Основы безопасности при выборе дымоходов для банных МП и тенденции дальнейшего развития направления

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

О нержавеющих сталях, для дымоходов-сэндвичей.
(по материалам разных источников)
Ценовой аспект:
AISI 409 (08Х13Т) – 70 р./кг (Т 0,75%)
AISI 410 (12Х13) – 80 р./кг (мартенситная)
AISI 430 (02Х17) зеркальный и шлифованный - 85 р./кг
AISI 439 (08Х17Т) зеркальный и шлифованный - 110 р./кг
AISI 444 (02Х18М2БТ); аналог AISI 316) зеркальный и шлифованный - 135 р./кг
AISI 201 (12Х15Г9НД) – 95 р./кг
AISI 304 (08Х18Н10) зеркальный и шлифованный – 145 р./кг
AISI 316L (10Х17Н13М2) – 220 р./кг
AISI 316Ti (10Х17Н13М3Т) – 220 р./кг
AISI 321 (08-12Х18Н10Т) – 160 р./кг
AISI 309s (08Х23Н13) – 290 р./кг
AISI 310s (10Х23Н18) – 290 р./кг
Латунный лист - от 225 р./кг
* Цена стали от 409 до 310 увеличивается в 5 раз.
Нержавеющая сталь - это сложнолегированная сталь (ковкий сплав железа с углеродом 0,01-2% от массы), содержащая в своем составе различные добавки и не менее 12% хрома, получившая устойчивость к коррозии в атмосфере и агрессивных средах в той или иной степени.
Стали и сплавы с особыми химическими свойствами (коррозионностойкие, жаростойкие, жаропрочные) предназначены для работы в агрессивных средах и при высоких температурах.
Легирующие добавки: https://www.forumhouse.ru/threads/183586/page-8#post-5975980

