· доставка по РФ Калькулятор веса ГОСТы +7 (831) 281-26-60 zakaz@gkmetallinvest.ru
Справочник

AISI 201: характеристики и чем отличается от AISI 304

Опубликовано чтение 8 мин

Короткий ответ

AISI 201 — аустенитная хромомарганцевая нержавейка, в которой часть никеля заменена марганцем и азотом: по ASTM A240 в ней 16–18 % хрома, 3,5–5,5 % никеля и 5,5–7,5 % марганца, а в AISI 304 — 17,5–19,5 % хрома и 8–10,5 % никеля. Она прочнее 304 — предел текучести листа от 260 МПа против 205 МПа, — но хуже сопротивляется хлоридам и кислотам. Её берут для интерьера и сухих помещений, а для побережья, дорог с реагентами и химических сред ISSF её не рекомендует.

  • Состав по ASTM A240: Cr 16–18 %, Ni 3,5–5,5 %, Mn 5,5–7,5 %, N ≤ 0,25 %, C ≤ 0,15 %
  • Предел текучести листа: от 260 МПа по ASTM A240 (у 304 — от 205), от 350 МПа по EN 10088-2 (у 1.4301 — от 230)
  • Плотность ≈ 7,8 г/см³; немагнитна после отжига, магнитится после холодной деформации
  • Аналоги: EN 1.4372; 12Х15Г9НД — марка по ТУ, в ГОСТ 5632-2014 её нет
  • ISSF: в помещениях — положительный опыт, на побережье и у дорог с реагентами — не рекомендуется
Характеристики стали AISI 201: состав, прочность и отличия от AISI 304 и 430

Что такое AISI 201 и её химический состав

AISI 201 (UNS S20100) — аустенитная нержавеющая сталь серии 200. Аустенит в ней держится не только за счёт никеля, как в 304, но и за счёт марганца и азота. Хромомарганцевые стали известны с 1930-х годов, а широко применять их начали в США в 1950-х, когда не хватало никеля.

Химический состав, % (максимум, если не указан диапазон)
Марка, документCCrNiMnNCuSiPS
AISI 201 — ASTM A2400,1516,0–18,03,5–5,55,5–7,50,25—1,000,0600,030
1.4372 — EN 100880,1516,0–18,03,5–5,55,5–7,50,05–0,25—1,000,0450,015
12Х17Г9АН4 — ГОСТ 5632-20140,1216,0–18,03,5–4,58,0–10,50,15–0,25—0,800,0350,020
12Х15Г9НД — ТУ, данные поставщиков0,1214,0–16,51,0–1,58,5–10,50,202,00,750,0600,030
AISI 304 — ASTM A240, для сравнения0,0717,5–19,58,0–10,52,00,10—0,750,0450,030

ASTM A240 выделяет два варианта 201 в пределах одного состава: 201-1 с более стабильным аустенитом и 201-2 — с менее стабильным и более прочным. Вариант выбирают под требуемые свойства, прочность у них разная (см. таблицу ниже).

Российский аналог. Марки 12Х15Г9НД в ГОСТ 5632-2014 нет — её выпускают по техническим условиям. В справочниках поставщиков её состав немного расходится (марганец 8,5–10 или 8,5–10,5 %), но в любом варианте он беднее, чем у 201 по ASTM: хрома 14–16,5 % вместо 16–18 %, никеля 1–1,5 % вместо 3,5–5,5 %, плюс до 2 % меди. По этим цифрам 12Х15Г9НД ближе к фирменной марке J4 (Cr 15–16 %, Ni 0,8–1,2 %, Cu 1,5–2 % по данным ASSDA), чем к 201.

