Сравнение AISI 430 и AISI 304 перед приобретением

По умолчанию имеет нержавеющая сталь AISI 304 и 430 отличия в себестоимости производства металла, характеристик и области использования, соответственно. Оба конструкционных материала обладают коррозионной стойкостью. Сталь 400 серии более дешевая, но эксплуатируется в менее агрессивных средах. Нержавейка 300 серии дороже из-за содержащегося в ней никеля, зато и более устойчива к коррозии межкристаллитного и точечного типа.

Высокие у сталей AISI 430 304 характеристики механического типа позволяют обрабатывать их с минимальными трудозатратами. Ограничений по свариваемости не существует, магнитные свойства полностью отсутствуют. Ферритная 430 сталь чаще используется для трубопроводов общего назначения, а приборостроении и автомобилестроении. Аустенитная 304 сталь применяется в медицине, пищевой, химической промышленности.

Химический состав

Обусловлены у сталей AISI 304 и 430 отличия составом и количеством полезных добавок – легирующих химических элементов:

По общепринятой классификации нержавеющими автоматически становятся стали, содержащие более 12,5% хрома. Однако не ржавеют они при этом лишь под дождем без нагрева, в отсутствие серьезных нагрузок, и при крайне низкой степени агрессивности среды.

Для дальнейшего увеличения коррозионной стойкости требуется увеличить процент хрома и/или ввести в состав стали дополнительные легирующие добавки. Все они делятся на две категории – пассиваторы, повышающие электродный потенциал стали, и катодные добавки, увеличивающие потенциал твердого раствора металла.

В 430 сталь добавлено до 18% хрома, а в 304 стали его, чуть меньше, зато дополнительно присутствует 10% никеля, и снижено содержание углерода. Катодных добавок – палладиевых и платиновых металлов – эти марки сталей не содержат.

Оба сплава принадлежат к группам коррозионно-стойких и жаростойких сталей. То есть, они по умолчанию устойчивы к электрохимической, солевой, кислотной, щелочной, почвенной и атмосферной коррозии, и уверенно работают при температурах ниже +550°С в газовых средах в слабо нагруженном состоянии без образования окалины.

При этом имеют нержавейка AISI 304 и AISI 430 отличие в содержании никеля. Этот химический элемент увеличивает устойчивость к межкристаллитной коррозии. Поэтому для 304 стали она не страшна, а 430 сталь от нее защиты не имеет.

Аналоги

В обозначении по американскому стандарту сталь AISI 430 и 304 сравнение выполнить сложно. Ближайшими аналогами указанных нержавеющих сталей в стандартах разных государств являются:

Таким образом, абсолютно неинформативными являются шифрованные обозначения Соединенных Штатов, Чехии, Японии и Великобритании. В маркировке всех остальных стран сразу же указано соотношение важных компонентов стали.

То есть, в Европе и РФ специалисты изначально видят в марке стали процентное содержание легирующих добавок. И могут оценить их влияние на химические, физические, механические, технологические и эксплуатационные свойства конструкционного материала.

В Америке и Японии принят иной подход к проблеме. Сравнивая сталь AISI 304 и 430 что лучше для конкретных эксплуатационных условий, специалисты используют другой алгоритм:

· три цифры без буквенного обозначения указывают на принадлежность стали к категории нержавеек;

· тройка относит нержавеющую сталь к аустенитному классу, а четверка к ферритному;

· последние две цифры определяют положение сплава внутри своего класса.

В данном случае аналоги сталей 304 и 430 имеются во всех иностранных стандартах, так как они являются наиболее востребованными в своих классах.

Сфера применения

Практика показывает приоритетную продукцию:

1. AISI 304: печное оборудование, трубы для транспортировки растворов кислот и пара, теплообменники и коллекторы, электроды автомобильных свечей зажигания, детали сварочных и теплоэнергетических систем, сосуды химической отрасли. Допустимая температура эксплуатации – до шестисот градусов. Химическая агрессивность окружающей среды должна быть в пределах средних значений, для максимальных величин – есть другие решения.
2. AISI 430: крепежные и вспомогательные детали различных аппаратов и приспособлений, эксплуатируемых в сочетании с умеренными растворами кислот и солей. Так же её часто можно встретить в быту: кухонная утварь и части кухонной и ванной техники.

