Марки стали
AISI 310S (20Х23Н18) — нержавеющая сталь
- 310S
- AISI 310S
- UNS S31008
- EN 1.4845
AISI 310S (UNS S31008, EN 1.4845) — рабочая лошадка высокотемпературной техники. За счет высокого содержания хрома (24-26%) и никеля (19-22%) она образует плотную, хорошо сцепленную окалину и сохраняет аустенитную структуру там, где обычные 304/321 уже катастрофически окисляются. Главное свойство — окалиностойкость (жаростойкость) на воздухе при длительной работе до ~1050 °C и кратковременно до ~1150 °C, в сочетании с приемлемой жаропрочностью (сопротивлением ползучести). Буква «S» означает низкое содержание углерода (C ≤0,08% против ≤0,25% у базовой 310): это резко снижает риск сенсибилизации и межкристаллитной коррозии после сварки и выдержки в опасном интервале, делая сталь предпочтительной для сварных печных конструкций. Не предназначена для жестких восстановительных серосодержащих атмосфер с высоким парциальным давлением серы. Ближайший ГОСТ-аналог — 20Х23Н18 (ЭИ417), но он заметно углеродистее (C ≤0,20%) и со смещенными коридорами Cr/Ni, поэтому корректнее считать его близким, а не тождественным; по низкому углероду к 310S ближе 10Х23Н18.
- КлассАустенитная жаростойкая (жаропрочная) хромоникелевая нержавеющая сталь высокого легирования (25Cr-20Ni), низкоуглеродистый вариант 310. Термообработкой не упрочняется.
- Российский аналог20Х23Н18 · ЭИ417 (то же) · 10Х23Н18 (по низкому углероду ближе)
- Рабочая температураНа воздухе: длительно (непрерывный режим) до ~1050 °C, при циклическом/прерывистом нагреве до ~1035 °C, кратковременно до ~1150 °C. Прерывистый предел НИЖЕ непрерывного из-за скалывания окалины при термоциклировании (разница КЛТР металла и оксида).
- Зарубежный аналогEN 1.4845 / X8CrNi25-21 (параллельно X15CrNi25-21, реже X12CrNi25-21)
Магнитность
Немагнитная в отожженном состоянии: магнитная проницаемость µ ≈ 1,02 (отжиг, при напряженности 200 Эрстед, по ATI). Аустенит стабилен — в отличие от 304, наклеп при холодной деформации практически не наводит магнитности.
Химический состав
Состав по стандартам (ГОСТ 5632-2014, ASTM A240/A276, EN 10088). Где стандарты расходятся — приведены оба коридора.
| Элемент | Содержание, % | Примечание |
|---|---|---|
| C (углерод) | ≤0,08 | ASTM A240 (S31008). EN 1.4845: ≤0,10; ГОСТ 20Х23Н18: ≤0,20. Ключевое отличие от базовой 310 (≤0,25) — индекс «S» = low carbon. Самая частая сетевая ошибка — путаница этих значений. |
| Cr (хром) | 24,0–26,0 | ASTM A240 = EN 1.4845: 24,0–26,0. ГОСТ 20Х23Н18: 22–25 (коридор сдвинут вниз). |
| Ni (никель) | 19,0–22,0 | ASTM A240 = EN 1.4845: 19,0–22,0. ГОСТ 20Х23Н18: 17–20 (коридор сдвинут вниз). |
| Mn (марганец) | ≤2,00 | ASTM A240 = EN = ГОСТ (≤2,0). |
| Si (кремний) | ≤1,50 | ASTM A240 = EN: ≤1,50. ГОСТ 20Х23Н18: ≤1,0. |
| P (фосфор) | ≤0,045 | ASTM A240 = EN: ≤0,045. ГОСТ: ≤0,035. |
| S (сера) | ≤0,030 | ASTM A240: ≤0,030. EN 1.4845 жестче: ≤0,015. ГОСТ: ≤0,020. |
| N (азот) | не нормируется (ASTM) | ASTM A240 Table 1A: колонка азота для S31008 = не нормируется (подтверждено по тексту стандарта). EN 1.4845: ≤0,11. Реселлеры иногда ошибочно приписывают ASTM N ≤0,10 (путают с EN). |
| Fe (железо) | остальное | баланс |
Аналоги по стандартам
Ближайшие аналоги — не тождество: при замене сверяйте химию конкретного стандарта.
| AISI / UNS | ГОСТ | EN | DIN | JIS |
|---|---|---|---|---|
| AISI/SAE 310S (UNS S31008) | 20Х23Н18 (ЭИ417) — близкий, углеродистее; 10Х23Н18 — по низкому C ближе | EN 1.4845 / X8CrNi25-21 (параллельно X15CrNi25-21, реже X12CrNi25-21) | 1.4845 | SUS 310S (жаропрочный аналог SUH310 — ближе к базовой 310) |
Механические свойства
Отожженное (аустенизированное) состояние, 20 °C, если не указано иное.
| Свойство | Значение | Состояние и примечание |
|---|---|---|
| Предел прочности Rm (σв)(Rm) | ≥515 (ASTM A240, мин.); 500–700 (EN 10095 коридор) МПа | отжиг, 20 °C; спецификационные минимумы |
| Предел текучести Rp0,2 (σ0,2)(Rp0,2) | ≥205 (ASTM A240); ≥210 (EN) МПа | отжиг, 20 °C; Rm ≠ Rp0,2 |
| Относительное удлинение A5 (δ5)(A5) | ≥40 (ASTM A240); ≥35 (EN) % | отжиг, 20 °C |
| Твердость по Роквеллу(HRB) | ≤95 HRB (безразмерно) | отжиг, макс. по ASTM A240 / Atlas |
| Твердость по Бринеллю(HB) | ≤217 (ASTM A240, Atlas); ≤192 (EN, METALCOR) HB (безразмерно) | отжиг, макс. |
| Модуль упругости (Юнга) E(E) | ~200 (коридор 190–210; METALCOR 196) ГПа | 20 °C, отжиг |
| Высокотемп. (типичные, ATI): Rp0,2 / Rm / A при 649 °C(—) | 178 / 393 / 32,0 МПа / МПа / % | отжиг, кратковременные, ASTM E8 — типичные результаты, не минимумы спецификации |
| Высокотемп. (типичные, ATI): Rp0,2 / Rm / A при 982 °C(—) | 56 / 81 / 93,3 МПа / МПа / % | отжиг, кратковременные, ASTM E8 — типичные, не минимумы |
| ГОСТ-аналог 20Х23Н18 (прутки ГОСТ 5949-75): σв / σ0,2 / δ5(—) | 490 / 196 / 35 МПа / МПа / % | для справки, splav-kharkov |
Физические свойства
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Плотность | ~7,9 г/см³ = 7900 кг/м³ (коридор 7,75–8,03: Atlas 7,75; makeitfrom 7,8; EN/METALCOR 7,9; ATI 8,03). Для расчетов брать 7,9 г/см³ / кг/м³ |
| Температура плавления | ~1400–1450 (ликвидус; AZoM 1455); солидус ~1360 (makeitfrom) °C |
| Теплопроводность λ | ~13,8–15 при 20–100 °C (ATI 13,8; Atlas 14,2); 18,7 при 20–500 °C (ATI и Atlas совпадают) Вт/(м·К) |
| Удельная теплоемкость c | ~500–502 при 0–100 °C (ATI 502; Atlas/METALCOR 500; makeitfrom 480) Дж/(кг·К) |
| Средний КЛТР α | 15,9·10⁻⁶ (20–100 °C); 17,1·10⁻⁶ (20–500 °C); 18,9·10⁻⁶ (20–1000 °C) [ATI]. Подтверждение Atlas: 15,9 / 16,2 / 17,0 для 0–100 / 0–315 / 0–538 °C 1/К |
| Удельное электросопротивление ρ | ~0,72–0,94 мкОм·м при 20 °C (Atlas 0,72; Sandmeyer/AZoM 0,78; METALCOR 0,85; ATI 310 0,94) = (72–94)·10⁻⁸ Ом·м = 72–94 мкОм·см. ATI при 648 °C: 1,227 мкОм·м мкОм·м |
| Магнитная проницаемость µ | ~1,02 (отжиг, 200 Эрстед) — |
| Рабочая температура (воздух) | длительно ≤~1050; прерывисто ≤~1035; кратковременно ≤~1150 °C |
Коррозионная стойкость
Поведение в типовых средах. Для хлоридов, морской воды и серной кислоты нужен AISI 316 с молибденом.