Из ГОСТ 5632-2014 ближе всего к 201 марка 12Х17Г9АН4: хром тот же, никель в более узких пределах, марганца больше. ГОСТ рекомендует её для изделий, работающих в атмосферных условиях, как заменитель 12Х18Н9 и 12Х18Н10Т. Европейский аналог 201 — 1.4372 (X12CrMnNiN17-7-5). Если важен состав, в заказе указывают стандарт, а марку подтверждают сертификатом с химическим анализом плавки.

Механические и физические свойства

Лист, минимальные значения в отожжённом состоянии
Марка, стандартσв, МПаσ0,2, МПаδ, %Твёрдость, не более
AISI 201-1 — ASTM A24051526040217 HB / 95 HRB
AISI 201-2 — ASTM A24065531040241 HB / 100 HRB
AISI 304 — ASTM A24051520540201 HB / 92 HRB
1.4372 — EN 10088-2, холоднокатаная полоса до 8 мм750–95035045не нормируется
1.4301 — EN 10088-2, холоднокатаная полоса до 8 мм540–75023045не нормируется

По ASTM A240 временное сопротивление 201-1 такое же, как у 304, а предел текучести выше на 27 %. По EN 10088-2 разница больше: 350 МПа у 1.4372 против 230 МПа у 1.4301. ISSF и ASSDA оценивают выигрыш по пределу текучести примерно в 30 %: азот упрочняет сталь. За прочность платят формуемостью — гнуть и вытягивать 201 труднее, чем 304.

При холодной деформации 201 быстро упрочняется. По ASTM A666 ленту 201 выпускают в нагартованных состояниях от 1/4 hard (σв от 860 МПа) до full hard (σв от 1275 МПа). ISSF предупреждает, что у хромомарганцевых сталей с пониженным никелем после глубокой вытяжки возможно замедленное растрескивание.

Физические свойства
СвойствоAISI 201AISI 304
Плотность≈ 7,8 г/см³7,9 г/см³
Модуль упругости197 ГПа193–200 ГПа
Теплопроводность при 100 °C16,3 Вт/(м·К)16,1–16,3 Вт/(м·К)
Коэффициент теплового расширения до 100 °C15,7–16,6 × 10⁻⁶ 1/К16,0–17,2 × 10⁻⁶ 1/К
Удельная теплоёмкость≈ 500 Дж/(кг·К)500 Дж/(кг·К)
Удельное электросопротивление0,69 мкОм·м0,72–0,73 мкОм·м
Интервал плавления1400–1455 °C1400–1450 °C
Окисление на воздухе: периодически / постояннодо 815 / 840 °Cдо 870 / 925 °C

Данные по 201 — из технических листов поставщиков (NKS, Tempered & Specialty Metals), пересчитаны из дюймовых единиц; по 304 — Atlas Steels и EN 10088-1. Для расчёта массы листа и трубы из 201 берут плотность 7,8 г/см³ — металл на 1–2 % легче, чем 304.

Магнитится ли AISI 201

В отожжённом состоянии AISI 201 немагнитна: как и 304, это аустенит. После холодной деформации — гибки, штамповки, вытяжки, прокатки — она начинает притягивать магнит. Причина в том, что никеля мало и аустенит нестабилен: при деформации часть структуры превращается в мартенсит деформации, а он ферромагнитен. ISSF отмечает, что склонность к такому превращению растёт по мере снижения никеля.

У 304 аустенит стабильнее, поэтому после той же обработки она магнитится слабее. Практический вывод: магнитом 201 от 304 не отличить — после отжига не магнитятся обе, на гибах и в трубах магнитятся обе, только в разной степени. О коррозионной стойкости магнитность тоже ничего не говорит. Подробнее — в статье магнитится ли нержавейка.

