Круг AISI 431

Коррозионно-стойкая жаропрочная сталь AISI 431

Сталь AISI 431 – это жаропрочная, стойкая к коррозии сталь, относящаяся к мартенситно-ферритному классу. Данный сплав отличается высоким уровнем сопротивления к нагрузкам и истиранию, он очень прочен, стоек к агрессивным воздействиям извне. При закаливании этой стали используют особую технологию, результатом ее применения является кристаллическая структура сплава, относящаяся к специфическому типу. Стойкость AISI 431 к износу и ее высокие антикоррозийные свойства достигаются не только благодаря термической закалке (+975 – 1040 ^oС), но и по причине применения легирующих элементов. Механические свойства указанной марки напрямую зависят от двух причин: температуры закалки и отпуска.

Технологические свойства стали AISI 431 и ее обозначение

Обозначение AISI было разработано в США, где сплавы железа и углерода обозначают несколькими цифрами, одна из них означает класс стали. Цифрой 4 в маркировке сплава обозначаются ферритные и мартенситные марки сталей, ее аналогом в России выступает сталь 14Х17Н2.

Существуют и определенные проблемы, которые связаны с практическим применением вышеуказанной марки – к ним относят ее трудную свариваемость и относительную хрупкость при отпуске. Потому перед началом сварочных работ рекомендуется в обязательном порядке прогревать каждую деталь до +200 – + 300 ⁰С, а также пользоваться во время проведения работ электродами, предназначенными именно для этого класса сталей.

Область применения AISI 431

Прокат проходит термомеханическую обработку в широком температурном диапазоне, что делает сталь максимально пригодной для производства большого спектра деталей самой различной направленности, например, лопаток турбин, деталей компрессорных машин, дисков, запорной арматуры, валов, втулок и деталей, предназначенных для работы при низких температурах. Кроме того, марка AISI 431 ценится за свои характеристики нержавейки: она обладает высокой прочностью, отличается жаростойкостью и коррозийной стойкостью. Все перечисленные параметры являются необходимыми условиями для производства деталей, которые будут работать в условиях высоких температур, в данном случае – при температуре до 400 ^oС.

Конечные свойства любой продукции из стали определяются в первую очередь ее химическим составом, большое значение имеет и дальнейшая термомеханическая обработка. Отметим и то, что все элементы по отдельности оказывают влияние на матрицу, что определяется такими факторами как соотношение элементов сплава между собой, образуемые ими соединения, а также места, где располагаются карбиды.

ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ ЦЕНА НА ЖАРОПРОЧНЫЕ КРУГИ СТАЛЬ AISI 431 ЗАВИСИТ ОТ УСЛОВИЙ ПОСТАВКИ (КОЛИЧЕСТВА, УСЛОВИЙ ОПЛАТЫ, ДОСТАВКИ), ДАННЫЙ ПРАЙС-ЛИСТ НОСИТ ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО ИНФОРМАЦИОННЫЙ ХАРАКТЕР!

• 1
• 2
•  
•  

Маркировка и ее расшифровка стали марки AISI 431

Маркировка должна указывать на все важнейшие элементы, оказывающие максимальное влияние, как на характеристики стали, так и на способы ее обработки. Маркировка AISI 431 в российском варианте имеет обозначение аналога стали 14Х17Н2 и содержит указания на содержащиеся в ней три металла, выступающие для данной марки в качестве основных:

• цифрой 14, записанной без индекса, обозначается содержание в сплаве углерода;
• Х17 представляет собой индекс, показывающий на содержание в данном сплаве хрома (17%);
• Н2 является индексом, указывающим на легирование никелем, оно составляет 2 %.

Все остальные элементы оказывают малозначительное влияние, и содержаться в сплаве в пределах минимального порога. Приведенное обозначение принято на территории Российской Федерации и регламентировано соответствующими стандартами.

Получение структуры сплава AISI 431

Марку AISI 431 относят к хромоникелевым, такую структуру способны приобретать только сильнолегированные стали благодаря наличию в них никеля, кремния и хрома. По содержанию углерода она позиционируется как среднеуглеродистая.