Нержавеющие (коррозионностойкие) стали по своей структуре делятся на:
I. Хромистые
1. Ферритные нержавеющие стали (AISI 409; 430; 439, 444).
2. Мартенситные нержавеющие стали (AISI 410).
3. Полуферритные (мартенисто-ферритные);
II. Аустенитные
1. Хромоникелевые нержавеющие стали (304; 321; 310)
2. Хромоникельмолибденовые нержавеющие стали (316)
3. Хромомарганцевоникелевые нержавеющие стали (201)
III. Смежные классы
1. Аустенитно-ферритные (309);
2. Аустенитно-мартенситные;
3. Аустенитно-карбидные;
Хромистые стали обладают свойством намагничивания, а аустенитные - немагнитны.
Следует помнить, что далеко не все нержавеющие стали являются одновременно жаростойкими и жаропрочными: повышение t жаростойкости (t окалинообразования) до мах показателей всегда ведёт к снижению мех. прочности - здесь увеличение толщины внутреннего листа является хорошим признаком. На строительных рынках нержавеющие дымоходы предлагаются в изобилии, но уточнять марку стали необходимо всегда. В отечественной классификации (по ГОСТу) к стойким нержавеющим сталям относятся марки с большим процентным содержанием хрома, титана и никеля, например такие, как 10Х18Н9Т, 12Х18Н10Т, 10Х23Н18. В США - это стали марок AISI 316L, AISI 310S, в Европе — класса EN 1.4404, EN 1.4539, EN 1.4845
Сопротивление стали к коррозии зависит от содержания хрома:
– 13% и выше - сплавы являются нержавеющими в обычных условиях и в слабоагрессивных средах (ферритные стали); при усугублении хим. параметров ДГ возникает коррозия в разных видах.
– более 17% - являются коррозиестойкими в агрессивных средах (окислительных и др.).
Информация о коррозии:
https://www.forumhouse.ru/threads/138737/page-7#post-3841980
https://www.forumhouse.ru/threads/138737/page-7#post-3843016
О свойствах стали AISI 444, не применяемой в России:
https://www.forumhouse.ru/threads/138737/page-8#post-3845940
Сопротивляемость коррозии обеспечивается пленкой из оксидов хрома, образующейся на поверхности металла при взаимодействии его с кислородом воздуха и способной самовосстанавливаться после повреждения. Чем выше содержание хрома, тем больше коррозионная стойкость стали. Коррозия - это процесс разрушения металла под воздействием внешней среды. По механизму протекания различают химическую (под воздействием дымовых газов и неэлектролитов: нефть), и электрохимическую (контакт металла с электролитами: кислоты, щелочь, соли, влажная атмосфера, почва, морская вода).
Стали, устойчивые против электрохимической коррозии, называются аустенитными коррозионностойкими (нержавеющими) сталями: содержание хрома от 17%. Устойчивость стали против коррозии достигается введением в нее элементов, образующих на поверхности плотные, прочно связанные с основой нерастворимые пленки окислов, препятствующие непосредственному контакту с внешней средой, а также повышающие ее электрохимический потенциал в данной среде. На коррозионную стойкость стали влияет также и состояние ее поверхности. Если поверхность стали полированная и не имеет точечных дефектов - щелей, которые могут являться концентраторами коррозионного процесса, то коррозионная стойкость такого материала выше. Для нержавеющей стали существует также понятие межкристаллитной коррозии. Это явление, обусловленное неравномерной (зерновой) структурой металла, при котором на границе зерен при нагреве активно образуются карбиды хрома (Cr23C6). При этом происходит обеднение хромом основной структуры зерна ниже 12% порога. Гипоуглеродистые сплавы это упреждают. Особенно склонны к такому явлению, закаливаемые нержавеющие стали, имеющие повышенное процентное содержание углерода (до 20%) и минимальное (13%) содержание хрома. Закаливаемость стали напрямую зависит от процентного содержания углерода, чем больше углерода в составе стали, тем большей твердости можно достичь при закаливании, но в ущерб пластичности. Если твердость и способность к закалке не являются основными требованиями к нержавеющей стали, то процентное содержание углерода стараются сделать минимальным - это позволяет снизить склонность стали к межкристаллической коррозии. Другим способом снижения вероятности возникновения МКК является введение в состав стали сильных карбидообразующих элементов: титан и ниобий. В этом случае вместо карбидов хрома образуются карбиды типа TiC и NbC, а хром остается в твердом растворе, сохраняя тем самым, антикоррозийные свойства стали. Для придания повышенных антикоррозионных свойств и устойчивости к особо агрессивным средам сталь дополнительно легируют молибденом.
I. Хромистые
1. Ферритные стали (AISI 409; 410; 430; 439, AISI 444)
(Cr) хром - повышает твердость, коррозиестойкость. Именно хром придает нержавеющей стали противокоррозийные свойства и благородный цвет. Минимальное содержание хрома в нержавеющих сталях составляет 11%. Стали этого класса (AISI 430, AISI 439, AISI 409, AISI 410) называют ферритными и используются только в малоагрессивных средах или для изготовления столовой посуды и декора. Для производства деталей дымоходов, непосредственно соприкасающихся с дымовыми газами, можно использовать AISI 430, AISI 439 (хорошо полируются) при толщине 0,8 – 1,0 мм, при отсутствии агрессивности среды (варианты горения, ведущие к конденсатообразованию, и с большим процентом недожога в ДГ; а так же от вида топлива: выделением креозота, серы и т. д.). Они выдерживают тепловую нагрузку до момента окалинообразования до 850 °С.
* В маркировке по нашему ГОСТу: первая цифра - углерод, далее легирующая добавка, указываются в %. По характеру добавок ясны свойства сплава.
AISI 430(02Х17):
Химический состав в %: Fe (основа), C (0,12), Mn (1,0), P (0,4), S (0,03), Si (1,0),Cr (16-18).
