Декабрь 13th, 2025 
raven000 В современной промышленности устойчивость материалов к агрессивным средам и высоким температурам является ключевым фактором при выборе конструкционных решений. Среди нержавеющих сталей особое место занимает марка AISI 310 — высоколегированная жаростойкая и жаропрочная сталь, используемая в виде листового проката для работы в экстремальных условиях. Благодаря уникальному сочетанию химического состава, механических свойств и коррозионной стойкости, листы AISI 310 стали практически эталоном для оборудования, эксплуатируемого при температурах свыше 1000 °C.
В этом материале мы подробно рассмотрим особенности AISI 310, ее состав, физико-химические характеристики, преимущества и области применения, а также рекомендации по выбору и обработке такого материала.
Химический состав AISI 310
AISI 310 — это аустенитная нержавеющая сталь с повышенным содержанием легирующих элементов. По составу она содержит:
- Хром (Cr) — около 24–26 %
Основной элемент, обеспечивающий отличную стойкость к окислению и образованию накипи при высоких температурах. - Никель (Ni) — примерно 19–22 %
Повышает жаропрочность и устойчивость к коррозии, стабилизирует аустенитную структуру. - Углерод (C) — до 0,25 %
Обеспечивает прочность, но в высоких концентрациях может уменьшать пластичность и коррозионную стойкость. - Марганец (Mn) — около 2 %
- Кремний (Si) — до 1,5 %
Способствует жаростойкости и улучшает сопротивление окислению. - Остаточные элементы — сера, фосфор (в минимальном количестве), железо — основа сплава.
Такой баланс элементов позволяет AISI 310 сохранять стабильность структуры и механических свойств в условиях длительного нагрева.
Механические и физические характеристики
Нержавеющая сталь AISI 310 демонстрирует следующие показатели (для листового проката в стандартном состоянии):
- Предел прочности на разрыв (σв): ~ 520–750 МПа
- Предел текучести (σ0.2): ~ 205 МПа
- Относительное удлинение: 40 % и выше
- Твердость по Бринеллю: ~ 160–190 HB
- Плотность: 7,9 г/см³
- Теплопроводность (при 100 °C): ~ 14,2 Вт/(м·K)
- Коэффициент линейного теплового расширения: примерно 15,9 × 10⁻⁶ /°C
Отдельного внимания заслуживает высокий предел жаростойкости: AISI 310 может работать при температуре до 1100–1150 °C в окислительных средах без серьезного ухудшения структуры.
Ключевые свойства листов AISI 310
- Жаропрочность
Сталь сохраняет прочностные характеристики при нагреве, что делает ее оптимальной для конструкций, подвергающихся длительному воздействию высоких температур. - Жаростойкость
Повышенное содержание хрома и кремния формирует плотную оксидную пленку, защищающую от окисления и выгорания металла. - Коррозионная стойкость
AISI 310 устойчива к воздействию водяного пара, газов, слабоагрессивных кислот и солей, включая среды с содержанием серы при умеренных температурах. - Аустенитная структура
Обеспечивает хорошую свариваемость, пластичность и вязкость, а также устойчивость к ударным нагрузкам. - Термостойкость к циклическому нагреву
Листы выдерживают чередующиеся нагревы и охлаждения без образования трещин и значительного коробления.
Применение листов AISI 310
Широкий спектр уникальных свойств определил разнообразие сфер применения этого материала.
Промышленная энергетика
- Облицовка камер сгорания в котлах и печах
- Экраны и теплообменники в установках, работающих при высоких температурах
- Элементы газовых турбин
Металлургия и машиностроение
- Детали печей для термообработки металлов
- Лотки и корзины для закалки
- Направляющие и поддоны в роликовых печах
Химическая и нефтегазовая промышленность
- Ректификационные колонны и реакторы, работающие в горячих коррозионных средах
- Аппараты для производства синтетического газа
- Трубопроводы и емкости, контактирующие с агрессивными веществами при высоких температурах
Строительство и архитектура
Хотя основное применение связано с тяжелой промышленностью, в архитектуре AISI 310 иногда используется для декоративных элементов, требующих устойчивости к атмосферным воздействиям и нагреву (например, облицовка дымоходов).
Обработка и изготовление изделий из листов AISI 310
Листы AISI 310 хорошо поддаются большинству стандартных методов обработки — резке, гибке, штамповке, сварке. Однако следует учитывать несколько особенностей:
- Резка
Возможна как механическая (гильотина, ленточнопильный станок), так и термическая (лазер, плазма). При термической резке важно контролировать зону термического влияния во избежание перегрева. - Сварка
Аустенитная структура обеспечивает отличную свариваемость без необходимости предварительного подогрева. Рекомендуется использование присадочных материалов с аналогичным химическим составом (например, ER310). - Гибка и формовка
Листы демонстрируют высокую пластичность, но при малых радиусах гиба лучше использовать нагрев, чтобы минимизировать риск образования микротрещин. - Термообработка
Для восстановления свойств после холодной деформации применяется отжиг в диапазоне 1050–1150 °C с последующим быстрым охлаждением.
Преимущества и ограничения
Преимущества:
- Длительная работа при температуре выше 1000 °C
- Устойчивость к окислению и нагарообразованию
- Высокая механическая прочность в сочетании с пластичностью
- Отличная свариваемость
- Минимальные деформации при циклическом нагреве
Ограничения:
- Более высокая стоимость по сравнению с низколегированными сталями и стандартными нержавеющими марками (например, AISI 304)
- Снижение коррозионной стойкости в восстановительных и высокосернистых средах при очень высоких температурах
- Меньшая теплопроводность по сравнению с углеродистыми сталями
Рекомендации по выбору и эксплуатации
- Толщина листа подбирается в зависимости от условий эксплуатации: для облицовки печей — обычно 3–6 мм, для конструкционных элементов — 8–12 мм.
- При эксплуатации в условиях термоциклирования необходимо минимизировать резкие перепады температуры.
- Для повышения срока службы в агрессивных средах возможна дополнительная поверхностная обработка (шлифовка, полировка) для уменьшения риска точечной коррозии.
- Хранить листы AISI 310 следует в сухом помещении, избегая контакта с углеродистой сталью для предотвращения гальванической коррозии.
Листы из нержавеющей стали AISI 310 являются высокотехнологичным материалом, который сочетает в себе жаропрочность, коррозионную стойкость и отличные механические характеристики. Они используются там, где другие стали быстро теряют свои свойства, — в энергетике, металлургии, химической промышленности.
Несмотря на более высокую стоимость, долговечность и надежность изделий из AISI 310 позволяют снизить общие эксплуатационные затраты, а также повысить безопасность и эффективность технологических процессов.
Выбор в пользу AISI 310 — это инвестиция в стабильность работы оборудования в самых суровых условиях.
Опубликовано в рубрике