Сталь 08Х18Н10: ГОСТ, состав, аналог AISI 304 и свойства

Химический состав по ГОСТ 5632-2014

Обозначение читается так: 08 — углерода не больше 0,08 % (в сотых долях процента), Х18 — около 18 % хрома, Н10 — около 10 % никеля. Буквы Т в конце нет: титаном сталь не легирована. Марки, их состав и назначение задаёт ГОСТ 5632-2014, который с 1 января 2015 года заменил ГОСТ 5632-72.

• Остаточный титан — до 0,50 % (п. 6.3), если стандарт на прокат не устанавливает другое.
• Остаточный молибден — до 0,30 % (п. 6.7).
• Медь в аустенитных сталях не нормируют, азот для 08Х18Н10 ГОСТ тоже не ограничивает.

По назначению ГОСТ относит 08Х18Н10 прежде всего к коррозионно-стойким сталям, во вторую очередь — к жаростойким. Жаропрочной, в отличие от 12Х18Н10Т, стандарт её не считает.

Аналоги: AISI 304, 1.4301 и X5CrNi18-10 — насколько они совпадают

Зарубежные аналоги 08Х18Н10 — американская AISI 304 (UNS S30400), европейская 1.4301 и японская SUS304. 1.4301 и X5CrNi18-10 — два обозначения одной стали по EN 10088: номер и буквенное имя, под которым её знают по немецким DIN. Atlas Steels прямо оговаривает, что такие сопоставления означают сходные по назначению стали, а не договорные эквиваленты.

Главные расхождения — никель и углерод. Одновременно под ГОСТ 5632 и ASTM A240 подходит плавка, у которой никель 9,0–10,5 %, хром 17,5–19,0 %, углерод до 0,07 %, кремний до 0,75 %, сера до 0,020 % и фосфор до 0,035 %. Серу и фосфор ГОСТ ограничивает строже американского стандарта, кремний — строже европейского. Азот ГОСТ 5632 для этой марки не нормирует, в ASTM A240 и EN 10088 он ограничен 0,10–0,11 % в зависимости от стандарта и редакции.

В старых справочниках для 304 встречаются пределы C ≤ 0,08 % и Cr 18–20 %. По данным Atlas Steels, пределы для листа в ASTM A240 изменили в 2006–2007 годах, чтобы сблизить их с ISO и европейскими стандартами. В стандарте на трубы ASTM A312 (редакция 2014 года) для TP304 указаны C ≤ 0,08 %, Cr 18–20 % и Ni 8–11 %. По прочности листа стандарты почти совпадают: σв от 510 МПа по ГОСТ 5582, от 515 МПа по ASTM A240 и 540–750 МПа по EN 10088-2 для холоднокатаного листа. Подробные характеристики американской марки — в статье характеристики AISI 304, 321 и 316L.

Если в проекте указана 08Х18Н10 по ГОСТ 5632, а поставляют AISI 304, сверьте никель в сертификате: по ГОСТ он должен быть не ниже 9,0 %.

ГОСТы на прокат из 08Х18Н10 и механические свойства

ГОСТ 5632 задаёт только марку и состав. Механические свойства, размеры и приёмку определяют стандарты на конкретный вид проката.

• ГОСТ 5582-75 — холоднокатаный лист 0,5–3,9 мм и горячекатаный 1,5–3,9 мм.
• ГОСТ 7350-77 — горячекатаный лист 4–50 мм и холоднокатаный 4–5 мм.
• ГОСТ 5949-2018 — горячекатаный и кованый сортовой прокат до 200 мм, калиброванный и со специальной отделкой поверхности; относительное сужение ψ — не менее 55 %.
• ГОСТ 9941-81 и 9940-81 предел текучести для труб из 08Х18Н10 не нормируют. ГОСТ 11068-81 включает марку в перечень, но механические свойства для неё не приводит.

Стойкость к межкристаллитной коррозии стандарты проверяют по-разному. По ГОСТ 5582 и 7350 лист из 08Х18Н10 не должен быть к ней склонен. По ГОСТ 5949-2018 испытание для этой марки проводят только по согласованию с заказчиком, а для 12Х18Н10Т оно обязательно. Тексты стандартов собраны в справочнике ГОСТов на нержавеющий прокат.