Общая коррозионная стойкость AISI 430 (02Х17) во многих средах сравнима со стойкостью аустенитной стали AISI 321 (12Х18Н10Т). Кроме того, в отличие от аустенитных никель-cодержащих сталей типа "18Cr-10Ni", низкоуглеродистые хромистые ферритные стали устойчивы в различных серосодержащих средах. Формально сталь марки AISI 430 позиционируют по химическому составу как аналог отечественной марки 12Х17. Однако, низкая концентрация углерода в стали обуславливает ненужность ее дополнительной стабилизации титаном, поскольку реальное содержание углерода на уровне 0,020-0,035% гарантирует отсутствие склонности стали к межкристаллитной коррозии при повышенных температурах (интенсивное карбидообразование в стали 430 начинается лишь при t° 1000°C. Поэтому, по своим эксплуатационным характеристикам данная марка стали является улучшенным аналогом стали AISI 409 (08Х17Т), которая рекомендуется в качестве заменителя стали марок AISI 321 (12Х18Н10Т) и 12Х18Н9Т. Дополнительными преимуществами является то, что в отличие от этих аустенитных марок, сталь AISI 430 нечувствительна к коррозионному межкристаллитному разрушению в температурном интервале 500-800°C, а также гораздо меньше чувствительна к хлоридному растрескиванию под нагрузкой. Благодаря низкому коэффициенту термического расширения, сталь оптимальна для изделий, испытывающих перепады температур, а высокая теплопроводность предопределяет преимущества использования этой стали в системах теплообмена. Это жаростойкая сталь, при эксплуатации до температуры 850 °C. Реальные температуры эксплуатации зависят от условий окружающей среды. Коэффициент расширения до 6 мм (у аустенитных до 30 мм). Сталь AISI 430 не упрочняется термообработкой и обладает хорошей стойкостью к образованию окалины вплоть до 850°C, сохраняя свои полезные эксплуатационные механические свойства до высоких температур.
AISI 439 (08Х17Т):
Нержавеющая безникелевая стабилизированная титаном ферритная сталь AISI 439, является улучшенным аналогом стали AISI 409 (08Х13Т).
Химический состав в %: Fe (основа), C (0,08), Mn (0,7), P (0,03), S (0,01), Si (0,65),Cr (18),Ni (0,25), N (0,015), Ti (0,6), Al (0,8).
Наличие титана и алюминия, в стали AISI 439, в сочетании с пониженным содержанием углерода, обеспечивает ей высокие прочностные и пластические свойства, сравнимые с никельсодержащими марками типа AISI 304, а также предопределяет более высокую стабильность структуры этой стали при нагреве и сварке. В этой стали сочетаются высокие прочностные свойства и хорошая пластическая деформируемость. По аналогии со сталью марки AISI 409 (08Х17Т), сталь AISI 439 может быть рекомендована "в качестве заменителя стали марок AISI 321 (12Х18Н10Т) и 12Х18Н9Т. Низкая концентрация углерода в стали 439 и стабилизация структуры титаном гарантирует отсутствие склонности стали и сварных соединений к межкристаллитной коррозии (интенсивное карбидообразование в стали 439 начинается лишь при температуре свыше 1000°С). Общая коррозионная стойкость данной стали во многих средах сравнима со стойкостью аустенитных сталей типа AISI 321, AISI 304 и т. п. Сталь 439 устойчива против коррозии на воздухе (в том числе окислению при высоких температурах), в воде, в растворах многих щелочей и в большинстве органических кислот, во многих органических углеродосодержащих соединениях (в т. ч. растительного и животного происхождения), в растворах азотной кислоты и т. д. Дополнительными преимуществами является то, что в отличие от этих аустенитных никельсодержащих марок, сталь 439 нечувствительна к коррозионному межкристаллитному разрушению в температурном интервале 500-800° С, а также гораздо меньше чувствительна к хлоридному растрескиванию под нагрузкой. Благодаря низкому коэффициенту термического расширения (КТР) и сравнительно невысокой удельной теплоемкости, сталь оптимальна для изготовления изделий, испытывающих перепады температур. Сталь AISI 439 не упрочняется термообработкой и обладает хорошей стойкостью к образованию окалины вплоть до 850° С, сохраняя свои полезные эксплуатационные механические свойства до высоких температур.
Сталь AISI 444 (02Х18М2БТ;1.4521; X2 CrMoTi18-2) - двойной стабилизации кислотоустойчивая хромомолибденовая сталь (является безникелевым аналогом AISI 316).
Химический состав в %: Fe (основа), C (0,02), N (0,03), Cr (17-20), Ni (0), Mo (1,8-2,5), Ti (0,80-1,0)
Она имеет более лучшие характеристики устойчивости, чем стандартная AISI 304.
Предел прочности (МПа), минимальные значения
100°C 150°C 200°C 250°C 300°C 350°C
250 240 230 220 210 205
Выраженная потеря прочности происходит после 450°C. Благодаря легированию молибденом и достаточно высоким 18% содержанием хрома, имеет отличные антикоррозионные свойства.
Коррозионная стойкость сопоставима с аустенитами класса AISI 316/316L в различных вариантах. Двойная стабилизация выполнена с использованием как титана и ниобия. В результате легирования ниобием, полностью стабилизированная микроструктура может быть достигнута при более низких уровнях титана, что улучшает поверхностные свойства стали. Эти свойства её делают идеальным материалом для теплообменников, бойлеров и водонагревателей. Этот класс также может быть использован в трубах для водопроводной воды.Ферритная сталь AISI 444, является улучшенным аналогом стали AISI 439. Коррозионная стойкость (слабо агрессивная среда) и кислотоустойчивость (агрессивная среда) отлично выражены. Жаростойкость ниже, чем у AISI 430 и 439. Она может применяться в агрессивных средах с соблюдением строгих требований к температурному режиму. Устойчивость к локальной коррозии близка к AISI 316 - "кислотостойкие", имеют отличную устойчивость к коррозии - хлоридному растрескиванию.
Формуемость: легко обрабатывается холодной деформации на всех стандартных процессах, особенно для глубокой вытяжки. AISI 444 имеет более низкую скорость упрочнения, чем стандартные аустенитные стали.
Сварка: сталь имеет низкое содержание углерода и азота. Кроме того, стабилизированная титаном и ниобием, которые уменьшают образование мартенсита. Стабилизация дает этой ферритной стали лучше свариваемость, чем у других из ранее представленных ферритных сталей. Свариваемость в основном ограничивается ростом зерен в зоне термического влияния, так что тепловая нагрузка должна быть сведена к минимуму.AISI 444 жёстче аустенитных сталей и не уступают по коррозионной стойкости аустенитным, за счет введения в структуру ниобия или титана и пониженного содержания углерода. Эти стали обладают хорошей способностью к глубокой вытяжке, хорошей свариваемостью, значительно дешевле хромоникелевых аустенитных сталей, но хуже поддаются механической полировке - идеального блеска не дают из-за молочной матовости поверхности.