Сталь очень прочна и ценна в первую очередь свойствами, определяемыми самой ее структурой. Во время выплавки данной марки обязательными условиями являются однородный расплав, отсутствие каких-либо включений и медленное охлаждение. Все дополнительные свойства марка приобретает во время закалки и в процессе отпуска. Допустимые способы ее обработки были определены научными методами, их описания приводятся в марочнике. Все требования, касающиеся проведения процессов подробно излагаются в ГОСТах.

Цена на сталь AISI 431 в России, обоснование высокой стоимости

Если говорить о стоимости стали данной марки, то необходимо отметить, что помимо наличия в ее составе легируемых элементов стоимость включает в себя еще и затраты на достаточно сложный и трудоемкий производственный процесс, на расходные материалы и используемое оборудование. В частности процесс выплавки усложняется несколькими аспектами, а именно:

• расходование кислорода, а, соответственно, и энергоносителя, повышено (это необходимо для усвоения большого количества элементов с высокопроцентным содержанием);
• высокий процент содержания в сплаве трех элементов снижает коэффициент их усвоения, что ведет к повышенному расходу сырья;
• Ni является достаточно дорогим материалом;
• применение вакуумирования, которое необходимо для удаления вредных газообразных элементов, поскольку в дальнейшем они начнут образовывать флокены, что увеличит хрупкость стали и тем самым вызовет ее быстрое старение;
• время на охлаждение увеличивается для получения нужной структуры.

Проводимая далее термомеханическая обработка ведет к получению маркой своих окончательных качеств, но в то же время увеличивает затраты на ее производство и неизбежно приводит к увеличению стоимости. Кроме того, стоимость увеличивается во время окончательной обработки и закалки, на стадии охлаждения изделий в масле (причина – расходование дорогостоящих веществ), а также при подгонке по размерам, когда необходимо снятие верхнего слоя, неизбежно влекущее увеличение расхода материала. Помимо этого, при обработке стали используются режущие инструменты повышенной прочности.

Однако, все перечисленные выше затраты на сталь данной марки полностью оправдываются ее высокими технологическими свойствами.

Механические свойства стали AISI 431 аналога 14Х17Н2

ГОСТ	Состояние поставки, режим термообработки	Сечение, мм	σ0,2 (МПа)	σв(МПа)	δ5 (%)	ψ %	KCU (кДж / см2)	HB(HRCэ), не более
ГОСТ 5949-75	Прутки. Закалка 975-1040 °С, масло. Отпуск 275-350 °С, воздух.	60	835	1080	10	30	49	-
Закалка 1000-1030 °С, масло. Отпуск 620-660 °С, воздух
			635	835	16	55	75	-
ГОСТ 7350-77	Листы горячекатаные или холоднокатаные. Закалка 960-1050 °С, вода или воздух. Отпуск 275-350 °С, воздух (образцы поперечные).	Образцы	882	1078	10	-	-	-
ГОСТ 25054-81	Поковки. Закалка 980-1020 °С, масло. Отпуск 680-700 °С, воздух.	До 1000	637	784	12	30	49	248-293
	Поковки. Закалка 1000-1030 °С, масло. Двойной отпуск 665-675 °С, печь или воздух.	До 100	540	690	15	40	59	228-269

Механические свойства стали AISI 431 в зависимости от температуры отпуска

Температура отпуска, °С	σ0,2 (МПа)	σв(МПа)	δ5 (%)	ψ %	KCU (кДж / см2)	HB
Пруток. Отжиг 760-780 °С, 2 ч, охлаждение с печью. Закалка 950-975 °С, 1 ч, масло
300  400  500	930-950 980-1050  970-1000	1260-1280 1290-1330 1110-1200	16 16-17 14-15	59-61 60-62 60	78-95 61-68  54-98	400-444 388-444  363-388

