Stal 1.4301 (X5CrNi18-10, 304): skład, właściwości i zastosowanie

Stal 1.4301 to najpopularniejsza stal nierdzewna na świecie. Ten sam gatunek występuje jako AISI 304, X5CrNi18-10, a w starszych polskich dokumentach jako 0H18N9. To stal austenityczna z około 18% chromu i około 8-10% niklu, odporna na korozję atmosferyczną, wodę i większość produktów spożywczych, łatwa do formowania i spawania. Nie jest jednak odporna na środowiska z dużą ilością chlorków.

Oznaczenia stali 1.4301 w różnych systemach

Rozbieżność nazw wynika z kilku systemów normalizacyjnych. Europejski numer materiałowy ma postać 1.xxxx, nazwa skrócona opisuje skład chemiczny, a amerykański system AISI używa trzycyfrowych numerów. Poniższa tabela zbiera odpowiedniki, z którymi spotkasz się w ofertach, rysunkach i atestach.

Granice składu w normach europejskiej i amerykańskiej są bliskie, ale nie identyczne, więc stali o tej samej nazwie handlowej nie należy traktować jak identycznej bez sprawdzenia atestu. Do rysunku technicznego wpisuj numer EN lub nazwę skróconą, a w zamówieniu dodaj normę wyrobu i stan dostawy.

Skład chemiczny i struktura

Podstawą stali 1.4301 jest żelazo z dodatkiem chromu, który daje odporność na korozję, oraz niklu, który stabilizuje strukturę austenityczną. Węgla jest niewiele, nie więcej niż kilka setnych procenta, dzięki czemu ograniczone jest wydzielanie węglików chromu na granicach ziaren. Struktura austenityczna sprawia, że materiał jest plastyczny, dobrze znosi niskie temperatury i w stanie wyżarzonym nie jest magnetyczny.

Odmianą z jeszcze mniejszą zawartością węgla jest 1.4307, czyli 304L, preferowana do konstrukcji spawanych o dużej grubości. Gatunek z dodatkiem molibdenu 1.4404 (316L) przeznaczony jest do środowisk bardziej agresywnych, a jego porównanie z omawianą stalą zawiera artykuł stal 304 czy 316L.

Właściwości mechaniczne i fizyczne

Wytrzymałość na rozciąganie stali 1.4301 mieści się orientacyjnie w przedziale od pięciuset do siedmiuset megapaskali, a granica plastyczności wynosi rzędu dwustu kilkudziesięciu megapaskali, zależnie od wyrobu i grubości. Dokładne wartości zawsze bierz z normy wyrobu lub z atestu. Stal ma dużą wydłużalność, więc nadaje się do głębokiego tłoczenia i gięcia. W trakcie odkształcania na zimno umacnia się i może zyskać lekkie właściwości magnetyczne.

Przewodność cieplna jest niska w porównaniu do stali węglowej, a współczynnik rozszerzalności cieplnej wyższy. Przy spawaniu daje to większe odkształcenia, które trzeba kontrolować kolejnością ściegów i mocowaniem detali.

Obróbka i spawanie

Stal 1.4301 spawa się większością metod. Do cienkich blach i elementów widocznych najlepiej nadaje się metoda TIG, opisana w tekście o spawaniu TIG. Po spawaniu na powierzchni zostają przebarwienia, które trzeba usunąć trawieniem, szczotkowaniem szczotką ze stali nierdzewnej lub pasywacją, bo osłabiają odporność na korozję.

Obróbka skrawaniem jest trudniejsza niż stali konstrukcyjnych: materiał się umacnia, słabo odprowadza ciepło i ma tendencję do długich wiórów. Ostre narzędzia, stałe, nie za małe posuwy i dobre chłodzenie ograniczają zużycie. Stal nie hartuje się przez obróbkę cieplną, a twardość zwiększa się wyłącznie przez odkształcenie na zimno.

• Stosuj narzędzia o dodatnich kątach natarcia i ostre krawędzie.
• Nie zatrzymuj posuwu w materiale, bo to umacnia warstwę wierzchnią.
• Obficie chłodź lub smaruj strefę skrawania.
• Oddzielaj narzędzia i szczotki od stali węglowej, żeby nie zostawić śladów żelaza.

Zastosowania stali 1.4301

To gatunek ogólnego przeznaczenia. Pracuje w przemyśle spożywczym jako zbiorniki, stoły, rurociągi i obudowy maszyn. W gospodarstwach domowych spotkasz ją w zlewozmywakach i sprzęcie kuchennym. W budownictwie i architekturze używa się jej na balustrady i okładziny wewnętrzne, a w zakładach produkcyjnych na osłony i elementy maszyn. Tam, gdzie występują chlorki, jak baseny, wybrzeże czy solanka, lepszy wybór to stal z molibdenem. Ogólne informacje o całej rodzinie stali nierdzewnych podaje artykuł o stali nierdzewnej.

Najczęstsze pytania