Ниже указанные стали не используются для внутреннего листа сендвича, только как наружный вариант при толщине 0,5 мм. Иногда, при отсутствии агрессивной среды ДГ, можно использовать при толщине 3 мм в качестве монотрубы.
AISI 409 (08Х13Т):
Химический состав в %: Fe (основа), C (0,08), Mn (1,0), P (0,045), S (0,045), Si (1,0),Cr (12-13),
Ti (0,8), Ni (0,5).
AISI 409 - стабилизированная титаном ферритная хромистая коррозионностойкая сталь общего применения - не полируется. Является улучшенным аналогом мартенситной стали AISI 410, содержит сверхмалое количество углерода, в которой сочетаются:
- высокие прочностные и механические свойства;
- коррозионная стойкость, в том числе атмосферная;
- обрабатываемость (хорошая пластическая деформируемость; применимость к процессам вытяжки, штамповки, перфорации в ней отверстий и т. п.).
Сталь AISI 409 не упрочняется термообработкой и обладает хорошей стойкостью к образованию окалины вплоть до 700 ° С, сохраняя свои полезные эксплуатационные механические свойства до высоких температур. Данная сталь имеет хорошую стойкость к окислению при относительно высоких температурах и сохраняет высокие эксплуатационные характеристики в условиях, при которых углеродистые и марганцовистые стали не могут быть использованы. Сталь 409 классифицируется как жаростойкая при периодической эксплуатации до 750°C и при непрерывной эксплуатации вплоть до 700°C. Однако, реальные температуры эксплуатации зависят от среды использования. Сталь AISI 409 применяется только в окислительных и нейтральных средах и не может быть использована в восстановительной среде. Вплоть до 500 ° С не наблюдается явно выраженной ползучести, но свыше данной температуры механические свойства быстро деградируют - необходимо выбирать более жаропрочную сталь. Сталь AISI 409 прекрасно зарекомендовала себя как материал устойчивый в газовых средах, образующихся при сжигании различного топлива. Эти среды могут содержать продукты полного (двуокись углерода, водяной пар, азот и т. п.) и неполного (оксид углерода, углеводороды, окислы азота, двуокись серы, сероводород и т. д.) сгорания.
2. Мартенситные стали
Безникелевые низкохромистые стали (13% хрома), с повышенным содержанием углерода (0,2-0,65% углерода) относятся к мартенситному классу. Эти стали обладают способностью к закаливанию. В закаленном состоянии обладают высокой твердостью поверхности (HRC 45-65). Из-за пониженного содержания хрома они склонны к межкристаллической коррозии. Процесс закалки таких сталей производится в среде инертных газов, чтобы избежать выгорания хрома и излишнего карбидообразования. Для повышения антикоррозийных свойств и снижения вероятности образования коррозии они могут дополнительно легироваться молибденом и титаном. Обрабатываются мартенситные стали в сыром (незакаленном) состоянии методом ковки и штамповки. Механическая полировка производится после закалки.
AISI 410 (12Х13), упрочняется при закалке - эти стали не используются ввиду слабой сопротивляемости коррозии при низком содержании хрома, как вариант – только для наружного листа сэндвича при толщине 0,5 – 0,6 мм.
* продолжение ниже...