Сравнение AISI 430 и AISI 304 позволяет выбрать наиболее подходящий материал. Некоторые источники не выделяют между этими материалами особо разницы, что неверно. Произвольная замена может иметь неприятные последствия, выраженные в дефектах конструкции – вплоть до неустранимого несоответствия.

Коррозионная стойкость

Бюджетным легирующим компонентом нержавеющих сталей является хром. Высокий процент содержания углерода 0,12% в стали 430 может привести к избыточному образованию карбидов хрома, которые, с одной стороны, снижают насыщенность стали углеродом, с другой стороны, связывают молекулы хрома, необходимые для образования на поверхности металла защитной оксидной пленки хрома с кислородом.

Поэтому в стали 430 увеличено содержание хрома до 17%, чтобы в структуре металла его всегда находилось около 12% в несвязанном состоянии. Однако при резком охлаждении или интенсивном нагреве на границах зерен феррита происходит обеднение хромом. В агрессивных средах может происходить межкристаллитная коррозия.

Интенсивный нагрев наблюдается во время сварочных работ. Поэтому после сварки швы стали 430 дополнительно подвергаются обработке методом пассивирования.

Никель стоит дороже хрома, поскольку является стратегическим сырьем. Однако по степени значимости легирующих элементов никель стоит на втором месте после недорогого и доступного хрома. Никелем улучшают свариваемость, пластичность и механическую прочность металла.

Простейшим способом, как отличить AISI 304 от AISI 430 в бытовых условиях, является магнит. Пищевая сталь 304 магнитными свойствами не обладает. А в стали 430 слишком много железа, и ферритная структура, поэтому магнит на нее прилипает.

Определить для конкретного проекта – AISI 40 или 304 что лучше – можно лишь с учетом характеристик рабочей и внешней среды, температурного диапазона, давления, прочих эксплуатационных условий. В своих классах (аустенитных и ферритных нержавеющих сталей) AISI 304 430 являются несомненными лидерами.

Виды коррозии нержавеющей стали

По типу развития, причине появления и признакам выделяют несколько видов коррозии нержавейки.

Щелевая коррозия нержавеющих сталей

Щелевая коррозия – широко распространенный вид ржавления нержавейки. Она развивается там, где есть небольшой зазор в конструкции, например, когда вода проникает под крепежные элементы внутрь изделия. Второй поверхностью при этом обычно выступает резиновый уплотнитель, прокладка, а порой и металлический элемент.

Механизм формирования щелевой коррозии таков:

1. Скопление агрессивных ионов в зазоре, вытеснение кислорода.
2. Появление анода в зазоре (материал вне зазора при этом играет роль катода).
3. Образование коррозии из-за изменения кислотности среды и электрохимических реакций.

Чтобы предотвратить щелевую коррозию, нужно правильно проектировать конструкции. Важно обеспечивать катодную защиту, которая снизит кислотность, а также улучшать текучесть среды.

Общая поверхностная коррозия

Общей коррозией называют равномерное нарушение структуры металла в части поверхностного слоя. Она вызывает разрушение оксидной пленки на большей части изделия или по всей его площади. Обычно причиной является контакт с сильными щелочами, кислотами, соединениями йода, фтора, брома. Главным же «врагом» нержавейки считается хлор – именно поэтому для ее чистки нельзя применять хлорсодержащие моющие средства.

Точечная коррозия (питтинг)

Больше всего питтинговой коррозии подвержены именно нержавеющие стали, а также сплавы на основе алюминия, никеля. В отличие от обычной стали, которая чаще страдает от общей поверхностной коррозии, такие материалы в большинстве случаев покрываются именно питтингами – мелкими дефектами. Локальное разрушение пассивного слоя происходит в таких ситуациях:

• царапание, механическое повреждение,
• местное изменение состава стали,
• точечное воздействие ионов хлора, серы, галогенидов,
• повышение температуры.

