Понимание температурных пределов марок нержавеющей стали

Фитинги из нержавеющей стали, фланцы, и трубы обычно используются в таких промышленных секторах, как химическая промышленность, нефтегазовая промышленность, энергетика и аэрокосмическая промышленность, где они должны выдерживать высокие температуры и давления или коррозионные среды. Поэтому, если они выходят из строя из-за экстремальных температур, последствия могут быть катастрофическими. Это поднимает вопрос: какова максимальная рабочая температура нержавеющей стали?

Максимальная рабочая температура различных видов нержавеющей стали

Максимальная рабочая температура нержавеющей стали обычно зависит от ее конкретного типа и среды применения. В общем:

Аустенитная нержавеющая сталь (например, 304 и 316): может работать при температурах до 870 °C (1600 °F), подходит для высокотемпературных применений.
Ферритная нержавеющая сталь (например, 430): обычно работает при температурах ниже 815°C (1500°F).
Мартенситная нержавеющая сталь (например, 410): максимальная рабочая температура составляет около 600°C (1112°F).
Высокотемпературная нержавеющая сталь (например, 310 и 347): может работать при еще более высоких температурах, до 1200 °C (2192 °F).
При выборе нержавеющей стали важно учитывать специфику применения, рабочую среду, а также потенциальные факторы нагрузки и коррозии.

Почему аустенитные нержавеющие стали имеют высокие рабочие температуры?

Аустенитная нержавеющая сталь может работать при более высоких температурах благодаря нескольким ключевым факторам. В состав ее сплава обычно входит более высокая доля никеля и хрома, которые повышают коррозионную стойкость и термическую стабильность. Аустенитная микроструктура обеспечивает хорошую пластичность и прочность, позволяя ей выдерживать значительную деформацию, не становясь хрупкой. Кроме того, она может образовывать на своей поверхности стабильную оксидную пленку, защищающую от окисления и коррозии в высокотемпературных средах. Наконец, термическая обработка может оптимизировать ее механические свойства, дополнительно улучшая высокотемпературную стойкость. Эти характеристики делают аустенитную нержавеющую сталь идеальной для требовательных применений в таких отраслях, как химическая обработка, пищевая промышленность и аэрокосмическая промышленность.

Высокое содержание хрома, которое так благоприятно сказывается на стойкости нержавеющей стали к влажной коррозии, также весьма благоприятно сказывается на ее жаропрочности и стойкости к образованию окалины при повышенных температурах, как показано на графике на рисунке 1.

Таблица 1 содержит приблизительные максимальные рабочие температуры для различных марок нержавеющей стали, чтобы противостоять окислению в сухом воздухе. Эти температуры сильно зависят от конкретных условий окружающей среды, и в некоторых случаях значительно более низкие температуры могут привести к разрушительному образованию окалины. Данные взяты из ASM Metals Handbook.

Оценка	304	309	310	316	321	410	416	420	430
Прерывистый (°C)	870	980	1035	870	870	815	760	735	870
Непрерывно (°C)	925	1095	1150	925	925	705	675	620	815

Сводка максимальных рабочих температур

Максимальные температуры эксплуатации при окислении для жаропрочных сталей указаны в таблице B.2 стандарта EN 10095 для справки. Другое руководство, представленное в Справочнике ASM по металлам «Нержавеющая сталь», охватывает более широкий диапазон марок нержавеющей стали.

Сводка максимальных рабочих температур.

Оценка		Основные легирующие элементы (%)		Макс. рабочая температура oC	Источник
АИСИ	RU	Кр	Другие
Ферритные типы
405	1.4002	12	0,2 Аl	815	АСМ
.	1.4724	12	1.0 Аl	850	EN 10095
430	1.4016	17	.	870	АСМ
.	1.4742	17	1.0 Аl	1000	EN 10095
446	1.4749	26	0,15-0,20 С, 0,2 Н	1100	EN 10095
Аустенитные типы
304	1.4301	18	8 Ни	870	АСМ
321	1.4541	18	9 Ни	870	АСМ
.	1.4878	18	9 Ни	850	EN 10095
316	1.4401	17	11 Ni, 2 Mo	870	АСМ
309	1.4833	22	12 Ни	1000	EN 10095
310	1.4845	25	20 Ни	1050	EN 10095
.	1.4835	20	10 Ni, 1,5 Si, 0,15 N, 0,04 Ce	1150	EN 10095
330	1.4886	18	34 Ni, 1,0 Si	1100	EN 10095