Плотность, физические свойства и магнитность

Магнитность. После закалки 08Х18Н10 почти не реагирует на магнит. Холодная деформация — прокатка, волочение, гибка, даже интенсивная полировка — частично превращает аустенит в мартенсит, и после сильного наклёпа 304 может заметно притягивать магнит. Сварные швы аустенитных сталей обычно содержат 5–12 % феррита, который защищает от горячих трещин и слабо магнитится (Atlas Steels). В 08Х18Н10 тоже может быть немного ферритной фазы: для случаев, где её содержание жёстко ограничивают, ГОСТ 5632 предлагает 06Х18Н11.

Нагрев. По приложению к ГОСТ 5632-2014 (таблица А.2) рекомендуемая максимальная температура длительной работы (до 10 000 ч) — 800 °C, интенсивное окалинообразование на воздухе начинается ориентировочно с 850 °C. В серосодержащих средах сталь неустойчива.

Сварка и риск межкристаллитной коррозии

ГОСТ 5632-2014 описывает 08Х18Н10 вместе с 12Х18Н9: холоднокатаный лист и лента повышенной прочности для деталей и конструкций на точечной сварке, а также изделия, которые подвергают закалке. Примечание стандарта — сварные соединения, выполненные другими способами, склонны к межкристаллитной коррозии.

Причина в углероде. При нагреве примерно до 450–850 °C он соединяется с хромом в карбиды по границам зёрен, металл рядом обедняется хромом и в агрессивной среде разрушается вглубь. Подробно механизм разобран в статье межкристаллитная коррозия: титан и марки L. Для сварных конструкций есть три решения:

• 08Х18Н10Т — титан от 5 × C до 0,70 %. ГОСТ рекомендует её для сварных изделий в средах более высокой агрессивности, чем для 12Х18Н10Т.
• 12Х18Н10Т — титан от 5 × C до 0,80 %. По ГОСТ — сталь для свариваемой аппаратуры в разных отраслях.
• 304L или 03Х18Н11 — углерод до 0,030 %. По данным Atlas Steels, 304L не требует отжига после сварки и поэтому идёт на изделия от 5 мм и толще; Outokumpu тоже рекомендует для толстых сечений низкоуглеродистую 1.4307.

Обычная 304 в тонком сечении и в неагрессивной среде работает и без термообработки, но толстые сварные сечения из неё, по данным Atlas Steels, для максимальной стойкости может понадобиться отжечь. Присадку для 304 берут типа 308 или 308L. Чтобы полностью вернуть шву коррозионную стойкость, цвета побежалости после сварки снимают травлением и пассивацией (Outokumpu).

08Х18Н10 или 12Х18Н10Т: сравнение

Коротко: 12Х18Н10Т берут для сварной аппаратуры и нагруженных горячих узлов — ГОСТ относит её и к жаропрочным сталям, а титан сохраняет стойкость к МКК после нагрева. 08Х18Н10 — для изделий без сварки или с точечной сваркой и для декоративных поверхностей. По данным Atlas Steels, аналог 12Х18Н10Т — AISI 321 — плохо полируется и для декоративных изделий не рекомендуется.

Где применяют 08Х18Н10 и можно ли её для пищевого контакта

• По ГОСТ 5632-2014: холоднокатаный лист и лента повышенной прочности для конструкций на точечной сварке; изделия, которые закаливают; как жаростойкая сталь — трубы, детали печной арматуры, теплообменники, муфели, реторты, патрубки и коллекторы выхлопных систем.
• По данным Atlas Steels для AISI 304: пищевое оборудование — пивоварение, переработка молока, виноделие; кухонные столы, мойки и посуда, которую глубоко вытягивают без промежуточного отжига; архитектурные панели и перила; химические ёмкости, теплообменники, крепёж и пружины.

Пищевой контакт. В приложении к ГОСТ 5632 пищевое назначение для 08Х18Н10 не указано — практику её применения в пищевой отрасли описывают справочники по AISI 304. В питьевой воде 304 стойка к питтингу при хлоридах примерно до 200 мг/л при комнатной температуре и до 150 мг/л при 60 °C. В тёплых хлоридных средах возможны питтинг и щелевая коррозия, а выше примерно 60 °C — коррозионное растрескивание под напряжением. Для рассолов, маринадов и хлорсодержащих моющих средств выбирают 316L — сравнение марок в статье пищевая нержавейка.