Точечное ржавление считается самым распространенным среди разных видов нержавейки. Из-за него в баках появляются дырки, в трубах, резервуарах – мелкие трещинки. Обычно их диаметр составляет не более 1 мм, при этом глубина может быть значительной – в этом состоит коварство данного явления. Как и в случае со щелевой коррозией, в роли анода будет выступать конкретный питтинг, а катодом станет остальная (неповрежденная) поверхность. Добавление молибдена к нержавеющей стали при ее производстве увеличивает стойкость изделий к точечной коррозии.

Интеркристаллическая коррозия

У такого процесса есть еще одно название – межкристаллитная коррозия нержавеющих сталей (МКК). Она возникает при резком повышении температуры, что случается, например, при сварке. Ржавление начинается, если при участии нагрева вдоль границ зерен проступает карбамид хрома, то есть структура этой легирующей добавки кардинально меняется. Для ферритной стали достаточная температура для формирования очагов коррозии равна +900 градусам, для аустенитной стали – +450 градусам.

Контактная коррозия

Данный вид коррозии развивается при прямом контакте разнородных металлов друг с другом под действием электролитов. К примеру, такое случается при состыковании разных металлических изделий в агрессивной токопроводящей среде – морской воде. В результате сталь локально портится, а менее благородные металлы могут и вовсе раствориться.

Свойства

Изначально марка стали AISI 304 и 430 обладают не одинаковыми свойствами.

По умолчанию нержавеющая сталь AISI 430 считается «обладающей увеличенной устойчивостью в химически активных средах к образованию коррозии». Наличие в составе хрома обеспечивает способность металла к пассивации. Однако очень важно выбирать надлежащие условия эксплуатации для сохранения устойчивости этого пассивного состояния.

По умолчанию пищевая нержавеющая сталь AISI 304 430 марку стали превосходит по нескольким параметрам. Хромоникелевые стали обладают высокими технологическими свойствами:

· повышенное сопротивление ползучести;

· увеличенная обрабатываемость;

· высокий порог окалиностойкости +800°С … +900°С.

Поэтому пищевая нержавеющая сталь 304 легко полируется, что облегчает уборку и соблюдение максимально высоких гигиенических требований в пищевом производстве и медицине.

Хромоникелевая коррозионно-стойкая жаропрочная сталь AISI 304 склонна к точечной коррозии. Эта болезнь присуща всей 300 серии аустенитных нержавеек по классификации американского стандарта. Недорогую ферритную сталь AISI 430 так же часто эксплуатируют при высоких температурах, о никогда при повышенном давлении.

Применение листовой стали

В большинстве случаев кухонное оборудование изготавливается из листовой стали. Ее раскрой и толщина могут быть разными для AISI 430 и AISI 304. В процессе производства они характеризуются как гибкие и легко режущиеся материалы, хорошо поддающиеся штамповке. Гладкость поверхности зависит от степени обработки и не связано с маркой стали.

Осмотр изделий из AISI 430 и AISI 304 позволяет заметить разницу в цвете. 304 – желтоватого оттенка, а 430 – бело-голубого, несколько напоминает алюминий.

Согласно заключению Департамента государственного санэпиднадзора РФ № 77.95.5.140.П.14626.9.00 от 01.01.2001, года сталь AISI 430 названа лучшей для использования в пищевой и перерабатывающей промышленности. Она годится для изготовления изделия для мясной, спиртовой, кондитерской, масложировой промышленности. Материал сохраняет все свои характеристики на всех этапах обработки сырья (сортировка, тепловая обработка, смешивание, измельчение, фасовка и пр.).

AISI 304 обычно используется для производства моечных ванн, люксовых и очистных столов для овощей, линий раздач, витрин и профилей для фаст-фуда.