В производстве ключевым фактором нередко является его себестоимость. При закупках материалов она складывается из объемов, сложности доставки и других составляющих.
Взаимозаменяемость сталей позволяет производить изделия с теми же или повышенными техническими характеристиками, в зависимости от требований к условиям эксплуатации. При этом возможно учитывать также факторы доступности сырья, сложность его обработки.
Например, для изготовления режущего инструмента подходят стали 30Х13 и 40Х13. Оба сплава содержат 13% хрома, но разное количество углерода, работают при t⁰ 400-450 в зависимости от агрессивности среды.
Марка 40Х13 менее пластична, но обладает большей механической прочностью. Изделия из 30Х13 имеют несколько меньший срок службы при тех же нагрузках, но в равной степени справляются с окислительным действием химических составов. При подборе сравнивают значения текучести, теплового расширения, электросопротивления и другие характеристики, имеющие значение при использовании в диапазоне заданных терморежимов.
Для удобства подбора составляют таблицы взаимозаменяемости сталей, свойства сплавов должны соответствовать техническим условиям ГОСТ.
Конструкционная сталь
Марка Стали | Аналог | Применение |
Ст08 | Ст10 | Для ненагруженных деталей с повышенными параметрами стойкости к трещинообразованию и пластичности при температуре от -40 до 450: патрубков, шайб, прокладок. |
Ст10 | Ст08кп, 15кп, Ст10 (кп, пс) | Винты, шайбы, ушки, оси, рычаги с прочной поверхностью и пластичной сердцевиной, для эксплуатации при t⁰-40 до 450. |
Ст15 | Ст10, Ст20 | Крепежи, винтовые и кулачковые механизмы, с упрочняемыми поверхностями и вязкой сердцевиной для рабочих режимов -40 до 450 градусов. |
Ст20 (кп, пс) | Ст15кп | Без термической обработки или после стабилизации: ненагруженные детали с рабочим диапазоном -20 до 425 градусов — корпуса, штуцеры, вилки, болты. После цементации или цианирования поверхности: крепежные и подвижные элементы с пластичной сердцевиной. |
Ст30 | Ст25, Ст35 | Изделия с невысокой прочностью: цилиндры, валы, тяги, муфты. |
Ст40 | Ст35, Ст45, 40Г | После улучшения: элементы подвижных механизмов — маховики, зубчатые колеса, оси. После упрочнения с применением ТВЧ: ходовые валики, длинные валы с повышенными параметрами твердости поверхности и износостойкости. |
09Г2С | 09Г2, 09Г2ДТ, 09Г2Т, 10Г2С | Сварные конструкции, подверженные давлению в рабочих терморежимах -40 до 475. |
10Г2С1 | 10Г2С1Д | Емкости и котлы паровых установок, работающих со сжатыми средами при t⁰ до 475 и конструктивные элементы, предназначенные для эксплуатации в отрицательных температурах до -70. |
17ГС | 16ГС | Сварные аппараты и конструкции, находящиеся под давлением при -40 до 475 С⁰: корпуса агрегатов, фланцы. |
17Г1С | 17ГС | Строительные металлоконструкции, трубопроводы, фланцы и сварные переходы, работающие под давлением в терморежимах -40 до 475. |
15Х | 20Х | Цементируемые детали с высокой ударной прочностью и мягкой сердцевиной, для работы на износ в условиях трения: втулки, шестерни, валики, |
20Х | 12ХН2, 15Х, 18ХГТ, 20ХН, | Цементируемые изделия, подверженные износу при трении, с повышенной прочностью поверхностных слоев и пластичной сердцевиной: обоймы, диски, гильзы. |
30Х | 35Х, 30ХРА, 35ХРА | Подвижные механизмы небольших габаритов: оси, втулки, валики, рычаги |
40Х | 38ХА, 40ХН, 40ХС, 40ХР, 40ХФ | Улучшаемые подвижные элементы: валы, шестерни, зубчатые венцы, рейки |
Нержавеющая сталь
Марка стали | Аналог | Применение |
12Х18Н9Т | 12Х18Н10Т, 10Х14Г14Н4Т, 12Х17Г9АН4 | Аустенитные материалы для изготовления печного и теплообменного оборудования, и трубопроводные системы, работающих под давлением при t° от -196 до 600, в зависимости от агрессивности среды, верхний предел может быть снижен до 350 градусов. |
12Х18Н10Т | 12Х18Н9Т, 15Х25Т, 08Х17Т, 08Х22Н6Т, 12Х17Г9АН4, 10Х14Г14Н4Т, 08Х18Г8Н2Т | Трубопроводы и сосуды для работы с растворами фосфорной, азотной и уксусной кислоты при t° от -196 до 600. При высокой агрессивности среды рабочий диапазон снижают до 350 градусов. |
12Х18Н12Т | 08Х18Н10Т 12Х19Н9Т 12Х19Н9 | Коррозионно-стойкая сталь, жаростойкая и жаропрочная для работы в широком диапазоне терморежимов. |
08Х18Г8Н2Т | 12Х19Н9Т | Нержавейка аустенитно-ферритного класса для производства печных конвейеров и другого оборудования, применяемого при t° от -50 до 300 и сварных конструкций для работы в окислительных средах. |
08Х13 | 12Х13, 12Х18Н9 | Жаростойкий сплав ферритного класса для эксплуатации при постоянных воздействиях ударных нагрузок и слабо-агрессивных химических веществ. |
10Х14Г14Н4Т | 08Х18Н10Т 12Х18Н10Т 12Х18Н9Т 20Х13Н4Г9 | Для химических установок и линий, работающих со слабо-агрессивными веществами, криогенной техники, изготовления жаропрочных и жаростойких деталей, выдерживающих кратковременное повышение до 700 С°. |
20Х12ВНМФ | 20Х23Н13 20Х23Н18 | Мартенситно-ферритный сплав для роторов, лопаток, гаек, шпилек, применяемых в рабочих режимах с краткими повышениями температуры до 780. Аналоги относятся к аустенитно-ферритному классу, при слабых нагрузках выдерживают терморежим до 900. |
15Х25Т | 12Х18Н10Т | Жаростойкие сплавы до 1100 С° для трубопроводных систем, транспортирующих агрессивные составы, теплообменников, чехлов термопар, электродов свечей зажигания. Температура не должна опускаться ниже 20. |
14Х17Н2 | 10Х17Н23М2Т | Крепежи и сварные конструкции для использования при особо-агрессивных воздействиях до 600 С°. |
AISI 304 | 12Х18Н10 | Предметы бытового назначения, аппаратура и оснащение точек общепита, предприятий пищевой промышленности. |
AISI 316L | 03Х17Н14М3 | Емкости для хранения агрессивных химических составов, трубопроводы, фармацевтическое оборудование. |
AISI 316T | 10Х17Н13М2Т | Теплообменное и турбинное оборудование для энергетической и нефтехимической отрасли. |
AISI 321 | 08Х18Н10Т | Резервуары и трубопроводы, размещенные на открытых пространствах, трубопроводная арматура и механизмы для пищевой, химической и нефтеперерабатывающей отрасли. |
AISI 409L | 06ХН28МДТ | Для работы с радиоактивными веществами, особо сильными окислителями разных концентраций. |