Марки стали
AISI 321 (12Х18Н10Т) — нержавеющая сталь
- 321
- 12Х18Н10Т
- 08Х18Н10Т
- 1.4541
- SUS321
- X6CrNiTi18-10
AISI 321 (ближайший российский аналог — 12Х18Н10Т, низкоуглеродистый вариант — 08Х18Н10Т) — аустенитная нержавеющая сталь типа 18/10, стабилизированная титаном. Титан (Ti не менее 5×C) связывает углерод в стойкие карбиды титана и не дает выпадать карбидам хрома по границам зерен, поэтому 321 устойчива к межкристаллитной коррозии (МКК) после сварки и длительного нагрева, а также превосходит обычную 304 при высоких температурах: рабочий диапазон — до ~800–900 °C по жаростойкости. Важно: 12Х18Н10Т и AISI 321 — близкие, но не тождественные марки. По ГОСТ 5632-2014 у 12Х18Н10Т углерод до 0,12 % и Ni 9–11 %, по ASTM A240 у 321 углерод до 0,08 % и Ni 9–12 %; при замене сверяйте химию конкретного стандарта. Для хлоридных и морских сред титановая стабилизация не помогает — там, как и для 304, нужен молибденистый AISI 316.
- КлассАустенитная нержавеющая (коррозионно-стойкая, жаропрочная) сталь типа 18/10, стабилизированная титаном
- Российский аналог12Х18Н10Т · 08Х18Н10Т (низкоуглеродистая)
- Рабочая температура−196 … +600 °C длительно под нагрузкой (ГОСТ-марочник 12Х18Н10Т); до +800 °C при циклическом нагреве; до ~+900 °C по жаростойкости/окалиностойкости (зап. датащиты)
- Зарубежный аналог1.4541 / X6CrNiTi18-10
Магнитность
В отожженном (аустенизированном) состоянии практически немагнитна — структура чисто аустенитная. После холодной деформации (гибка, штамповка, вытяжка, резьбонарезание) часть аустенита переходит в мартенсит деформации, и сталь становится слабомагнитной. Легкое притягивание магнита на гнутой кромке или сварном шве — норма для 321 / 12Х18Н10Т, а не признак подделки или другой марки.
Химический состав
Состав по стандартам (ГОСТ 5632-2014, ASTM A240/A276, EN 10088). Где стандарты расходятся — приведены оба коридора.
| Элемент | Содержание, % | Примечание |
|---|---|---|
| C (углерод) | ≤0,12 (ГОСТ 12Х18Н10Т) / ≤0,08 (ГОСТ 08Х18Н10Т, AISI 321 ASTM A240/A276, EN 1.4541) | Главное различие марок: ГОСТ 12Х18Н10Т допускает до 0,12 % C, тогда как AISI 321 (ASTM), EN 1.4541 и ГОСТ 08Х18Н10Т — до 0,08 %. Верхний предел. |
| Cr (хром) | 17,0–19,0 | Совпадает во всех стандартах: ГОСТ 5632-2014 (12Х18Н10Т и 08Х18Н10Т), ASTM A240/A276 (321), EN 1.4541 — все дают 17–19 %. |
| Ni (никель) | 9,0–11,0 (ГОСТ 12Х18Н10Т/08Х18Н10Т) / 9,0–12,0 (AISI 321 ASTM A240, EN 1.4541) | ГОСТ-коридор уже (9–11), ASTM/EN — 9–12. Различие стандартов, не ошибка. |
| Ti (титан) | 5·C–0,80 (ГОСТ 12Х18Н10Т) / 5·C–0,70 (ГОСТ 08Х18Н10Т) / 5·(C+N)–0,70 (AISI 321 ASTM A240) / 5·C–0,70 (EN 1.4541) | Стабилизирующий элемент — ключевая особенность марки. ГОСТ 5632-2014 задает Ti формулой: нижний предел = 5×C, верхний = 0,80 % (12Х18Н10Т) или 0,70 % (08Х18Н10Т). ASTM A240 для S32100 нормирует 5×(C+N) до 0,70 %. Смысл: титана не менее пятикратного углерода, чтобы связать весь свободный C в карбиды титана TiC и защитить от МКК. |
| Mn (марганец) | ≤2,0 | Совпадает во всех стандартах (ГОСТ, ASTM, EN). Верхний предел. |
| Si (кремний) | ≤0,80 (ГОСТ) / ≤0,75 (ASTM A240) / ≤1,00 (EN 1.4541) | Расхождение по стандартам. Только верхний предел. |
| P (фосфор) | ≤0,040 (ГОСТ 5632-2014) / ≤0,045 (AISI 321 ASTM, EN 1.4541) | По официальному тексту ГОСТ 5632-2014 для 12Х18Н10Т и 08Х18Н10Т фосфор ≤0,040 %. Часть марочников приводит ≤0,035 — это значение старого ГОСТ 5632-72. Верхний предел. |
| S (сера) | ≤0,020 (ГОСТ) / ≤0,030 (ASTM A240/A276) / ≤0,015 (EN 1.4541) | ГОСТ жестче ASTM; EN-плита 1.4541 — самый жесткий предел ≤0,015. Верхний предел. |
| N (азот) | ≤0,10 (AISI 321 ASTM A240) | ASTM A240 для S32100 нормирует N ≤0,10 % и включает азот в формулу стабилизации 5×(C+N). В ГОСТ 5632-2014 для 12Х18Н10Т/08Х18Н10Т азот отдельно не нормируется. |
| Cu (медь) | остаточная, обычно <0,30–0,40 (справочно) | По ГОСТ 5632-2014 для аустенитных сталей остаточная медь не нормируется (если не оговорено особо); марочники приводят <0,3–0,4 справочно. ASTM A240 для базового 321 медь не нормирует. EN 1.4541 — без норматива по Cu. |
| Fe (железо) | основа (≈67–72) | Остальное (balance) во всех источниках; ≈67–72 % — расчетная оценка, не спецификационный предел. |
Аналоги по стандартам
Ближайшие аналоги — не тождество: при замене сверяйте химию конкретного стандарта.
| AISI / UNS | ГОСТ | EN | DIN | JIS |
|---|---|---|---|---|
| AISI 321 / UNS S32100 | 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-2014); низкоуглеродистая 08Х18Н10Т | 1.4541 / X6CrNiTi18-10 | X6CrNiTi18-10 (W.Nr. 1.4541); устар. X10CrNiTi18-9 | SUS321 |
| AISI 321H / UNS S32109 (повыш. C 0,04–0,10, жаропрочность) | ~12Х18Н10Т (близкий, C к верхней границе) | 1.4541 (H-вариант); близкий 1.4878 / X8CrNiTi18-10 | X8CrNiTi18-10 (W.Nr. 1.4878) | SUS321H |
| AISI 347 / UNS S34700 (стабилизация ниобием Nb, не Ti) | 08Х18Н12Б (ниобиевый аналог, ГОСТ 5632-2014) | 1.4550 / X6CrNiNb18-10 | X6CrNiNb18-10 (W.Nr. 1.4550) | SUS347 |
Механические свойства
Отожженное (аустенизированное) состояние, 20 °C, если не указано иное.
| Свойство | Значение | Состояние и примечание |
|---|---|---|
| Предел прочности (временное сопротивление)(σв (Rm)) | 515–690 МПа | отжиг/аустенизация, 20 °C; 515 МПа = минимум ASTM A240 для отожженного листа 321, типовое 590–690 (MakeItFrom). Рос. марочник 12Х18Н10Т (отжиг 1050–1100 °C) — 550–650 МПа; пруток ГОСТ 5949 — от 510 МПа |
| Предел текучести (лист отожженный, ASTM)(σ0,2 (Rp0,2)) | ≥205 МПа | минимум ASTM A240 (30 ksi) для отожженного листа 321, 20 °C. Типовое 220–350 (MakeItFrom) |
| Предел текучести (рос. марочник 12Х18Н10Т)(σ0,2 (σТ)) | 225–315 МПа | отжиг/аустенизация 1050–1100 °C, 20 °C. Пруток по ГОСТ 5949 — от 196 МПа (зависит от сортамента) |
| Относительное удлинение(δ5 (A5)) | ≥40 % | минимум ASTM A240 для отожженного листа 321, 20 °C. Рос. марочник 12Х18Н10Т дает 46–74 %; типовое по MakeItFrom 34–50 % |
| Относительное сужение(ψ) | 66–80 % | отжиг/аустенизация, рос. марочник 12Х18Н10Т, 20 °C |
| Твердость по Бринеллю (норма ASTM)(HB) | ≤217 HB | отжиг, лист, ASTM A240 (безразмерная) |
| Твердость по Бринеллю (типовая)(HB) | 170–179 HB | отжиг/закалка; типовое значение, не максимум (MakeItFrom 170–210; рос. марочник 12Х18Н10Т ~179). В рос. таблицах HB иногда ошибочно подписывают «МПа» — твердость по Бринеллю безразмерна |
| Твердость по Роквеллу(HRB) | ≤95 HRB | отжиг, лист, ASTM A240 (безразмерная) |
| Ударная вязкость(KCU) | 215–372 Дж/см² | отжиг/аустенизация, +20 °C (рос. марочник 12Х18Н10Т); высокая вязкость аустенита сохраняется до криогенных температур |
| Предел выносливости (усталостная прочность)(σ-1) | 220–270 МПа | оценка по MakeItFrom для 321; зависит от состояния поверхности и базы циклов |
| Модуль упругости (Юнга)(E) | 193–200 ГПа | 20 °C; зап. датащиты 193, рос. марочник 12Х18Н10Т 1,98·10⁵ МПа = 198 ГПа |
Физические свойства
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Плотность ρ | 7900–8030 (рос. марочник 12Х18Н10Т 7900–7920; зап. MakeItFrom/AZoM 7800–8030) кг/м³ |
| Плотность ρ | 7,90–8,03 г/см³ |
| Теплопроводность λ (20–100 °C) | 15 (рос. при 20 °C) / 16,1 (MakeItFrom при 100 °C); растет до ~22,2 при 500 °C Вт/(м·К) |
| Удельная теплоемкость c (0–100 °C) | 462–500 (рос. марочник 12Х18Н10Т 462; MakeItFrom 480; AZoM/ASM 500) Дж/(кг·К) |
| Коэффициент линейного расширения α | 16,6 (0–100 °C); растет с температурой в диапазоне 20–600 °C ×10⁻⁶ /K |
| Удельное электросопротивление ρэл (20 °C) | 0,72 (=720 нОм·м, MakeItFrom) / 0,725 (=725 нОм·м, рос. марочник 12Х18Н10Т) мкОм·м |
| Температура плавления | 1400–1425 (солидус ~1400, ликвидус ~1425 — ASM/MatWeb) °C |
| Рабочая температура | −196 … +600 длительно под нагрузкой; до +800 циклически; до ~+900 по жаростойкости (окалине) °C |
Коррозионная стойкость
Поведение в типовых средах. Для хлоридов, морской воды и серной кислоты нужен AISI 316 с молибденом.
