Сталь А2 и А4 — аналоги, характеристики, разница

Нержавеющие стали — высоколегированные стали, которые имеют устойчивость к коррозии в агрессивной среде и атмосфере. Основной элемент, который придает им нержавеющие свойства — Хром (Cr).

Характеристики нержавеющих сталей

Аустенитные стали содержат 15-26% хрома и 5-25% никеля, которые увеличивают сопротивление коррозии и практически не магнитны.

Именно аустенитные хромникелевые стали обнаруживают особенно хорошие сочетание обрабатываемости, механических свойств и коррозионной стойкости. Эта группа сталей наиболее широко используется в промышленности и в производстве элементов крепежа: нержавеющих болтов, нержавеющих гаек, нержавеющих шпилек, нержавеющих винтов, а также нержавеющих шайб.

Стали аустенитной группы обозначаются начальной буквой «A» с дополнительным номером, который указывает на химический состав и применяемость в пределах этой группы:

Аустенитная структура

Группа стали	Номер материала	Краткое обозначение	Номер по AISI
А1	1.4305	X 10 CrNiS 18-9	AISI 303
А2	1.4301 / 1.4303	X 5 CrNi 18-10 / X 4 CrNi 18-12	AISI 304 / AISI 305
А3	1.4541	X 6 CrNiTi 18-10	AISI 321
А4	1.4401 / 1.4404	X 5 CrNiMo 18-10 / X 2 CrNiMo 18-10	AISI 316 / AISI 316 L
А5	1.4571	X 6 CrNiMoTi 17-12-2	AISI 316 TI

Сталь A2 (AISI 304 = 1.4301 = 08Х18Н10) — нетоксичная, немагнитная, незакаливаемая, устойчивая к коррозии сталь. Легко поддается сварке и не становится при этом хрупкой. Может проявлять магнитные свойства в результате механической обработки (шайбы и некоторые виды шурупов). Это наиболее распространенная группа нержавеющих сталей. Ближайшие аналоги — 08Х18Н10 ГОСТ 5632, AISI 304 и AISI 304L (с пониженным содержанием углерода).

Крепеж и изделия из стали A2 подходят для использования в общестроительных работах (например, при монтаже вентилируемых фасадов, витражных конструкций из алюминия), при изготовлении ограждений, насосной техники, приборостроения из нерж. стали для нефтегазодобывающей, пищевой, химической промышленности, в судостроении. Сохраняет прочностные свойства при нагреве до 425°C, а при низких температурах до -200°C.

Сталь A4 (AISI 316 = 1.4401 = 10Х17Н13М2) — отличается от стали А2 добавлением 2-3% молибдена. Это значительно увеличивает ее способность сопротивляться коррозии и воздействию кислот. Сталь А4 имеет более высокие антимагнитные характеристики и абсолютно не магнитна. Ближайшие аналоги — 10Х17Н13М12 ГОСТ 5632, AISI 316 и AISI 316L (с низким содержанием углерода).

Крепеж и такелажные изделия из стали A4 рекомендуются для использования в судостроении. Крепеж и изделия из стали A4 подходят для использования в кислотах и средах содержащих хлор (например, в бассейнах и соленой воде). Может использоваться при температурах от -60 до 450°С.

Классы прочности

Все аустенитные стали (от «А1» до «А5») подразделяются на три класса прочности независимо от марки. Наименьшую прочность имеют стали в отожженном состоянии (класс прочности 50).

Поскольку аустенитные стали не упрочняются закалкой, наибольшую прочность они имеют в холоднодеформированном состоянии (классы прочности 70 и 80). Наиболее широко используется крепеж из сталей А2-70 и А4-80.

Основные механические свойства аустенитных сталей:

Тип по DIN		A2		A4
Тип по ASTM (AISI)		304	304L	316	316L
Удельный вес (гр/см)		7.95	7.95	7.95	7.95
Механические свойства при комнатной температуре (20°С)
Твердость по Бринеллю — НВ	В отожжённом состоянии	130-150	125-145	130-185	120-170
Твердость по Роквеллу — HRB/HRC		70-88	70-85	70-85	70-85
Предел прочности при растяжении, H/мм2		500-700	500-680	540-690	520-670
Предел прочности при растяжении, H/мм2		195-340	175-300	205-410	195-370
Относительное удлинение		65-50	65-50	60-40	60-40
Ударная вязкость	KCUL (Дж/см2)	160	160	160	160
	KVL (Дж/см2)	180	180	180	180
Механические свойства при нагревании
Предел текучести при растяжении, H/мм2	при 300°C	125	115	140	138
	при 400°C	125	115
	при 500°C	105

Система обозначений

Группа

материалов

Марка стали А1 А22) А31) А42) А51) С1 С4 С5 F1

(С3*)

Класс прочности

Винты, гайки типа 1 50 70 80 50 70 110 50 70 80 45 60

Низкие гайки 025 035 040 025 035 055 025 035 040 020 030

Установочные 12H 21Н

винты, болты

Шурупы для 20H 25Н 30Н 20Н 30Н 25Н 40Н 20Н 25Н

тонких листов

1) стабилизирована в отношении межкристаллитной коррозии добавками титана или, возможно, ниобия, тантала

2) пониженное содержание углерода (макс.0.03%) может быть дополнительно отмечено «L», напр., A4L-80

*) для шурупов для тонких листов подходит сталь С3

Отличия и места применения нержавеющих сталей А2 и А4

Самые популярные стали среди нержавеющих – А2 и А4. Данное сырье относится к классу аустенитных материалов и отличается немагнитностью, повышенным сопротивлением коррозии, гигиеничностью. Благодаря этим своим свойствам стали А2 и А4 нашли широкое применение в крепежной, строительной, судовой, мебельной и других областях деятельности человека. 

Рассмотрим каждую сталь и ее свойства по отдельности:

1.    А2 – состоит из следующих элементов – 0.05% углерода, 2% марганца, 0.75% кремния, 18% хрома, 10% никеля. Такое сочетание придает стали хорошую коррозионную стойкость и высокую прочность (в сравнении с классами прочности углеродистых сталей, она приблизительно равна – 8.8). Так же материал практически немагнитен (может проявлять небольшие магнитные свойства при обработке), гигиеничен и не нуждается в покрытии или дополнительном уходе. Свое применение крепеж из А2 нашел в строительной и мебельной промышленностях.

2.    А4 – в состав данного сплава входит – 0.05% углерода, 2% марганца, 1% кремния, 17% хрома, 12% никеля и 2% молибдена. Благодаря добавлению молибдена материал приобрел дополнительную прочность (соответствует прочности 10.9 для крепежа из легированных сталей), повышенную сопротивляемость воздействию коррозии и кислот, полную немагнитность. Так же, как и сталь А2, данное сырье гигиенично и не нуждается в каком либо покрытии или уходе. Из-за повышенной коррозионной стойкости основное место применение стали марки А4 – судостроение, пищевая и химическая промышленности. 

Ниже приведены таблицы с основными механическими свойствами сталей А2 и А4:

Тип стали		А2	А4
Удельный вес (г/см)		7.95	7.95
Свойства сырья при температуре +200С
Твердость по Бринеллю, НВ	В отожженном состоянии	125…150	120…185
Твердость по Роквеллу, HRB/HRC		70…88	70…85
Предел прочности при растяжении,      Н/мм2		500…700	520…690
Предел прочности при растяжении,      Н/мм2		175…340	195…410
Относительное удлинение		50…65	40…60
Ударная вязкость	KCUL, Дж/см2	160	160
	KVL, Дж/см2	180	180
Свойства сырья при нагревании
Предел текучести при растяжении, Н/мм2	при 3000С	115…125	138…140
	при 4000С	97…98	115…125
	при 5000С	88…93	95…105

Приблизительные значения моментов затяжки и усилий предварительной затяжки для болтов из нержавеющих сталей:

Диаметр резьбы, мм	А2, класс прочности 70		А4, класс прочности 80
	Усилие предварительной затяжки, Н	Момент затяжки, Нм	Усилие предварительной затяжки, Н	Момент затяжки, Нм
3000	3.5	4750	4.7
6200	6700
12200	13700
16300	22000
24200	32000
45000	135	60000	180
71000	455	140000	605
191000	1050	255000	1400

Предыдущие статьи

• 

• 

• 

Свойства

Содержание легирующих компонентов и общее содержание химических элементов напрямую влияют на свойства стали.

Сталь А2 имеет следующие свойства:

1. Прочность. Класс прочности марки А2 определяется процентным содержанием углерода, марганца и кремния. Минимальное присутствие серы и фосфора также являются одним из факторов получения высоких прочностных характеристик. Показатели прочности сохраняются при эксплуатации изделий из сталей данной марки при температурах от -200ºC до +425ºС.
2. Поддаётся всем видам механической обработки (сверление, резка, протяжка, прокат);
3. Соединения с использованием различных типов сварки обладают достаточным запасом прочности. При сваривании, в местах стыка (сварочные швы) практически не происходит изменения кристаллической структуры металла, что обеспечивает пластичность соединения.
4. Не нуждается в дополнительной термической обработке (закаливанию).
5. Обладает повышенным коэффициентом устойчивости к воздействию различных химических соединений. Исключения составляют концентрированные соединения кислот и жидкости с повышенным содержанием хлора.
6. Сталь не обладает магнитными свойствами. Небольшие проявления магнетизма могут проявляться после механической обработки заготовок.

По своим техническим и технологическим показателям сталь марки А2 аналогична «нержавейке» отечественного производства (08X18H10) и марке зарубежных производителей (AISI 304, AISI 304L, USA).

Состав

Механические, физические и технологические особенности нержавеющей стали А2 обеспечиваются оптимальным сочетанием в составе легирующих компонентов. В состав стали входят следующие элементы, влияющие на характеристики:

Углерод, C	Кремний, Si	Сера, S	Фосфор, P	Никель, Ni	Марганец, Mn	Молибден, Mo	Хром, Cr
0,1-0,5	1,0	0,3	0,05	8-19	2,0	До 5,0	15-20

В таблице указано процентное отношение элементов, входящих в состав А2.

При замене никеля на ванадий, получают идентичную марку стали, но отличающуюся повышенной прочностью и износостойкостью. Основным отличием марки стали А2 от других марок аустенитных данной категории (А), является повышенное содержание меди (Cu), до 4% (в таблице неуказанно)

Мартенситные марки стали

Ограничивают коррозионностойкие стали, закалкой которых можно добиться отличной прочности. Магнитны.

С1: марки стали, напр., 1.4006 1.4021 1.4028

применяются для турбин, насосов, режущего инструмента

С3: марки стали, напр., 1.4057

ограниченная, но лучшая, чем у С1 коррозионная стойкость. Применяется для насосов, аппаратов и арматуры.

С4: марки стали, напр., (1.4104 используется наиболее часто)

Стали для обработки резанием, в остальном как С1.

Ферритные марки стали

Магнитные коррозионностойкие стали, незакалённые (закалка не должна проводиться, даже когда возможна).

F1: марки стали, напр.: 1.4016 1.4113

Стали этих марок могут заменять А2 и А3 и использоваться в среде с повышенным содержанием хлоридов.

Нержавеющий крепеж на нашем сайте

• Болты нержавеющие;
• Гайки нержавеющие;
• Винты нержавеющие;
• Шпильки нержавеющие;
• Шайбы плоские нержавеющие;
• Шайбы пружинные нержавеющие.

Класс прочности нержавеющей стали А2, А4

К примеру, обозначение на головке: А2-70, А4-70

Группа	Марка стали	Диаметры, в мм	Кл.прочности	Прочность на разрыв, Н/мм2	Предельн. текучесть Н/мм2	Удлинение при разрыве, в мм
Аустенитная	А2, А4	до М39 вкл.	50	500	210	0.6d
Аустенитная	А2, А4	до М24 вкл.	70	700	450	0.4d
Аустенитная	А2, А4	до 24 вкл.	80	800	600	0.3d

Применение

Основными преимуществами А2 влияющими на выбор данной марки являются технические параметры и себестоимость готовой продукции. Марка А2, в линейке сортового металлопроката занимает нишу среднего и низкого ценового диапазона. Именно это, в сочетании с доступностью различных вариантов механической обработки, отсутствием необходимости дополнительных затрат на проведение термической обработки и нанесения антикоррозийного покрытия, определило выбор в пользу стали А2 при изготовлении крепёжных элементов.

Готовые конструкции, отдельные элементы конструкций, сборочные комплектующие и элементы крепления используются практически во всех отраслях промышленного производства. Пищевая, химическая, нефтегазовая отрасль, машиностроение. Везде, где требуется повышенная надёжность при эксплуатации при повышенных нагрузках и в условиях воздействия агрессивных сред, конструкции в целом и отдельных конкретных узлов и механизмов используются изделия из сталей данной марки.

Отдельно можно выделить отсутствие магнитных свойств, которое нашло применение в приборостроении, где наличие дополнительного магнитного поля может повлиять на точность показаний.

Как отмечалось выше, при введении в состав сплава ванадия получается сталь повышенной прочности и износоустойчивости. Подобный вариант сплава находит своё применение в производстве комплектующих деталей для рельсового транспорта.

Зная общие технические характеристики стали марки А2 всегда можно сделать выбор в её пользу, если условия эксплуатации стальных конструкций, механизмов и узлов не требуют условий узкой специализации. При соблюдении действующих стандартов, регламентирующих процесс производства, на выходе получают продукт высокого качества по доступной цене, что немаловажно в современной экономической ситуации.

:

/5 — голосов

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (1 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка...