Экономическая эффективность против качества: сравнение серий 200 и 300 нержавеющей стали

Фото: stock.adobe.com

В название марки включаются аббревиатура AISI и цифровое обозначение из 3 цифр, первая из которых соответствует серии. Считается, что 200-я разрабатывалась как более бюджетный аналог 300-ой, но замена одной марки на другую не всегда позволяет достичь желаемых характеристик готовых изделий — необходимо сравнение нержавеющей стали марок по целой совокупности параметров. В этой статье рассмотрим основные моменты, в чем они схожи и отличаются, чтобы при принятии решения об использовании конкретного сплава вы могли более объективно оценивать варианты.

Сравнение химического состава и свойств

Серия 200 — аустенитные стали с низким содержанием никеля и добавлением хрома и марганца, поэтому их относят к хромомарганцевым. Аустениты производятся при легировании железа никелем и хромом. Благодаря внутренней структуре они обладают высокой прочностью и твердостью. Наиболее популярная марка этой серии — 201. В этом сплаве добавляются Cu, Mg, Ni, Cr, N и C. Благодаря снижению содержания никеля и замене его на более бюджетный марганец данная серия более доступна по цене, чем 300. Сплав устойчив к высоким и низким температурам, механическим повреждениям, обладает хорошей свариваемость, пластичен и поддается ковке, протяжке и другим способам механической обработки.

Серия 300 также относится к аустенитным, но некоторые марки являются комбинированными. Они отличаются по процентному содержанию разных элементов, а в некоторых содержатся такие, которых нет в других марка, что изменяет их свойства. Например, AISI 316 благодаря молибдену в составе устойчива к воздействию морской воды. АИСИ 304 называют пищевой — она инертна, не вступает в реакцию с различными веществами, что делает ее безопасной и позволяет использовать для приготовления, подачи и хранения продуктов питания и готовых блюд, в т.ч. в морозильной камере.

Коррозионная стойкость серий 200 и 300

Способность металла сопротивляться коррозии определяется скоростью деструктивных процессов, которую оценивают по времени появления первых признаков коррозии, числу очагов за период, изменению массы и толщины и т.д. Еще советский ГОСТ 9.908-85 определял признаки с учетом вида коррозии (сплошная, питтинговая, межкристаллическая, расслаивающая и др.) Разные марки нержавейки обладают более или менее высокой устойчивостью при воздействии тех или иных факторов. Например, в слабоагрессивных средах марки обеих серий достаточно устойчивы, а при большей концентрации кислоты хорошие результаты показывают АИСИ 3009,310 и 316, в то время как другие для работы в таких условиях лучше не использовать.

Прочность на растяжение и предел текучести серий 200 и 300

Прочность — способность материала выдерживать нагрузку, не разрушаясь и не деформируясь. Предел прочности на растяжение — максимальное значение, при котором сохраняются форма и структура. Предел текучести — та нагрузка, при которой материал начинает деформироваться, но если ее убрать, возвращается в первоначальную форму (возможна остаточная деформация в пределах 0,1-0,2 %).

Значение показателей для разных марок отличается и зависит от температуры и некоторых других факторов. Например, при комнатной температуре (в МПа):

• 201 — предел прочности от 515, текучести от 260;
• 304 — 520 и 210 соответственно;
• 316 — 520 и 220;
• 321 — 515 и 205.

Хотя показатели достаточно близки, иногда при выборе материала для изделий, эксплуатируемых в заданных условиях, они имеют решающее значение. Есть и другие зависимости — например, с увеличением предела текучести повышается его чувствительность к коррозии под напряжением. Если значение меньше, сталь лучше сваривается.

Свариваемость нержавеющих сталей серий 200 и 300

Аустенитные стали, к которым относятся обе серии, плавятся при более низкой температуре, чем углеродистые, также у них ниже теплопроводность и выше коэффициент линейного расширения. Поэтому при сварке металл расплавляется быстрее, а перепад температуры между сварным швом и другими участками более заметный. При высоком содержании углерода материал может быть подвержен межкристаллитной коррозии. Поэтому необходимо при сварке контролироваться скорость охлаждения, а для повышения антикоррозийных свойств рекомендуется закаливать металл при температуре 1100±50℃. Также снизить риск коррозии позволяет добавление в сплав титана или ниобия.

При медленной сварке из-за высокого линейного расширения возможен эффект коробления, поэтому лучше работать с высокой скоростью и быстрым охлаждением

Разница в цене между нержавеющей сталью серий 200 и 300

201 и другие стали этой серии разрабатывались как более бюджетные аналоги 300-х марок. Для этого содержание никеля было заметно снижено, а вместо него добавлены марганец и медь. При этом стандарты позволяют варьировать процентное содержание элементов. Итоговая стоимость зависит от технологии производства, холодной или горячей прокатки, вида проката (лист, рулон, штрипс, угол и др.), его параметров, особенностей поверхности и т.д. Кроме того, на стоимость металлопроката влияет ситуация на рынке металлов, энергоносителей и других ресурсов. Поэтому для уточнения конкретных цен лучше запросить действующий прайс. Это позволит с учетом эксплуатационных характеристик производимых изделий оценить экономическую эффективность использования той или иной марки и принять взвешенное решение.

Заключение

Качество стали имеет первоочередное значение для производства качественной продукции из нее. При выборе материала необходимо учесть требования к готовым изделиям, область применения, условия, в которых они будут эксплуатироваться, а также доступные технологии обработки и производства. Это позволит принять экономически обоснованное решение, какую марку использовать.