления никеля, в то время как нержавеющие стали серии 200 заменяют марганец и азот никелем, хотя содержание никеля все еще остается небольшим, что делает серию 200 экономически эффективной нержавеющей сталью никель-хромового аустенитного типа.
Нержавеющие стали серии 300 представляют собой более крупную подгруппу. Наиболее распространенной аустенитной нержавеющей сталью и самой распространенной из всех нержавеющих сталей является тип 304, также известный как 18/8 или А2. Тип 304 широко используется в таких изделиях, как посуда, столовые приборы и кухонное оборудование. Тип 316, также известный как А4, является следующей по распространенности аустенитной нержавеющей сталью. Некоторые серии 300, такие как Тип 316, также содержат некоторое количество молибдена для повышения устойчивости к кислотам и повышения устойчивости к локальному воздействию (например, точечной и щелевой коррозии).
Повышенное добавление азота в серии 200 придает им более высокую механическую прочность, чем в серии 300. [8]
Сплав 20 (Carpenter 20) представляет собой аустенитную нержавеющую сталь, обладающую превосходной устойчивостью к горячей серной кислоте и многим другим агрессивным средам, которые легко разрушают нержавеющую сталь типа 316. Этот сплав демонстрирует превосходную стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением в кипящей 20–40% серной кислоте. Сплав 20 имеет превосходные механические свойства, а наличие ниобия в сплаве сводит к минимуму выделение карбидов во время сварки.
Жаропрочные марки можно использовать при повышенных температурах, обычно выше 600 °C (1100 °F). [9] [10]
Они должны противостоять коррозии (обычно окислению) и сохранять механические свойства, в основном прочность (предел текучести) и сопротивление ползучести .
Коррозионную стойкость в основном обеспечивает хром с добавками кремния и алюминия. Никель плохо сопротивляется воздействию серосодержащих сред. Обычно это решают добавлением большего количества Si и Al, которые образуют очень стабильные оксиды. Редкоземельные элементы, такие как церий, повышают стабильность оксидной пленки.
Типы 309 и 310 [11] используются при высоких температурах выше 800 °C (1500 °F).
Примечание: ферритные нержавеющие стали не сохраняют прочность при повышенных температурах и не применяются там, где требуется прочность.
Аустенитная нержавеющая сталь может быть проверена неразрушающим контролем с использованием метода цветной дефектоскопии, но не метода магнитопорошкового контроля . Также можно использовать вихретоковое тестирование .
Марка EN 1.4980 (также известная как A286) в стандартах не считается строго жаростойкой сталью, но эта марка популярна благодаря сочетанию прочности и коррозионной стойкости. [12] [13] [14]
Он используется при рабочих температурах до 700 °C (1300 °F) в таких приложениях, как: