Sandvik 3R60™: Премиальная аустенитная хромо-никелевая сталь для коррозионно-стойких применений

Обзор

Sandvik 3R60 — это аустенитная хромо-никелевая сталь с минимальным содержанием молибдена 2,5% и низким содержанием углерода. Также доступен вариант для производства мочевины — Sandvik 3R60™ Urea Grade.

Более подробная техническая информация и диаграммы, касающиеся коррозионных, механических и физических свойств материала, представлены на странице материала.

Данные актуализированы 26.08.2019 (заменяют все предыдущие издания)

Физические и механические свойства

Общие свойства

Свойство	Температура	Значение	Примечание
Плотность	23,0 °C	8 г/см³
Содержание переработанного материала	—	82,1 %	Среднее значение

Механические свойства

Свойство	Температура	Значение	Примечание
Ударная вязкость (Charpy)	-270,0 °C	60 Дж	EN 13445-2 (UFPV-2) и EN 10216-5
	-196,0 °C	60 Дж	EN 13445-2 (UFPV-2) и EN 10216-5
Предел ползучести (10⁴ циклов)	550,0 °C	255 МПа	ISO значения, при 10000 ч
	575,0 °C	214 МПа	ISO значения, при 10000 ч
	600,0 °C	172 МПа	ISO значения, при 10000 ч
	625,0 °C	137 МПа	ISO значения, при 10000 ч
	650,0 °C	108 МПа	ISO значения, при 10000 ч
	675,0 °C	83 МПа	ISO значения, при 10000 ч
	700,0 °C	64 МПа	ISO значения, при 10000 ч
	725,0 °C	49 МПа	ISO значения, при 10000 ч
	750,0 °C	37 МПа	ISO значения, при 10000 ч
	Предел ползучести (10⁵ циклов)	550,0 °C	177 МПа	ISO значения, при 100000 ч
575,0 °C		137 МПа	ISO значения, при 100000 ч
600,0 °C		108 МПа	ISO значения, при 100000 ч
625,0 °C		86 МПа	ISO значения, при 100000 ч
650,0 °C		64 МПа	ISO значения, при 100000 ч
675,0 °C		46 МПа	ISO значения, при 100000 ч
700,0 °C		33 МПа	ISO значения, при 100000 ч
725,0 °C		25 МПа	ISO значения, при 100000 ч
750,0 °C		18 МПа	ISO значения, при 100000 ч
Модуль упругости	20,0 °C	200 ГПа
	100,0 °C	194 ГПа
	200,0 °C	186 ГПа
	300,0 °C	179 ГПа
	400,0 °C	172 ГПа
	500,0 °C	165 ГПа
Относительное удлинение	23,0 °C	40 %	мин., NFA 49-117, 49-217 с мин. 45% можно выполнить по запросу
Удлинение A2	23,0 °C	35 %	мин.
Твердость по Rockwell B	23,0 °C	80	макс.
Предел прочности при растяжении	23,0 °C	515–690 МПа
Предел текучести Rp0,1	20,0 °C	250 МПа	мин.
	50,0 °C	230 МПа	мин.
	100,0 °C	215 МПа	мин.
	150,0 °C	195 МПа	мин.
	200,0 °C	180 МПа	мин.
	250,0 °C	170 МПа	мин.
	300,0 °C	160 МПа	мин.
	350,0 °C	135 МПа	мин.
	400,0 °C	150 МПа	мин.
	450,0 °C	145 МПа	мин.
	500,0 °C	145 МПа	мин.
	550,0 °C	140 МПа	мин.
600,0 °C	135 МПа	мин.
Предел текучести Rp0,2	20,0 °C	220 МПа	мин.
	50,0 °C	200 МПа	мин.
	100,0 °C	180 МПа	мин.
	150,0 °C	165 МПа	мин.
	200,0 °C	150 МПа	мин.
	250,0 °C	140 МПа	мин.
	300,0 °C	135 МПа	мин.
	350,0 °C	130 МПа	мин.
	400,0 °C	125 МПа	мин.
	450,0 °C	120 МПа	мин.
	500,0 °C	120 МПа	мин.
	550,0 °C	115 МПа	мин.
600,0 °C	110 МПа	мин.

Тепловые свойства

Свойство	Температура	Значение	Примечание
Коэффициент линейного теплового расширения	100,0 °C	1,65·10⁻⁵ 1/К	для диапазона 30°C – указанная температура
	200,0 °C	1,70·10⁻⁵ 1/К	для диапазона 30°C – указанная температура
	300,0 °C	1,75·10⁻⁵ 1/К	для диапазона 30°C – указанная температура
	400,0 °C	1,80·10⁻⁵ 1/К	для диапазона 30°C – указанная температура
	500,0 °C	1,80·10⁻⁵ 1/К	для диапазона 30°C – указанная температура
	600,0 °C	1,85·10⁻⁵ 1/К	для диапазона 30°C – указанная температура
	700,0 °C	1,85·10⁻⁵ 1/К	для диапазона 30°C – указанная температура
Удельная теплоемкость	20,0 °C	485 Дж/(кг·К)
	100,0 °C	500 Дж/(кг·К)
	200,0 °C	515 Дж/(кг·К)
	300,0 °C	525 Дж/(кг·К)
	400,0 °C	540 Дж/(кг·К)
	500,0 °C	555 Дж/(кг·К)
	600,0 °C	575 Дж/(кг·К)
Теплопроводность	20,0 °C	14 Вт/(м·К)
	100,0 °C	15 Вт/(м·К)
	200,0 °C	17 Вт/(м·К)
	300,0 °C	18 Вт/(м·К)
	400,0 °C	20 Вт/(м·К)
	500,0 °C	21 Вт/(м·К)
	600,0 °C	23 Вт/(м·К)

Химический состав (масс.%)

Элемент	Содержание	Примечание
Углерод (C)	0,03 %	макс.
Хром (Cr)	17,5 %
Железо (Fe)	Остаток
Марганец (Mn)	1,7 %
Молибден (Mo)	2,6 %
Никель (Ni)	13 %
Фосфор (P)	0,04 %	макс.
Кремний (Si)	0,4 %
Сера (S)	0,015 %	макс.

Технологические свойства и применение

Области применения

Sandvik 3R60™ используется для широкого круга промышленных применений, где стали типов ASTM 304 и 304L имеют недостаточную коррозионную стойкость. Типичные примеры: теплообменники, конденсаторы, трубопроводы, охлаждающие и нагревательные катушки в химической, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и пищевой промышленностях.

Холодная деформация

Отжиг после холодного гиба обычно не требуется, но этот вопрос должен решаться с учетом степени гиба и эксплуатационных условий. Термическая обработка, если требуется, должна выполняться в виде снятия напружений или закалки с отпуском, см. раздел «Тепловая обработка».

Коррозионные свойства

Общая коррозия: Sandvik 3R60 обладает хорошей стойкостью в:

• Органических кислотах при высоких концентрациях и умеренных температурах
• Неорганических кислотах, например фосфорной и серной, при умеренных концентрациях и температурах. Сталь также пригодна для серной кислоты концентрацией выше 90% при низких температурах
• Растворах солей, например сульфатах, сульфидах и сульфитах
• Щелочных растворах при умеренных температурах

Коррозионное трещинобразование под напряжением: Аустенитные стали восприимчивы к коррозионному трещинобразованию под напряжением. Это может происходить при температурах выше ~60 °C (140 °F), если сталь испытывает растягивающие напряжения и одновременно контактирует с определенными растворами, особенно содержащими хлориды. Такие условия службы следует избегать. Условия при остановке установок также необходимо учитывать, так как образующиеся конденсаты могут создавать условия для коррозионного трещинобразования и точечной коррозии.

Для применений, требующих высокой стойкости к коррозионному трещинобразованию, рекомендуются аустено-ферритные стали, такие как Sandvik SAF 2304 или SAF 2205. См. даташиты S-1871-ENG и S-1874-ENG.

Межкристаллитная коррозия: Sandvik 3R60 имеет низкое содержание углерода и поэтому лучшую стойкость к межкристаллитной коррозии, чем стали типа AISI 316.

TTC-диаграмма (на странице даташита) показывает результаты коррозионных испытаний в течение 24 часов в кипящем растворе Штраусса (12% серной кислоты, 6% сульфата меди). Стойкость к межкристаллитной атаке намного выше у AISI 316L, чем у AISI 316. Это преимущество при сложных сварочных операциях.

Точечная и щелевая коррозия: Стойкость к этим типам коррозии возрастает с увеличением содержания молибдена. Sandvik 3R60, содержащий ~2,6% Mo, обладает существенно более высокой стойкостью к атаке, чем стали типа AISI 304, и лучшей стойкостью, чем обычные стали AISI 316/316L с 2,1% Mo.

Газовая коррозия: Sandvik 3R60 может использоваться в:

• Воздухе до 850 °C (1560 °F)
• Паре до 750 °C (1380 °F)

Ползучесть также должна учитываться при применении стали в области ползучести.

В дымовых газах, содержащих серу, коррозионная стойкость снижается. В таких средах сталь может использоваться при температурах до 600–750 °C (1100–1380 °F) в зависимости от условий службы. Факторы: окислительная или восстановительная атмосфера (содержание кислорода), наличие примесей (натрий, ванадий).

Тепловая обработка

Трубы поставляются в термически обработанном состоянии. Если после дополнительной обработки требуется дополнительная термическая обработка, рекомендуется:

Снятие напружений: 850–950 °C (1560–1740 °F), охлаждение на воздухе.

Закалка с отпуском: 1000–1100 °C (1830–2010 °F), быстрое охлаждение на воздухе или в воде.

Горячая деформация

Горячий гиб выполняется при 1100–850 °C (2010–1560 °F) и должен сопровождаться закалкой с отпуском.

Формы поставки и дополнительная информация

Формы поставки:

Бесшовные трубы из Sandvik 3R60 поставляются в размерах до 260 мм наружного диаметра в закаленном с отпуском и бело-маринованном состоянии или закаленном с отпуском в процессе яркого отжига.

Также можем поставлять из наличия другие формы продукции в марке, соответствующей ASTM 316L, в основном:

• Сварные трубы
• Фитинги и фланцы
• Круглый пруток
• Присадочные материалы для сварки

Складские размеры:

Бесшовные трубы имеются на складе в широком диапазоне размеров по ISO. Трубы для теплообменников и инструментальные трубы также имеются в размерах BWG и SWG. Полые прутки имеются на складе в большом количестве размеров как SANMAC 316L (см. даташит S-1840-ENG). Подробности нашей производственной программы приведены в каталоге S-110-ENG.

Сварка

Сварность Sandvik 3R60 хороша. Сварка должна выполняться без предварительного нагрева, последующая термическая обработка обычно не требуется. Подходящие методы плавления: ручная дуговая сварка (MMA/SMAW) и дуговая сварка в защитном газе, предпочтительно TIG/GTAW.

Для Sandvik 3R60 рекомендуется тепловой ввод <2,0 кДж/мм и межпроходная температура <150 °C (300 °F).

Рекомендуемые присадочные материалы:

• Сварка TIG/GTAW или MIG/GMAW
  • ISO 14343 S 19 12 3 L / AWS A5.9 ER316L (например, Exaton 19.12.3.L)
• Сварка MMA/SMAW
  • ISO 3581 E 19 12 3 L R / AWS A5.4 E316L-17 (например, Exaton 19.12.3.LR)
  • ISO 14343 S 19 12 3 L / AWS A5.9 ER316L (например, Exaton 19.12.3.L) — проволока или ленточные электроды рекомендуются для наплавки трубных листов и высокодавных сосудов, когда требуется коррозионная стойкость, равная Sandvik 3R60.