| Среда | Стойкость и поведение |
|---|---|
| Межкристаллитная коррозия (МКК) после сварки и нагрева | Главное преимущество 321 / 12Х18Н10Т. Титан (Ti ≥5×C) связывает свободный углерод в карбиды титана TiC, поэтому хром остается в твердом растворе и не образует карбидов Cr23C6 по границам зерен. В отличие от нестабилизированной 304, марка не сенсибилизируется при нагреве в опасном интервале ~425–850 °C — стойка к МКК и «ножевой» коррозии сварных швов без послесварочного отжига. |
| Высокие температуры / жаростойкость (окалиностойкость) | Лучше 304 при нагреве: жаростойкость и фазовая стабильность до ~800–900 °C, повышенная жаропрочность (по BSSA — на ~20 % выше 304L при 100 °C и на ~45 % при 550 °C), хорошая стойкость к окалинообразованию и ползучести. Оптимальная область применения 425–900 °C, где 304/304L уже сенсибилизируются. |
| Атмосфера (промышленная, городская, влажная) | Отличная во всех типовых атмосферах. Исключение — морская/прибрежная хлоридная атмосфера (возможен поверхностный питтинг, нужен 316). По общей атмосферной стойкости 321 на уровне 304/304L. |
| Вода (питьевая, пар, конденсат) | Отличная при умеренных хлоридах. Условие безотказной службы — как у 304: по AZoM питьевая вода с содержанием хлоридов до ~200 мг/л при комнатной t (около 20 °C) и до ~150 мг/л при 60 °C; выше — маргинально (зависит от температуры, щелей и прочих ионов). |
| Азотная кислота (HNO3) и окислительные среды | Отличная при большинстве концентраций и температур (окислительная, пассивирует). Стабилизация титаном дополнительно защищает от МКК в горячей азотной кислоте. Молибден (316) стойкость к HNO3 не улучшает. |
| Органические кислоты, щелочи (умеренные) | Хорошая при комнатной t и умеренных концентрациях — на уровне 304. Горячие концентрированные уксусная/муравьиная кислоты агрессивны, там нужен 316/317. В горячей концентрированной щелочи под напряжением — риск каустического КРН. |
| Хлориды / морская вода / растворы NaCl | Ограниченно, не для погружения в морскую воду. Титановая стабилизация на питтинг и хлоридное КРН НЕ влияет: PREN 321 ≈18–20 (Mo≈0), как у 304. Питтинг и щелевая коррозия в теплых хлоридах, КРН выше 60 °C — нужен молибденистый 316. |
| Соляная (HCl) и сернистые среды | НЕ применять, как и 304. HCl и галогенводороды разрушают пассивную пленку при всех концентрациях; сернистая кислота и SO2 вызывают питтинг. Стойки только Mo-содержащие (316/317) или специальные сплавы (Hastelloy/титан). |
| Серная кислота (H2SO4) | Плохая в средних концентрациях (20–80 %), как у 304: титан здесь не помогает. Для H2SO4 нужны сплавы с Mo+Cu. |
Свариваемость и обработка
Свариваемость отличная, всеми стандартными способами сплавления (TIG, MIG/MAG, MMA, контактная), с присадкой и без, без обязательного послесварочного отжига — в этом главное технологическое преимущество перед 304: титан связывает углерод и предотвращает сенсибилизацию шва и зоны термического влияния. Важное ограничение: сам титан плохо переносится через высокотемпературную сварочную дугу (выгорает), поэтому 321 НЕ применяют как сварочный присадочный материал — для сварки 321 используют присадку 347 (тип ER347 / Св-07Х19Н10Б, Св-08Х19Н10Г2Б по ГОСТ 2246-70), где роль стабилизатора играет ниобий, хорошо переходящий через дугу. Предварительный подогрев не требуется. Полировка до зеркала затруднена из-за карбидов титана в структуре (характерно и для 347). Обработка резанием умеренно затруднена (сильная нагартовка зоны реза — нужны острый инструмент, малые скорости, обильная СОЖ); в отожженном состоянии хорошо гнется и формуется.
Термообработка
Закалкой не упрочняется (стабильно аустенитная). Основная термообработка — аустенизация (закалка на твердый раствор / отжиг): нагрев 950–1120 °C (рос. практика для 12Х18Н10Т — 1050–1100 °C) с быстрым охлаждением для растворения карбидов и снятия наклепа. Стабилизирующий отжиг — нагрев ~850–900 °C с выдержкой ~1 ч на 25 мм толщины: переводит углерод в стабильные карбиды титана TiC и максимально защищает от МКК при последующей службе в опасном интервале (актуально для долгой работы при 400–800 °C). Снятие напряжений — ~700 °C. Горячая обработка/ковка — после равномерного прогрева до ~1150–1200 °C с завершением деформации не ниже ~900 °C; после ковки рекомендован отжиг для восстановления коррозионной стойкости.
