Как выбрать между прокатами из сталей 321 и 409 для машиностроения

Характеристики стали 321

Эта аустенитная сталь является низкоуглеродистой (углерода в ней 0,1% или меньше), содержит 17-18% хрома и 10% никеля, поэтому хорошо поддается обработке различными методами, обладает высокой твердостью и пластичностью. Прочность сплава повышена благодаря 1% титана — это достаточно высокий показатель. 2% марганца способствует повышению ударопрочности и прокаливаемости металла. В сталь 321 также входят кремний, сера и фосфор.

Благодаря такому составу сталь AISI 321 прочная и твердая, но при этом достаточно пластичная. Жаростойкость и жаропрочность позволяют использовать сплав при изготовлении оборудования и оснащении производств, где технологический процесс предполагает нагревание до высоких температур — в районе 600-850°С в течение длительного времени, при краткосрочном воздействии — до 950°С. Кроме того, сталь 321 сохраняет антикоррозийные свойства при воздействии агрессивных сред — морской воды, кислых и щелочных растворов.

Характеристики стали 409

По сравнению с AISI 321, здесь меньше добавок — очень мало никеля (до 0,5%), хрома — около 12%, титана — до 0,8%. Поэтому она менее устойчива к коррозии — может применяться только в слабоагрессивных средах. Содержит кремний, фосфор, серу — практически тот же процент, что и в стали 321. Эта марка выдерживает нагревание до 815°С в течение небольшого периода времени, если речь о длительном процессе, желательно не нагревать изделия из нее сильнее, чем до 600-700°С.

Сравнение для машиностроения

В производстве станков, машин, коммуникаций, радио- и другого оборудования, а также продукции военного назначения обе марки стали применяются достаточно активно, но есть отличия в том, для каких узлов и в каких сферах. Чаще всего, сравнивая сталь 409 и 321, говорят о дымоходах, печах и другом отопительном оборудовании, опираясь на данные по максимальным температурам. Кроме того, при горении, в зависимости от разновидности топлива, образуются кислоты. Сталь 321 к ним достаточно устойчива, в то время как 409 может страдать от коррозии. Вот еще ряд особенностей применения этих сталей в машиностроении:

• Сварочное оборудование (включая диоды) — применяется сталь 321, в т.ч. для используемого вне помещений, подвергающегося нагреванию и воздействию окружающей среды.
• Печи и тепловое оборудование — 321 практически в любых узлах, включая те, где высокие температуры постоянно или длительное время, 409 — при условии нагревания до 700°С (краткосрочно — до 815°С).
• Нефтехимическая, газовая, авиационная, фармацевтическая промышленность — резервуары и емкости, контактирующие с агрессивными средами, изготавливаются из стали 321, без таких контактов может использоваться 409 (например, при производстве паровых лопаток, тарелок ректификационных колонн и др.)
• Судостроение — AISI 321 устойчива к воздействию морской воды, поэтому применяется в данной отрасли, а также для изготовления оборудования, эксплуатируемого на судах, в т.ч. под открытым небом.
• Другие приборы, механизмы, машины, подвергающиеся ударным нагрузкам, в т.ч. в горнодобывающей промышленности, — если они защищены от осадков и других внешних воздействий, может использоваться сталь 409. Для применения под открытым небом следует выбирать 321, как и для оборудования горячих цехов.
• Работа в газовых средах после сжигания топлива — сталь 409 обладает достаточной устойчивостью к воздействиям, поэтому применяется для производства систем нейтрализации, выхлопа и рециркуляции, как для корпусов, так и для труб. Коллекторы и патрубки из выхлопных систем желательно делать из стали 321.
• Трубопроводы — если содержимое не относится к агрессивным веществам, они могут производиться из 409, для нефтепродуктов предпочтительней 321.

Выводы и рекомендации

В машиностроении при производстве одной технологической линии, станка, машины могут использоваться сочетания стали нескольких марок исходя из функционала и условий работы конкретного узла или детали. Поэтому в технической документации должны быть прописаны требования к материалам — на их основе определяется марка стали, вид проката (лист, рулон или др.), его толщина и другие параметры, вид покрытий и т.д. Разница в использовании обусловлена следующими особенностями:

• Сталь 409 выдерживает ударные и другие механические нагрузки, но при нагревании выше критических для нее значений окаливается и деформируется, теряет антикоррозийные свойства — для таких случаев требуется сталь 321 или другая, у которой термостойкость и термоустойчивость выше.
• Сталь 321 лучше при высокотемпературных условиях (допустимые значения выше, чем для 409), а также устойчива к воздействиям агрессивных сред, включая атмосферные явления и морскую воду, поэтому для эксплуатации на открытом воздухе следует использовать ее.
• Обе марки можно сваривать и обрабатывать различными методами.

Компания AsiaSteel Trading предлагает металлопрокат востребованных марок стали. Рулоны, листы, ленты отличаются по толщине, ширине, виду покрытия и другим параметрам — свяжитесь с нами по телефону или электронной почте либо оставьте свои контактные данные в форме на сайте, чтобы обсудить с нашими сотрудниками условия сотрудничества и оставить заявку.