Механические свойства стали AISI 431 при повышенных температурах

Температура испытаний, °С	σ0,2 (МПа)	σв(МПа)	δ5 (%)	ψ %	KCU (кДж / см2)
Пруток. Отжиг 760-780 °С, 2 ч, охлаждение с печью. Закалка 950-975 °С, 1 ч, масло. Отпуск 600 °С, 3-6 ч. При 20 °С НВ 269-302
20 300 400 500 550	680-710 620-640 580-590 510 430	860-880 720 670-680 550-570 460	19-22 16 14-15 17-18 20	60-63 65-67 63-64 68-70 81	118-147 - - - -
Поковки дисков диаметром 700 мм и высотой 30-80 мм. Отжиг с двумя переохлаждениями 200-230 °С и 140-180 °С. Закалка 960-980 °С, масло. Отпуск 640-670 °С. (Образцы тангенциальные). При 20 °С НВ 285
20 200 300 400 500 600	680-690 630-650 610-630 600-630 500-540 280-310	870-890 780 730-760 730-750 560-610 330-340	16 12-15 11-13 11-12 15 28-30	52-55 47-53 50-53 45 54-56 83-84	90-101 93-108 108-132 98-117 108-122 127
Деформированное состояние. Скорость деформирования 2,5 мм/мин
700 800 900 1000 1100 1200 1250	- - - - - - -	215 145 98 59 29 20 20	58 70 75 80 80 80 68	90 92 88 90 90 88 80	- - - - - - -

Механические свойства AISI 431 при испытаниях на длительную прочность

Температура испытания, °С	Предел ползучести, МПа	Скорость ползучести %/ч	Предел длительной прочности, МПа,  не менее	Длительность испытания, ч
400 450	274	2/100	608-686 588-666 617	1000 2000 200

Механические свойства стали AISI 431 при температуре 20^oС

Прокат	Размер	Напр.	σв(МПа)	sT (МПа)	δ5 (%)	ψ %	KCU (кДж / м2)
Поковки	до 1000		784	637	12	30	490
Сорт	60		1080	835	10	30	490
Сорт	60		835	635	16	55	750

Физические свойства стали AISI 431

Tемпература	E 10- 5 (МПа)	a 10 6 (1/Град)	l (Вт/(м·град))	r (кг/м3)	C (Дж/(кг·град))	R 10 9 (Ом·м)
20	1.97		20.9	7750		720
100		9.8	21.7			780
200		10.6	22.6			840
300	1.67	10.8	23.4			890
400		11	24.3			990
500	1.51	11.1	25.1			1040
600	1.36	11.8	25.9			1110
700		11	26.8			1130
800		10.7	28			1160
900		11.4	29.7			1170
1000		11.5				1180

Ударная вязкость стали AISI 431

Т= +20 °С	Т= -20 °С	Т= -40 °С	Т= -60 °С	Круг сечением 10 мм в состоянии поставки. Образцы
56  71	51 53	49  53	47  52

Коррозионная стойкость стали AISI 431

Среда	Температура, ºС	Длительность испытания, ч	Глубина коррозии, мм/год
Вода дистиллированная Пар - воздух	300 100	50 100	0,08 0,005

Жаростойкость стали AISI 431

Среда	Температура, ºС	Глубина, мм/год	Группа стойкости  или балл
Воздух	900 1000	0,904 2,010	Пониженно - стойкая Малостойкая

Аналог марки стали AISI 431 отечественных и зарубежных производителей

Россия	14Х17Н2
Германия	X20CrNi72, X22CrNi17
Япония	SUS431
Франция	Z15CN16-02
Англия	431S29

• Круг

Импортные заменители: 

• Круг AISI 201
• Круг AISI 304
• Круг AISI 310S
• Круг AISI 316L
• Круг AISI 316Ti
• Круг AISI 321
• Круг AISI 420

Российские марки:

• 03Х17Н14М3
• 07Х16Н6 (07Х16Н6-Ш)
• 07Х16Н4Б
• 08Х18Н10
• 10Х17Н13М2Т
• 12ХН3А
• 12Х15Г9НД
• 12Х18Н10Т
• 14Х17Н2
• 18ХГТ
• 20Х
• 20Х13
• 20Х2Н4А
• 20Х23Н18
• 3Х3М3Ф
• 30ХГСА
• 30Х13
• 38Х2МЮА
• 38Х2Н2МА
• 38ХН3МФА
• 40Х
• 40Х13
• 40ХН2МА
• 95Х18