 

II. Аустенитные стали:
Основными легирующими элементами, определяющими аустенитную структуру стали являются никель (Ni) и марганец (Mn). Кроме того, эти элементы влияют и на определенные механические свойства нержавеющих сталей. Стали содержащие в своем составе 17-18% хрома и 8-10% никеля обладают хорошей пластичностью и способностью к глубокой вытяжке при штамповке. В последнее время в связи с ростом цен на никель все чаще начали применяться более дешевые, так называемые экономно легированные стали, в которых процентное содержание никеля снижено до 4-5%, а вместо дорогого никеля используется более дешевый марганец (8-10%). Для стабилизации структуры такого типа стали, в нее добавляется медь (1.5-2%). Недостатком экономно легированных сталей является их склонность к трещинообразованию при глубокой вытяжке, как в процессе вытяжки, так и через некоторое время после этого. Вероятность трещинообразования напрямую зависит от толщины материала: чем тоньше лист, тем больше вероятность образования таких трещин. Стали аустенитного класса обладают хорошей свариваемостью. Они дают практически идеальный зеркальный блеск при механической полировке: чем выше % содержание никеля, тем лучше результат.
(Ni) никель - обеспечивает пластичность и вязкости сплава.
(Mn) марганец - увеличивает твёрдость, износостойкость, устойчивость к ударным нагрузкам.
Хромоникелевые стали содержат не менее 8% никеля и не менее 18% хрома, называются:
1. Аустенитные хромоникелевые стали (AISI 304, AISI 321).
* AISI 304 и 321 - равны по кислотоустойчивости, но отличаются жаростойкостью: 600° и 800° С, соответственно. Эти стали обладают более высокой коррозионной стойкостью при повышенной температуре эксплуатации до 450 °С. Их длительная эксплуатация при температурах свыше 450° С приводит к резкому ослаблению противокоррозионных свойств металла, в виду кристаллического осаждения карбидов хрома и нарушения кристаллической структуры сплава. Производители указывают тепловую нагрузку AISI 321 до 800° С, а AISI 304 желательно использовать не более 600° С. Хромоникелевые стали используют при производстве дымоходов с обязательными ограничениями по максимальной температуре эксплуатации и по влажностному режиму отходящих газов.
1). AISI 304 (08Х18Н10), AISI 304L (03Х18Н11).
Химический состав в %: Fe (основа), Cr (18-20), Ni (8-11), Мn (2,0), C (0,03-0,08), P (0,045), S (0,03), Si (0,75), N (0,10).
Марка 304 AISI является наиболее универсальной и наиболее широко используемой из всех марок нержавеющих сталей. Её химический состав, механические свойства, свариваемость и сопротивление коррозии/окислению обеспечивает лучший выбор в большинстве предложений за относительно низкую цену. Эта сталь также имеет превосходные низкотемпературные свойства. Если межкристаллическая коррозия происходит в зоне высоких температур, также рекомендуется ее применение. Имеет обычную и гипоуглеродистую формы.
Свойства при высоких температурах:
Сталь AISI 304L (гипоуглеродистая), её термопрочность заметно уменьшается выше 420°C.
Максимум рекомендованных t обслуживания (образование окалины)
Непрерывное воздействие 650°C, Прерывистые воздействия 600°C
Сопротивление коррозии: Умеренные кислотные среды
2). Стали AISI 321 (12Х18Н10Т); AISI 321H
Химический состав в %: Fe (основа), Cr (17-19), Ni (9-11), C (0,12), Si (0,8), Mn (2), P (0,035), S (0,02), Cu (0,3) и Ti (0,8)
Марка 321 AISI - Коррозионностойкая, жаростойкая, жаропрочная сталь. Она неустойчива в серосодержащих средах. Рекомендуемая температура применения 600-800°С, при этом срок работы весьма длительный. 321 AISI не подвергается межкристаллитной коррозии даже при сварке в мягко-коррозийных средах благодаря добавлению титана для образования твердого сплава. Однако, сваренная 321 AISI никогда не должна использоваться в высоко-окисляющих окружающих средах.
Свойства при высоких температурах:
Предел прочности при повышенных температурах
Температура, °C 600 650 700 750 800 850
Предел прочности, N/mm2 390 329 280 230 190 140
Максимум рекомендованных t обслуживания (t окалинообразования)
Непрерывное воздействие 850°C, Прерывистые воздействия 800°C

Увеличение содержания хрома до 25% и никеля до 20% способствует появлению у сплава жаропрочных качеств. Стали данной группы (AISI 309, AISI 310) используются при производстве дымоходов для каминов, твердотопливных котлов, выхлопных трактов дизель генераторов и газотурбинных установок. Производители указывают тепловую нагрузку до 1050° С.
3). Стали AISI 310 (20Х25Н20С2);
Химический состав в %: Fe (основа), Cr (24-26), Ni (19-22), C (0,20), Si (2,5), Mn (2,0), P (0,045), S (0,030), N (0,011).
Марка 310 AISI является жаростойкой жаропрочной сталью. Высокое содержание хрома и никеля придают стали превосходное сопротивление окислению, так же как высокую прочность в высоких температурах. Рекомендуемая температура применения 1000°С. В интервале 600-800°С склонна к охрупчиванию. Температура начала интенсивного окалинообразования 1050°С. Марка стали AISI 314 применяется в производстве газопроводов, камер сгорания, изделий для установки конверсии метана, пиролиза и т. д. в химической, нефтяной промышленности. Также марку стали AISI 314 может использовать в нагревательных элементах сопротивления. Ее широко применяют во всех окружающих средах при высоких температурах, где нужно высокое сопротивление коррозии, отличное сопротивление текучести и жаропрочность.
AISI 310S (20Х23Н18).
Химический состав в %: Fe (основа), Cr (24-26), Ni (19-22), C (0,08), Si (1,5), Mn (2,0), P (0,045), S (0,030), N (0,011).
Предел прочности при высоких t:
Температура, в °C 1050, 950, 850, 750, 650, 550.
Предел прочн. m Rp, N/mm2(растяжение) 50, 90, 180, 280, 430, 550.
Марка 310S AISI является низко-углеродистой версией 310 и предложена для использования, где возможна коррозия высокотемпературными газами и конденсатами.