Коррозионная стойкость: почему ниже, чем у 304

  • Меньше хрома. Нижняя граница у 201 — 16 %, у 304 — 17,5 %. Хром образует пассивную плёнку, и чем его меньше, тем ниже стойкость к питтингу во влажной среде с хлоридами.
  • Меньше никеля. Никель важен в кислой среде и в щелях. По данным ISSF, при низком pH стойкость к щелевой коррозии растёт с содержанием никеля, а у марок с 1 % никеля скорость растворения металла в щели в 10 раз выше, чем у 304.
  • Больше углерода. До 0,15 % против 0,07 % у 304. После сварки в зоне термовлияния возможна межкристаллитная коррозия. Для сварных узлов в ASTM A240 есть низкоуглеродистые версии с C ≤ 0,03 % — UNS S20103 и 201LN (S20153).
  • Примеси. ISSF и ASSDA описывают партии сталей серии 200 от мелких производителей с повышенной серой и углеродом. Сера снижает стойкость к питтингу.

В испытании ISSF в солевом тумане (575 часов) образцы хромомарганцевых сталей с 4 % и 1 % никеля заметно прокорродировали, и ISSF называет такие марки непригодными для морской среды. В помещениях, а для неответственных изделий и на улице вдали от моря, 201 работает нормально.

Отдельный риск — «новые» марки серии 200 с 15 % хрома и около 1 % никеля. ISSF и ASSDA подчёркивают, что это фирменные составы вне международных стандартов, их стойкость ниже, чем у 201 по ASTM, а продают их иногда под видом 304.

Где AISI 201 уместна, а где нельзя

ISSF обобщил опыт применения «стандартных» марок серии 200 — с 4 % никеля и не меньше 16 % хрома, как у 201 по ASTM. Для марок с 1 % никеля ограничения жёстче.

Опыт применения по данным ISSF
УсловияОпыт с 201 (4 % Ni)Если 201 не подходит
Интерьер, сухие помещенияПоложительный—
Столовые приборы, посудаПоложительный; для посуды — хрома не меньше 16 %—
Улица вдали от моря, неответственные изделияПоложительный304
Промышленная атмосфераС ограничениями и обслуживанием; хрома не меньше 17,5 %304
Пищевые средыПоложительный; избегать pH ниже 3304, для кислот и рассолов — 316L
Посудомоечные машиныОчень ограниченный, риск щелевой коррозии304
Побережье, дороги с реагентамиНе рекомендуется316L
Кислоты и химические среды, химические цистерныНе рекомендуется316L и выше

Отсюда типичные задачи для 201: облицовка и декоративные панели внутри зданий, ограждения, перила и поручни в помещениях, мебель и торговое оборудование, декоративные конструкции из трубы. Если изделие стоит на побережье или у дороги с реагентами, контактирует с кислыми продуктами или химией, 201 заменяют на 304 или 316L. Сортамент — на странице листа AISI 201.

Сравнение AISI 201, 304 и 430

Лист по ASTM A240; плотность — справочная
ПоказательAISI 201AISI 304AISI 430
СтруктураАустенитАустенитФеррит
Хром, %16,0–18,017,5–19,516,0–18,0
Никель, %3,5–5,58,0–10,5≤ 0,75
Марганец, %5,5–7,5≤ 2,0≤ 1,0
Углерод, %≤ 0,15≤ 0,07≤ 0,12
σв, МПа, не менее515 (201-1) / 655 (201-2)515450
σ0,2, МПа, не менее260 / 310205205
δ, %, не менее404022
Плотность, г/см³≈ 7,87,97,7
МагнитностьНет после отжига, магнитится после деформацииНет после отжига, слабо после деформацииМагнитна всегда
Стойкость к хлоридамНиже, чем у 304Базовая для аустенитаНиже, чем у 304
Аналоги1.4372; 12Х15Г9НД (ТУ)1.4301; 08Х18Н101.4016; 12Х17

Против 304 у 201 два плюса — выше предел текучести и меньше никеля в составе — и два минуса: ниже коррозионная стойкость и хуже формуемость. Против 430 у 201 преимущества аустенитной структуры: по данным ASSDA аустенит лучше гнётся и сваривается, чем феррит, и сохраняет вязкость на морозе. У 430 свои плюсы: в ней нет никеля, она не склонна к хлоридному коррозионному растрескиванию под напряжением и меньше расширяется при нагреве. Подробные свойства 304 — в статье характеристики AISI 304, 321 и 316L.

Как отличить AISI 201 от AISI 304

Способы проверки
СпособОтличает 201 от 304?Комментарий
МагнитНетПосле отжига не магнитятся обе, после деформации магнитятся обе — 201 сильнее
Внешний вид, массаНетПоверхности одинаковые, плотность отличается на 1–2 %
Капельный тест на никельПодсказкаРеактив с диметилглиоксимом окрашивается на 304 ярче; результат зависит от навыка
Портативный XRF-анализаторДаПоказывает никель и марганец за несколько секунд; углерод не определяет
Спектральный анализ в лабораторииДаПолный состав, включая углерод
Сертификат с химическим анализом плавкиДаЕсли сертификат относится именно к этой партии

Самый быстрый способ — портативный анализатор. По ASTM A240 в 304 никеля не меньше 8 % и марганца не больше 2 %. Если прибор показывает марганец выше 5 % и никель ниже 6 %, это не 304 — скорее всего, сталь серии 200. Как отличить нержавейку от обычной стали и откуда берётся ржавчина на 201 — в статье почему ржавеет нержавейка.

Частые вопросы

AISI 201 — это нержавейка?

Да, это коррозионно-стойкая аустенитная сталь: по ASTM A240 в ней 16–18 % хрома. Но её стойкость ниже, чем у AISI 304, — меньше хрома и никеля. В сухих помещениях и в неагрессивной городской атмосфере 201 работает хорошо, а у моря и у дорог с реагентами на ней появляется ржавый налёт.

Какой российский аналог AISI 201?

Точного аналога в ГОСТ 5632-2014 нет. В торговле 201 обозначают как 12Х15Г9НД, но это марка по ТУ, и по данным поставщиков в ней меньше хрома (14–16,5 %) и никеля (1–1,5 %), чем в 201 по ASTM. Ближайшая по составу марка из ГОСТ 5632-2014 — 12Х17Г9АН4: Cr 16–18 %, Ni 3,5–4,5 %, Mn 8–10,5 %. Европейский аналог — 1.4372.

Магнитится ли AISI 201?

После отжига — нет, после холодной деформации — да. Никеля в 201 мало, аустенит нестабилен, и при гибке, штамповке или вытяжке часть его превращается в магнитный мартенсит деформации. Поэтому гнутые детали и трубы из 201 могут заметно притягивать магнит, а отличить 201 от 304 магнитом нельзя.

Что прочнее — AISI 201 или 304?

AISI 201. По ASTM A240 предел текучести листа 201 — от 260 МПа (у варианта 201-2 — от 310 МПа), у 304 — от 205 МПа. По EN 10088-2 разница больше: от 350 МПа у 1.4372 против 230 МПа у 1.4301. Обратная сторона — 201 труднее гнуть и вытягивать.

Можно ли AISI 201 использовать на улице?

Вдали от моря и дорог с реагентами — для неответственных изделий можно: ISSF отмечает положительный опыт. В промышленной атмосфере — с ограничениями и регулярной мойкой. На побережье и у дорог, которые посыпают солью, ISSF стали серии 200 не рекомендует — там берут 316L.

Подходит ли AISI 201 для посуды и пищевых изделий?

Для посуды и столовых приборов у марок типа 201 положительный опыт, но с оговорками. ISSF советует избегать сред с pH ниже 3 — например, уксуса и лимонного сока — и сомневается, что посуда из таких сталей хорошо переносит посудомоечную машину. Для пищевого оборудования, которое работает с кислотами и рассолами, берут 304 или 316L.

Источники

Нужен прокат AISI 201 или 304?

Лист, труба и круг из нержавеющей стали — пришлём КП под вашу задачу.