| Среда | Стойкость и поведение |
|---|---|
| Окалиностойкость на воздухе (длительно/прерывисто) | Высокая: непрерывно до ~1050 °C, прерывисто/циклически до ~1035 °C, кратковременно до ~1150 °C. Высокий Cr+Ni формируют стабильную защитную оксидную пленку. Прерывистый предел ниже непрерывного — при термоциклировании разница КЛТР металла и окалины вызывает скалывание (spalling) оксида. |
| Окислительные газы при высокой t | Отличная — основная область применения. В окислительных серосодержащих газах также приемлемо. |
| Восстановительные серосодержащие атмосферы (H₂S, низкий pO₂) | Данные источников расходятся: часть датащитов (Atlas, AZoM 4392) допускают применение 310/310S в H₂S-содержащих восстановительных газах; однако при высоком парциальном давлении серы (pS₂) и Ni-богатой матрице есть риск низкоплавкой Ni-S эвтектики (Ni-Ni₃S₂, ~635–645 °C) и ускоренной сульфидизации. Для жестких условий выбирают низконикелевые/спецсплавы (253MA и др.). |
| Восстановительные среды (общие) | Хуже окислительных; уступает никелевым сплавам (600, 800), но превосходит большинство жаростойких нержавеек. |
| Карбюризирующие (науглероживающие) среды | Работоспособна в умеренно науглероживающих условиях (подтверждено AZoM 4392). При жестких — нужны Ni-сплавы (например, 330 / N08330). Азотирующие среды — ограниченно, до ~850–950 °C. |
| Межкристаллитная коррозия (МКК) / сенсибилизация | Повышенная стойкость к сенсибилизации и МКК после сварки благодаря низкому углероду (≤0,08%) — основное преимущество перед базовой 310. Проходит тест ASTM A262. |
| Сигма-фаза (охрупчивание при выдержке) | При длительной выдержке в интервале ~600–900 °C (часто указывают 650–900 °C) выделяется хрупкая σ-фаза, снижающая пластичность и ударную вязкость при остывании до комнатной. Восстанавливается аустенизацией. После ~1000 ч службы выше 650 °C рекомендуется растворяющий отжиг. |
| Хлоридное коррозионное растрескивание под напряжением (КРН/SCC) в водных средах | Как все аустениты, подвержена; повышенный Ni дает лишь маргинальное улучшение. Редко лимитирует, т.к. сталь работает «на горячую», а не в водных хлоридах. |
Свариваемость и обработка
Свариваемость хорошая всеми стандартными дуговыми методами (TIG/GTAW, MIG/MAG, MMA/SMAW, дуговая под флюсом). Низкий углерод 310S минимизирует сенсибилизацию шва и зоны термического влияния. Газовую (кислородно-ацетиленовую) сварку не применять. Присадка однородная — тип 310 / ER310 / E310 (25Cr-20Ni; AWS A5.9 ER310). Риски: (1) горячие (кристаллизационные) трещины — полностью аустенитный металл шва без δ-феррита склонен к ним, контролировать чистоту, погонную энергию, не перегревать; (2) σ-фаза при последующей эксплуатации или многопроходной сварке в зоне 600–900 °C. Подогрев обычно не требуется, межпроходную температуру держать низкой. ГОСТ-аналог 20Х23Н18 ряд российских марочников помечает как «ограниченно свариваемый» (подогрев 100–120 °C + последующая ТО) — это отражает более высокий углерод ГОСТовской марки; у западной 310S требований мягче.
Термообработка
Аустенизация (отжиг на твердый раствор): базовый интервал ~1040–1065 °C (AZoM), ATI указывает 1038–1121 °C; для растворения выделившейся σ-фазы прогрев ведут выше, до ~1150 °C (Atlas/Sandmeyer). Охлаждение быстрое (вода или воздух в зависимости от сечения). Снимает наклеп, растворяет карбиды и σ-фазу, восстанавливает пластичность. Термообработкой НЕ упрочняется (аустенит) — прочность повышается только холодной деформацией (наклепом). Восстановление пластичности аустенизацией рекомендуется ориентировочно после каждых ~1000 ч службы выше 650 °C.