(Mo) молибден - увеличивает прочность, коррозиестойкость при высоких температурах;
(Ti) титан - повышает прочность, сопротивление коррозии. Молибден и титан увеличивают сопротивляемость коррозии, сдерживают осаждение карбидов хрома, увеличивают окалиностойкость, в том числе и при высоких температурах до 800° С. Стали этой группы называют:
2. Аустенитные хромоникельмолибденовые (AISI 316)
Стали AISI 316, AISI 316Ti (титан), 316L (гипоуглеродистая) - не отличаются по кислотоустойчивости, но AISI 316 L отличается низкой термопрочностью при температуре выше 425 °C. Их широко используют при производстве дымоходов. Они не коррозируют при воздействии агрессивного конденсата (водяные пары + сера, содержащаяся в топливе = серная кислота) дымовых газов даже при высоких температурах. Производители указывают тепловую нагрузку до 900° С. Стали, стабилизированные молибденом кислотостойки и жаропрочны. Это позволяет поставщикам давать на свои дымоходы гарантию 10 лет.
Сталь AISI 316 - улучшенная версия 304, с дополнением молибдена и немного более высоким никелевым содержанием. Данная композиция 316 AISI значительно повышает коррозионное сопротивление в большинстве агрессивных средах. Молибден делает сталь более защищенной от питтинговой (щелевой) коррозии в хлористой среде, морской воде и в парах уксусной кислоты. Более низкий показатель общей коррозии в слегка коррозионных средах дает хорошее коррозионное сопротивление в загрязненной и морской атмосфере. Эта сталь обладает более высокой прочностью и имеет лучшее сопротивление ползучести в более высоких температурах, чем 304 AISI. 316 AISI также обладает отличными механическими и коррозионными свойствами при отрицательных температурах. Стали марок AISI 316, 316L являются наиболее стойкими из всех нержавеющих сталей 300-ой серии к атмосферным и другим умеренным типам коррозии. Все среды, в которых рекомендуется применять стали 300-ой серии, не представляют опасности для молибденсодержащих сортов. Одно известное исключение - азотная кислота, которая служит для них сильным окислителем. AISI 316 является значительно более стойкими к серной кислоте, чем любые другие хромникельсодержащие марки. При температурах около 50 °C AISI 316 стойка к этой кислоте в концентрации до 5 процентов.
AISI 316L (03Х17Н14М3)
Химический состав в %: Fe (основа), Cr (16-18), Ni (10-14), Мо (2-3), C (0,03), Si (0,75), Mn (2,0), P (0,045), S (0,030).
AISI 316L - низкоуглеродная марка, используется когда есть опасность коррозии в околошовных сварных зонах; её прочность заметно уменьшается выше 425°C. Сталь AISI 316 L, являющаяся улучшенной версией 304 используется в целях сопротивления коррозии в температурном пределе 500°C - 700 °C на протяжении длительного времени.
Недостаток можно компенсировать увеличением толщины листа металла.
Марка нержавеющей стали 316 L с дополнительным содержанием в составе молибдена и более высокого содержания никеля. Это дает возможность повысить стойкость стали к воздействию агрессивных сред. Марка AISI 316 L имеет превосходные качества для формовки и отличные сварочные характеристики. Данная композиция дает возможность стали значительно повысить сопротивление коррозионное в большинстве средах агрессивных. Присутствие молибдена еще больше защищает AISI 316 L от питтинговой щелевой коррозии в морской воде, хлористой среде и в парах кислоты уксусной. Марка AISI 316 L в сравнении с AISI 304 обладает лучшим сопротивлением ползучести и имеет более высокую прочность при высокой температуре. Также в минусовых температурах сталь имеет отличные механические, коррозионные свойства.
Все нижеизложенные значения относятся только к AISI 316 и AISI 316 Ti. Для AISI 316L значения не приводятся, т. к. её прочность заметно уменьшается при температуре выше 425 °C.
AISI 316 Ti (10Х17Н13М2Т)
Химический состав в %: Fe (основа), Cr (16-18), Ni (10-14), Мо (2-3), C (0,08), Si (0,75), Mn (2,0), P (0,045), S (0,030), Ti (0,8).
AISI 316Ti стабилизированная титаном версия используется для сопротивления сенсибилизации в течение продолжительного времени в температурном дипазоне 700 - 900°C.
Свойства при высоких температурах.
Предел прочности при повышенных температурах
Температура, °C 600 700 800 900
Предел прочности N/mm2 460 320 190 120
Максимум, рекомендованных температур обслуживания (условия окисления)
Непрерывное воздействие 925°C, Прерывистые воздействия 870°C
Сопротивление коррозии: Агрессивные кислотные среды, морская вода и т. д.

3. Аустенитные хромомарганцевоникелевые (AISI 201; 202)
Новые нержавеющие стали из Китая: дешевы, но условно применимы, в виду низких параметров кислотостойкости. В последнее время на рынке появились модульные системы дымоходов из нержавеющей жаростойкой стали (в 1,6 раза дешевле среднерыночных цен): сталь, используемая при производстве этих дешевых продуктов, соответствует марке AISI 201-202. 200 серия - это замещение никеля посредством марганца, меди и азота. Содержание никеля в этой продукции - 1- 4%. По ряду свойств эта марка сопоставима с 300-ой серией и является немагнитной. Кислотостойкие свойства 202 стали приближены к 304 стали, но цена её гораздо ниже. Она имеет низкие термопрочные свойства (менее 400°C), неустойчивости аустенитной структуры, риск растрескивания при глубокой вытяжке, наконец - несоответствие международным стандартам (AISI). Эта марка стали пока не нашла применения Нержавеющие стали AISI 316 и 304 отличаются по цене на 100%. Сталь AISI 202 дешевле 304 на 30%, её можно пускать на внешнюю оболочку сендвича.
AISI 201 (12Х15Г9НД), в AISI 202(12Х17Г8Н4Д) Ni до 5%.
Химический состав в %: Fe (основа), Cr (14-16,5), Ni (1,0-1,5), Мn (8-10,5), C (0,12), Si (0,75), P (0,06), S (0,030), Cu (2,0), N (0,2).
Эти стали являются относительно недорогими заменителями хромоникелевых аустенитных сталей марок AISI 321, AISI304 (18Cr-8Ni) и др. Оптимально легированы хромом, никелем, марганцем, медью и азотом. Химический состав обеспечивает аустенитную структуру, высокую прочность, прекрасную способность к деформированию. Благодаря новейшим технологиям изготовления и сбалансированному химическому составу, аустенитная сталь марки 12Х15Г9НД обладает высокой коррозионной стойкостью и не уступает по этому показателю таким популярным маркам как AISI 321 (12Х18Н10Т), AISI304 (08Х18Н10) и др. при эксплуатации в органических кислотных и прочих умеренно агрессивных средах. Сталь не рекомендуется для изготовления емкостей и сосудов для длительного хранения и транспортировки кислот, некоторых других высокоагрессивных химических продуктов. По ряду механических свойств, эти стали превосходят стали указанных марок. Стали легко пластически деформируются, поддаются глубокой вытяжке и свариваются, используя то же самое оборудование, что и для стандартных аустенитных хромоникелевых марок. На марки имеются санитарно-эпидемиологические заключения о возможности применения в пищевой промышленности.
Температура окалинообразования (жаростойкость) 760°C при длительной эксплуатации. Цвета побежалости на поверхности наблюдались в интервале температур 500-760 °С при прямом нагреве. В случае, когда внутри испытуемого сосуда находилась вода, никаких изменений поверхности не наблюдалось во время шестичасового нагрева до кипения.
Хорошие показатели устойчивости в кислых средах и к трещинообразованию.
* Приоритетом для банной печи, материалом внутренней трубы, являются стали марок AISI 316, AISI 316Ti и AISI 310, толщиной от 0,6 мм. Как вариант, допускается AISI 321 при толщине от 0,8 мм.

III. Смежные классы
1. Аустенитно-ферритные сплавы
AISI 309 (20Х20Н14С2);

Химический состав в %: Fe (основа), Cr (19-21), Ni (12-15), C (0,20), Si (2,0), Mn (2,0), P (0,045), S (0,030), Ti (0,20), Cu (0,3).
Эти марки относится к группе аустенитно-ферритных сплавов. В сравнении с аустенитной – сталь 20Х23Н13 обладает повышенной надежностью и устойчивостью к межкристаллитной коррозии и к коррозионному растрескиванию в щелочах и хлоридных средах. При сварке конструкций требуется предварительный нагрев деталей до температуры 100-120°С с заключительной термической обработкой швов.
Марка стали AISI 309 относится к группе жаростойких жаропрочных сталей. Интенсивное окалинообразование начинает происходить при температуре 1050°С. Высокую прочность и отличное сопротивление окислению обеспечивает при высоких температурах высокое содержание хрома, никеля. Эта марка очень легко подается сварке, что характеризует ее широкое применение. Марку AISI 309 применяют в изготовлении различных деталей, предназначенных для установок конверсий пиролиза, метана и т. д. в химической, нефтяной отрасли, газопроводов, камер сгорания. Также марка 309 может быть использована в нагревательных элементах сопротивления. Использование стали рекомендовано при температуре, составляющую 1000°С. Сталь 309 склонна из-за образования окалин к охрупчиванию при температурах 600-800°С.
Область применения марки стали AISI 309.
Данную сталь широко применяют практически во всех высокотемпературных окружающих средах, где требуется жаропрочность, отличное сопротивление текучести и высокое сопротивление коррозии.
Предел прочности при повышенной температуре:
Прочности предел N/mm2 (растяжение), Rp m: 390; 329; 280; 230; 190; 140
Температура, в °C 600; 650; 700; 750; 800; 850
Образование окалины при температуре
Рекомендуемая максимальная температура обслуж: Непрерывное воздействие 1150 °С; Прерывистые воздействия 1035 °С
AISI 309S (20Х23Н13);
Химический состав в %: Fe (основа), Cr (22-25), Ni (12-15), C (0,08), Si (1,0), Mn (2,0), P (0,045), Ti (0,20), S (0,030).
Легирование способствует повышению жаропрочности и дает возможность производить детали к установкам силового типа. Эта сталь обладает сбалансированными качествами жаропрочности и жаростойкости, благодаря чему так популярна.

Неутепленные дымоходы банных печей - система МОНО, должны быть из AISI 316Ti, толщиной не менее 0,6-0,8 мм. Хорошо себя показали монотрубы толщиной 3 мм из конструкционной стали (Завод Ферингер и др.). Возможно применение AISI 409 толщиной 3 мм. Утепленные дымоходы - система ТЕРМО обычно выполняются из нержавеющей стали двух видов: внутренняя труба — из стали марки AISI 316L 0,6-0,8 мм, а наружная – из 304 толщиной 0,5 мм. Использование более дешевых марок сталей (AISI 304, 430, 439, 409) для газоотводящего ствола, не соответствующих требованиям по кислотостойкости, ограничено специфическими условиями (отсутствие конденсатообразования и определённое топливо) и толщиной листа 1 мм.
Все марки стали серий 300 и 400 являются «пищевыми» сталями и применяются в пищевой и химической промышленности.
* Ферритные стали и аустенитные имеют разные коэффициенты теплового расширения, в ферритных сэндвичах комбинировать трубы можно только с 400, или оцинкованным железом; в аустенитных – только с 300 маркой, или 200.

 

В Бане главное Безопасность!
О пожарных нормативах и нарушениях рассказываю в этой теме.
Если вот так Будет смонтирована печь и дымоход - то пожар 100% случится - вопрос времени и настойчивости (безумства) исптопника.

Без коментариев.

 

Arsenycum, весь топик свелся к большому количеству "букаф и цыфр" и перестал быть содержательным превратившись в огромную не системную записную книжку "Обо всём и ни о чём"...
А вы хотели что бы я тоже нагрузил тему Ваттами, Килоджоулями и Кельвинами на метр квадратный...

 

Наверное иначе и не получилось бы. Покупателю нужна информация для принятия решения. Цель не в том, чтобы ее было как можно меньше, а в том, чтобы она была в одном месте (в данном топике, а не размыта по всему форуму)...

 

Константин5030, Сударь! Вы Пропустили Зерно! ЧЕЛ-ку важно не заморачиваться, а потреблять! И он прав! Пусть заморачиваются "Конструкторы-производители- продавцы"

 

Да-да. Не заморачиваются и дышат стеклянной пылью, выводят плесень там где вместо мембраны стоит пароизоляция, недоумевают почему сажа загорелась в дымоходе

 

Константин5030, Пора не фантазию включать, а принимать написаное!

 

Anatoly49, а что именно и где написано ?

/оффтоп какой-то пошел...

 

111

 

Влияние легирующих элементов на механические свойства стали.
Свойства стали:
Твёрдость - это способность материала вещества сопротивляться проникновению в него другого, более твёрдого тела. Для стали это способность сопротивляться деформации и изменению формы. Измеряют твёрдость стали по шкале Роквелла в условных единицах HRC (20-67 ед.).
Прочность - это способность материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, которые возникают под действием внешних сил.
Ударная вязкость - это способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки. Основным отличием ударных нагрузок от испытаний на растяжение-сжатие или изгиб является гораздо более высокая скорость выделения энергии. Таким образом, ударная вязкость характеризует способность материала к быстрому поглощению энергии.
Износостойкость - это способность материала оказывать сопротивление изнашиванию в условиях трения. Износостойкость зависит от твёрдости стали, и от количества и типа карбидов в ней. Карбиды это соединения железа и других металлов с углеродом. Самые твёрдые карбиды - карбиды ванадия, затем идут карбиды молибдена и вольфрама. Износостойкость стали оказывает сильное влияние на стойкость режущей кромки.
Термостойкость - это способность стали сохранять при нагреве до температур красного каления (красностойкость) высокую твёрдость и износостойкость. Повышенная красностойкость - характерное свойство инструментальных сталей. Красностойкость достигается благодаря легированию стали такими элементами, как ванадий, вольфрам, молибден, хром. Красностойкость определяют по максимальной температуре, при нагреве до которой сталь сохраняет определённую твёрдость или появляется окалина. Наиболее высокая красностойкость - у твёрдых сплавов (до 900 °C).
Нельзя получить сразу все характеристики: улучшение одного свойства приводит к ухудшению другого. Например, при добавлении в сталь хрома, она приобретает коррозионную стойкость, но уменьшается ударная вязкость и сталь становится хрупкой. Прежде чем добавлять какие-то легирующие элементы, нужно точно знать: для чего предназначается сталь и какие свойства нужны.
При легировании особенно сильно повышается предел текучести, коэффициент расширения, ударная вязкость. Легирующие элементы уменьшают критическую скорость закалки, повышая прокаливаемость. После термической обработки легированные стали имеют более мелкое зерно и более мелкие дисперсные структуры. Однако высокое легирование может ухудшать обрабатываемость резанием, свариваемость, повысить порог хладноломкости.
В сталях всегда присутствуют примеси.
1. Постоянные примеси: кремний, марганец, сера, фосфор.
Марганец и кремний вводятся в процессе выплавки стали для раскисления, они являются технологическими примесями.
Mn: Содержание марганца не превышает 0,5-0,8 %. Марганец повышает прочность, не снижая пластичности, и резко снижает красноломкость стали, вызванную влиянием серы. Он способствует уменьшению содержания сульфида железа FeS, так как образует с серой соединение сульфид марганца MnS. Частицы сульфида марганца располагаются в виде отдельных включений, которые деформируются и оказываются вытянутыми вдоль направления прокатки.
Si: Содержание кремния не превышает 0,35…0,4 %. Кремний, дегазируя металл, повышает плотность слитка. Кремний растворяется в феррите и повышает прочность стали, особенно повышается предел текучести. Но наблюдается некоторое снижение пластичности, что снижает способность стали к вытяжке
Р: Содержание фосфора в стали 0,025…0,045 %. Фосфор, растворяясь в феррите, искажает кристаллическую решетку и увеличивает предел прочности и предел текучести, но снижает пластичность и вязкость. Располагаясь вблизи зерен, увеличивает температуру перехода в хрупкое состояние, вызывает хладоломкость, уменьшает работу распространения трещин.
S – уменьшается пластичность, свариваемость и коррозионная стойкость. Содержание серы в сталях составляет 0,025…0,06 %. Сера – вредная примесь, попадает в сталь из чугуна. При взаимодействии с железом образует химическое соединение – сульфид серы FeS, которое, в свою очередь, образует с железом легкоплавкую эвтектику с температурой плавления 988°С. При нагреве под прокатку или ковку эвтектика плавится, нарушаются связи между зернами. При деформации в местах расположения эвтектики возникают надрывы и трещины, заготовка разрушается: явление красноломкости: повышение хрупкости при высоких температурах. Сера снижает механические свойства, особенно ударную вязкость аи пластичность (и), а так же предел выносливости. Она ухудшают свариваемость и коррозионную стойкость.
2. Скрытые примеси - газы (азот, кислород, водород) – попадают в сталь при выплавке.
N и О: Азот и кислород находятся в стали в виде хрупких неметаллических включений: окислов (FeO, SiO2, Al2O3) нитридов (Fe 2N), в виде твердого раствора или в свободном состоянии, располагаясь в дефектах (раковинах, трещинах). Примеси внедрения (азот N, кислород О) повышают порог хладоломкости и снижают сопротивление хрупкому разрушению. Неметаллические включения (окислы, нитриды), являясь концентраторами напряжений, могут значительно понизить предел выносливости и вязкость.
Н: Очень вредным является растворенный в стали водород, который значительно охрупчивает сталь. Он приводит к образованию флокенов в прокатанных заготовках и поковках. Флокены – тонкие трещины овальной или округлой формы, имеющие в изломе вид пятен – хлопьев серебристого цвета. Металл с флокенами нельзя использовать в промышленности, при сварке образуются холодные трещины в наплавленном и основном металле. Если водород находится в поверхностном слое, то он удаляется в результате нагрева при 150 - 180 °С, лучше в вакууме. Для удаления скрытых примесей используют вакуумирование.
3. Специальные примеси – специально вводятся в сталь для получения заданных свойств. Примеси называются легирующими элементами, а стали - легированные сталями.
Ti - Титан: повышение прочности, стойкости к коррозии и температурам. Образует труднорастворимые карбиды, измельчает зерно, понижает порог хладноломкости, снижает хрупкость, уменьшает чувствительность к концентратам напряжений и улучшает обрабатываемость. Его вводят для измельчения зерна в хромомарганцевой стали.
Nb- Ниобий: образует труднорастворимые карбиды, измельчает зерно, понижает порог хладноломкости и снижает хрупкость. Он повышает износостойкость и коррозионную стойкость стали.
Zr: Цирконий: образует труднорастворимые карбиды, измельчает зерно, понижает порог хладноломкости, снижает хрупкость, уменьшает чувствительность к концентратам напряжений.
V: Ванадий образует труднорастворимые карбиды, измельчает зерно, понижает порог хладноломкости, снижает хрупкость, повышает прочность и вязкость. Повышает термостойкость и жаропрочность.
W– Вольфрам: жаропрочность и жаростойкость, износостойкость и твёрдость. Измельчает зерно и повышает устойчивость перед отпуском
Мо: Молибден представляет собой легирующую добавку, которая повышает жаростойкость, упругость, предел прочности на растяжение, антикоррозионные свойства и сопротивление окислению при высоких температурах, высокую прокаливаемость. Измельчает зерно и повышает устойчивость перед отпуском, делает состав стали более равномерным. Сильно упрочняет сталь, сохраняя высокую плотность дефектов; увеличивает дисперсность карбидных частиц. Введение молибдена (0,15…0,46%) в хромистые стали увеличивает прокаливаемость, снижает порог хладоломкости до –20…-120°С. Молибден увеличивает статическую, динамическую и усталостную прочность стали, устраняет склонность к внутреннему окислению. Кроме того, молибден снижает склонность к отпускной хрупкости сталей, содержащих никель.
Mn: Марганец: обеспечивает высокую прокаливаемость, однако содействует росту зерна и повышает порог хладоломкости. Увеличивает твердость и устойчивость стали к износу. При содержании в больших количествах повышает хрупкость.
Cr: Хром: повышает термостойкость; сильно упрочняет сталь, сохраняя высокую плотность дефектов; увеличивает дисперсность карбидных частиц и стойкость стали к коррозии и износу; обеспечивает высокую прокаливаемость. Сталь считается нержавеющей, если содержание хрома в ней больше или равно 14%. Но сталь даже с высоким (порядка 17-19%) содержанием хрома, при определённых условиях, всё же подвержена коррозии. Также высокое содержание хрома приводит к повышению хрупкости и ударной вязкости стали. Это основной легирующий элемент.
Ni: Никель: повышает сопротивление крупному разрушению, увеличивает пластичность и вязкость, понижает температуру порога хладноломкости, обеспечивает высокую прокаливаемость, незначительно повышает прочность. Как и азот повышает коррозионную стойкость стали в атмосфере. Введение в хромистые стали никеля, значительно повышает прочность и прокаливаемость, понижает порог хладоломкости, но при этом повышает склонность к отпускной хрупкости (этот недостаток компенсируется введением в сталь молибдена). Хромоникелевые стали, обладают наилучшим комплексом свойств. Однако никель является дефицитным, и применение таких сталей ограничено. Значительное количество никеля можно заменить медью, это не приводит к снижению вязкости.
В: Бор: повышает износостойкость, обеспечивает высокую прокаливаемость и повышает порог хладоломкости.
S: Сера: упрочняет сталь, сохраняя высокую плотность дефектов; увеличивает дисперсность карбидных частиц. Ещё: это достаточно вредный элемент. Она понижает коррозионную стойкость стали и её механические свойства. По этим причинам содержание серы в сталях обычно ничтожно мало. днако сера может быть специально добавлена в сталь для того, чтобы, повысить её обрабатываемость.
Cu: Медь, или одновременно Cu+Р - повышают коррозионную стойкость в атмосфере.
Р: Фосфор: так же, как и сера, является вредной примесью. Он снижает механические свойства стали и повышает её хрупкость. По возможности, фосфор стараются полностью удалять из стали.
N: Азот: (как и V до 0,12%) - измельчает зерно. Применяется в сталях в качестве заменителя углерода и никеля. Он значительно повышает коррозионную стойкость стали.
Si: Кремний: обеспечивает высокую ударную вязкость и температурный запас вязкости. Повышаются упругость и коррозионная стойкость.При легировании хромомарганцевых сталей кремнием получают, стали – хромансиль (20ХГС, 30ХГСА). Стали обладают хорошим сочетанием прочности и вязкости, хорошо свариваются, штампуются и обрабатываются резанием.
С – Углерод: является одним из основных элементов, которые определяют свойства стали. От количества углерода в стали зависят её твёрдость и прочность при закалке. Он положительно влияет на устойчивость к износу и истиранию. Из отрицательных сторон высокого содержания углерода стоит отметить повышение склонности стали к межкристаллической коррозии.
С ростом содержания углерода в структуре стали увеличивается количество цементита, при одновременном снижении доли феррита. Изменение соотношения между этими составляющими приводит к уменьшению пластичности, а также к повышению прочности и твердости. Прочность повышается до содержания углерода около 1%, а затем она уменьшается. Углерод влияет на вязкие свойства. Увеличение содержания углерода повышает порог хладноломкости и снижает ударную вязкость. Углерод оказывает влияние и на технологические свойства. Повышение содержания углерода ухудшает литейные свойства стали (используются стали с содержанием углерода до 0,4 %), обрабатываемость давлением и резанием, свариваемость.
Со: Кобальт: увеличивает твердость и прочность стали.
Pb, Ca: Свинец и Кальций: улучшают обрабатываемость резанием. Применение упрочнения термической обработки улучшает комплекс механических свойств.
4. Случайные примеси.

 

Arsenycum, где пропадал?

 

.

 

https://www.forumhouse.ru/threads/183586/page-8#post-5019382
дополнил и исправил. По стали 444 кто-нибудь допишет текст?

 

Arsenycum,
По подходу к вопросу, зачёт.