Нержавеющая сталь 444: Свойства и ключевые применения

Нержавеющая сталь 444 классифицируется как ферритная нержавеющая сталь, которая характеризуется своей объёмно-центрированной кубической (BCC) кристаллической структурой. Этот класс в основном легируется хромом (около 18%), что обеспечивает отличную коррозионную стойкость и улучшает её механические свойства. Добавление молибдена (до 2%) дополнительно улучшает её устойчивость к питтингу и коррозии в щелях, особенно в хлоридных средах.

Общий обзор

Нержавеющая сталь 444 известна своим уникальным сочетанием свойств, что делает её подходящей для различных применений, особенно в средах, где критически важна коррозионная стойкость. Её основные характеристики включают:

• Коррозионная стойкость: Обеспечивает хорошую устойчивость к широкому спектру коррозионных сред, включая атмосферные условия и определённые кислоты.
• Устойчивость к высоким температурам: Сохраняет механические свойства при повышенных температурах, что делает её подходящей для применения в условиях высокой температуры.
• Сварка: Обладает хорошими сварочными свойствами, что позволяет легко изготавливать сложные формы.

Преимущества и ограничения

Преимущества	Ограничения
Отличная коррозионная стойкость, особенно в хлоридных средах	Ограниченная формуемость по сравнению с аустенитными марками
Хорошая прочность при высоких температурах	Низкая стойкость к ударной нагрузки при криогенных температурах
Экономическая эффективность по сравнению с более легированными нержавеющими сталями	Может быть подвержена коррозионным трещинам при определённых условиях

Исторически нержавеющая сталь 444 получила распространение в таких отраслях, как автомобилестроение, перетермизация пищи и архитектурные приложения благодаря своему благоприятному соотношению цены и производительности. Её рыночная позиция сильна, часто выбирается вместо аустенитных марок для конкретных применений, где важны цена и коррозионная стойкость.

Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты

Стандартная организация	Обозначение/Класс	Страна/Регион происхождения	Примечания
UNS	S44400	США	Ближайший эквивалент EN 1.4521
AISI/SAE	444	США	Необходимо учитывать незначительные различия в составе
ASTM	A240	США	Стандартная спецификация для нержавеющих стальных листов
EN	1.4521	Европа	Эквивалент ASTM S44400
JIS	SUS444	Япония	Похожие свойства, но могут отличаться механическими стандартами

Различия между этими эквивалентными классами могут влиять на производительность в конкретных приложениях. Например, хотя 1.4521 может предлагать немного лучшую коррозионную стойкость в определённых условиях, S44400 чаще доступен и является более экономичным вариантом.

Ключевые свойства

Химический состав

Элемент (Символ и название)	Процентный диапазон (%)
Cr (Хром)	16.0 - 18.0
Ni (Никель)	0.0 - 0.5
Mo (Молибден)	1.5 - 2.0
Fe (Железо)	Остальное
C (Углерод)	≤ 0.03
Mn (Марганец)	≤ 1.0
Si (Кремний)	≤ 1.0

Хром является основным легирующим элементом, обеспечивающим коррозионную стойкость и увеличивающим твёрдость. Молибден улучшает устойчивость к питтинговой коррозии, особенно в средах с высоким содержанием хлора. Низкое содержание углерода помогает поддерживать пластичность и свариваемость.

Механические свойства

Свойство	Состояние/Температура	Типичное значение/Диапазон (Метрика - SI единицы)	Типичное значение/Диапазон (Имперские единицы)	Справочный стандарт для метода испытаний
Прочность на растяжение	Отожжённая	450 - 550 MPa	65 - 80 ksi	ASTM E8
Предельная прочность (смещение 0.2%)	Отожжённая	200 - 300 MPa	29 - 44 ksi	ASTM E8
Удлинение	Отожжённая	20 - 30%	20 - 30%	ASTM E8
Твёрдость (по Роквеллу B)	Отожжённая	80 - 90 HRB	80 - 90 HRB	ASTM E18
Прочность на удар	-	40 Дж при -20°C	30 фунт-фут при -4°F	ASTM E23

Механические свойства нержавеющей стали 444 делают её подходящей для применения, требующего средней прочности и хорошей пластичности. Её предельная прочность и прочность на растяжение достаточны для конструктивных применений, в то время как её удлинение указывает на хорошую формуемость.

Физические свойства

Свойство	Состояние/Температура	Значение (Метрика - SI единицы)	Значение (Имперские единицы)
Плотность	-	7.8 г/см³	0.283 фунт/дюйм³
Температура плавления/Диапазон	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Теплопроводность	20 °C	25 Вт/м·К	14.5 BTU·дюйм/(ч·фут²·°F)
Удельная теплоёмкость	20 °C	500 Дж/кг·К	0.12 BTU/фунт·°F
Электрическое сопротивление	20 °C	0.73 µΩ·м	0.00000073 Ω·м

Плотность и температура плавления нержавеющей стали 444 указывают на её пригодность для высокотемпературных приложений. Её теплопроводность умеренная, что делает её эффективной для теплообменных приложений, в то время как удельная теплоёмкость указывает на способность поглощать значительное количество тепла без резких изменений температуры.

Коррозионная стойкость

Коррозионный агент	Концентрация (%)	Температура (°C/°F)	Рейтинг устойчивости	Примечания
Хлориды	3-10	20-60 / 68-140	Хорошая	Риск питтинга
Серная кислота	10-30	20-60 / 68-140	Удовлетворительная	Подвержена локализованной коррозии
Уксусная кислота	5-20	20-60 / 68-140	Хорошая	В целом устойчива
Атмосферная	-	-	Отличная	Хорошая устойчивость к атмосферной коррозии

Нержавеющая сталь 444 проявляет отличную стойкость к атмосферной коррозии и подходит для морских сред. Однако она может быть подвержена питтингу в средах с высоким содержанием хлоридов, особенно при повышенных температурах. По сравнению с аустенитными марками, такими как нержавеющая сталь 316, которая предлагает превосходную устойчивость к питтингу и коррозии в щелях, 444 часто выбирают за её экономическую эффективность в менее агрессивных средах.

Устойчивость к теплу

Свойство/Лимит	Температура (°C)	Температура (°F)	Примечания
Максимальная температура непрерывной работы	850 °C	1562 °F	Подходит для высокотемпературных приложений
Максимальная температура прерывистой работы	900 °C	1652 °F	Кратковременное воздействие только
Температура образования окалины	1000 °C	1832 °F	Риск окисления при высоких температурах

При повышенных температурах нержавеющая сталь 444 сохраняет свои механические свойства, что делает её подходящей для применения в теплообменниках и выхлопных системах. Однако длительное воздействие температур выше 850 °C может привести к окислению и образованию окалины, что требует защитных мер.

Свойства обработки

Сварка

Процесс сварки	Рекомендуемый присадочный металл (классификация AWS)	Типичный защитный газ/флюс	Примечания
TIG	ER444	Аргон	Хорошие результаты при правильной технике
MIG	ER308L	Аргон/CO2	Подходит для более толстых секций

Нержавеющая сталь 444 обычно считается свариваемой с использованием стандартных técnicas. Для более толстых секций может потребоваться предварительный подогрев, чтобы избежать трещин. Тепловая обработка после сварки может повысить свойства сварного шва.

Обрабатываемость

Параметр обработки	Нержавеющая сталь 444	AISI 1212	Примечания/Советы
Индекс относительной обрабатываемости	40%	100%	Требует более медленной скорости и острых инструментов
Типичная скорость резания	30-50 м/мин	80-100 м/мин	Рекомендуется использование охлаждающего средства

Обрабатываемость нержавеющей стали 444 умеренная. Для достижения оптимальных результатов требуется медленное резание и острые инструменты. Использование резательных жидкостей может значительно увеличить срок службы инструмента и качество поверхности.

Формуемость

Нержавеющая сталь 444 проявляет ограниченную формуемость по сравнению с аустенитными марками. Холодная формовка возможна, но необходимо избегать упрочнения при работе. Минимальный радиус изгиба обычно составляет 1.5 раза от толщины материала.

Термическая обработка

Процесс обработки	Диапазон температур (°C/°F)	Типичное время выдержки	Метод охлаждения	Основная цель / Ожидаемый результат
Отжиг	800 - 900 / 1472 - 1652	1 - 2 часа	Воздух	Снять напряжения, улучшить пластичность

Процессы термической обработки, такие как отжиг, могут значительно изменить микроструктуру нержавеющей стали 444, улучшая её пластичность и прочность. Процесс включает нагрев стали до диапазона температур, в котором она может подвергаться фазовым превращениям, за которым следует контролируемое охлаждение.

Типичные применения и конечные использования

Промышленность/Сектор	Пример конкретного применения	Ключевые свойства стали, используемые в данном применении	Причина выбора (кратко)
Автомобильная	Выхлопные системы	Коррозионная стойкость, устойчивость к высоким температурам	Долговечность в суровых условиях
Переработка пищи	Оборудование и контейнеры	Коррозионная стойкость, легкость в очистке	Гигиенические и санитарные стандарты
Архитектура	Фасады и кровля	Эстетическая привлекательность, устойчивость к погодным явлениям	Долговечный внешний вид

Другие применения включают:

• Оборудование для химической переработки
• Морские приложения
• Теплообменники

Выбор нержавеющей стали 444 для этих приложений в основном связан с её отличной коррозионной стойкостью и механическими свойствами, которые обеспечивают долговечность и надёжность.

Важные соображения, критерии выбора и дополнительная информация

Характеристика/Свойство	Нержавеющая сталь 444	AISI 316	AISI 304	Краткая запись о преимуществах/недостатках или компромиссах
Ключевое механическое свойство	Умеренная прочность	Высокая прочность	Умеренная прочность	444 экономически эффективна для нужд умеренной прочности
Ключевой аспект коррозии	Хорошо в мягких средах	Отлично в агрессивных средах	Хорошо в мягких средах	316 предлагает превосходную коррозионную стойкость
Сварка	Хорошая	Превосходная	Хорошая	444 подходит для многих процессов сварки
Обрабатываемость	Умеренная	Хорошая	Хорошая	444 требует медленных скоростей при обработке
Формуемость	Ограниченная	Хорошая	Хорошая	444 менее формуемая, чем аустенитные марки
Приблизительная относительная стоимость	Ниже	Выше	Умеренная	444 часто более экономически эффективна
Типичная доступность	Легко доступна	Легко доступна	Легко доступна	444 часто имеется на складе у многих поставщиков

При выборе нержавеющей стали 444 важны такие соображения, как экономическая эффективность, доступность и конкретные требования к применению. Её сбалансированные свойства делают её универсальным выбором для различных отраслей, хотя она может не подойти для всех коррозионных сред по сравнению с более легированными марками.

В заключение, нержавеющая сталь 444 выделяется своим уникальным сочетанием коррозионной стойкости, механических свойств и экономической эффективности, что делает её предпочтительным выбором в многих инженерных приложениях.