Применение
- Сварные сосуды и аппараты, работающие при нагреве: емкости, резервуары, теплообменники, где обычная 304 сенсибилизируется — стабилизация титаном исключает МКК шва без послесварочного отжига
- Выхлопные и газоотводящие системы, компенсаторы, сильфоны, дымоходы, газовые котлы — жаростойкость и стойкость к окалине до ~800–900 °C
- Нефтехимия и химическое машиностроение: трубопроводы, печные змеевики, аппараты крекинга и риформинга, оборудование для горячей азотной кислоты и окислительных сред
- Энергетика: элементы котлов, паропроводы, детали газовых турбин и компенсаторы, работающие при высокой температуре и циклических нагревах
- Авиация и ракетная техника: коллекторы, трубопроводы, детали выхлопных трактов и камер — высокотемпературная прочность при малом весе
- Пищевая и фармацевтическая промышленность: емкости и аппараты с термообработкой/стерилизацией, где важна и гигиеничность, и стойкость сварных швов
- Общее машиностроение и металлоконструкции: трубы, лист, пруток, крепеж и сортовой прокат для узлов, подверженных нагреву в интервале сенсибилизации
Что мы поставляем из AISI 321
Позиции каталога, где марка есть в наличии. Поставка по ГОСТ; сертификаты качества и протоколы испытаний — по запросу.
Сравнение с соседними марками
| Параметр | AISI 321 | AISI 304 | AISI 347 | AISI 316 |
|---|---|---|---|---|
| Стабилизация Ti / Nb | титан Ti ≥5×C (рос. 12Х18Н10Т) | нет | ниобий Nb ≥10×C (рос. 08Х18Н12Б) | нет |
| Углерод C, % | ≤0,08 (ASTM) / ≤0,12 (ГОСТ 12Х18Н10Т) | ≤0,08 | ≤0,08 | ≤0,08 |
| Молибден Mo, % | нет | нет | нет | 2,0–3,0 |
| Жаропрочность / рабочая температура | до ~800–900 °C (Ti), оптимум 425–900 °C | до ~600 °C длит., при сварке/нагреве риск МКК | до ~800–900 °C, лучшая при очень долгой ползучести (Nb) | до ~600 °C, лучше в агрессивных средах |
| Стойкость к МКК (после сварки/нагрева) | высокая (Ti связывает C) | риск сенсибилизации в интервале 425–850 °C | высокая (Nb связывает C); лучше как присадка | есть риск (нужен 316L) |
| Стойкость к хлоридам / морской воде | низкая (PREN ≈18–20, как 304) | низкая (PREN ≈18–20) | низкая (как 304) | высокая (PREN ≈24–28, за счет Mo) |
| Относительная цена | выше 304 (легирование Ti) | базовая (1,0 — самая дешевая) | выше 321 (ниобий дороже титана) | выше 304 на ~20–40 % (молибден) |
Частые вопросы
Источники данных
Характеристики выверены по ГОСТ 5632/5949 и независимым датащитам (без выдумывания, расхождения стандартов отмечены).
- ГОСТ 5632-2014, Таблица — 12Х18Н10Т и 08Х18Н10Т (официальный текст стандарта)
- AZoM — Stainless Steel Grade 321 (UNS S32100): Properties, Fabrication, Applications
- MakeItFrom — AISI 321 (S32100) Stainless Steel
- MakeItFrom — EN 1.4541 (X6CrNiTi18-10) Stainless Steel
- British Stainless Steel Association — Stabilised austenitic grades 321/347
- AZoM — Stainless Steel Grade 347 (UNS S34700) (для сравнения 321/347)
- Марочник сталей и сплавов — сталь 12Х18Н10Т (состав, механика, физика, аналоги)
- Металлический портал — сталь 12Х18Н10Т (механика, физика, рос. сортамент)
- metalloprokat.com — ГОСТ 5632-2014 (марки коррозионно-стойких/жаропрочных сталей)
- AZoM — Stainless Steel Grade 304 (UNS S30400) (база сравнения)
Рассчитать стоимость AISI 321
Подберем сортамент под задачу, проверим наличие, рассчитаем цену и сроки доставки.