Применение
- Печное оборудование: муфели, реторты, своды и поды печей, направляющие, опоры и подвески, корзины и поддоны для термообработки
- Радиантные и жаровые трубы, газоходы, газоотводы; теплообменники и рекуператоры горячих газов
- Горелочные устройства, детали горелок, элементы камер сгорания
- Конвейерные ленты и ролики печей, муфели цементационных печей (умеренное науглероживание)
- Оборудование химпрома для горячих концентрированных сред (горячая азотная, аммиак, SO₂), детали для конверсии метана и пиролиза
- Сортовой прокат «Зенит Сталь» в наличии: круг, полоса, квадрат, шестигранник, уголок, швеллер
Что мы поставляем из AISI 310S
Позиции каталога, где марка есть в наличии. Поставка по ГОСТ; сертификаты качества и протоколы испытаний — по запросу.
Сравнение с соседними марками
| Параметр | AISI 310S | 20Х23Н18 (ГОСТ) | AISI 321 | AISI 304 |
|---|---|---|---|---|
| Хром Cr, % | 24–26 | 22–25 | 17–19 | 18–20 |
| Никель Ni, % | 19–22 | 17–20 | 9–12 | 8–10,5 |
| Углерод C, % | ≤0,08 | ≤0,20 | ≤0,08 | ≤0,08 |
| Рабочая t на воздухе (длит.) | ~1050 °C | ~1000 °C | ~800 °C | ~600 °C |
| Окалиностойкость | отличная (до ~1100 °C) | отличная | средняя | низкая (>870 °C) |
| Стойкость к МКК после сварки | высокая (низкий C) | ниже (C до 0,20) | высокая (Ti) | риск сенсибилизации |
| Относительная цена | высокая (25Cr-20Ni) | высокая | выше 304 | базовая |
Частые вопросы
Источники данных
Характеристики выверены по ГОСТ 5632/5949 и независимым датащитам (без выдумывания, расхождения стандартов отмечены).
- ASTM A240/A240M Table 1A (текст стандарта) — S31008: C ≤0,08 / Cr 24–26 / Ni 19–22, азот не нормируется
- ATI 309/309S/310/310S datasheet (2018), UNS S31008 — состав, физика (КЛТР, ρ, λ, c, E/G, µ), высокотемп. механика, водная коррозия
- Atlas Steels — Grade 310/310S/310H datasheet — твердость 95 HRB / 217 HB, плотность 7750 кг/м³, ρ 720 нОм·м, КЛТР, λ, c
- AZoM — Stainless Steel Grade 310/310S (UNS S31008), статья 4392 — окалиностойкость 1035/1050 °C, серосодержащие/карбюризирующие среды, аустенизация, присадка ER310
- AZoM — Grade 310S (UNS S31008), статья 6798 — состав, Rm/Rp0,2/A5, E, плотность, λ
- METALCOR — 1.4845 / AISI 310S (S31008) — EN-состав (N ≤0,11, S ≤0,015), Rp0,2 ≥210, Rm 500–700, HB ≤192, ρ 0,85 мкОм·м, плотность 7,9
- makeitfrom — EN 1.4845 (X8CrNi25-21) — солидус ~1360 °C, E ~200 ГПа, c, λ (кросс-проверка)
- Марочник splav-kharkov — 20Х23Н18 (ЭИ417) — ГОСТ-состав (Cr 22–25, Ni 17–20, C ≤0,20), σв/σ0,2/δ5, аналоги
- Sandmeyer Steel — Alloy 310/310S/310H — σ-фаза 650–900 °C, восстановление аустенизацией после 1000 ч >650 °C
- Outokumpu Therma 310S/4845 (S31008) — длительно 1050 °C, поведение в серосодержащих газах, тепловое расширение
- steelnumber — 1.4845 (EN-состав)
Рассчитать стоимость AISI 310S
Подберем сортамент под задачу, проверим наличие, рассчитаем цену и сроки доставки.