Приложение c
(справочное)
Нержавеющая сталь
C.1 Общие положения
(1) В настоящем приложении приведены теплотехнические и механические свойства следующих марок нержавеющих сталей: 1.4301, 1.4401, 1.4571, 1.4003 и 1.4462.
Примечание — Для других марок нержавеющих сталей могут быть использованы механические свойства, приведенные в 3.2 EN 1993-1-4. Теплотехнические свойства могут быть приняты по настоящему приложению.
(2) Значения свойств материала, приведенные в настоящем приложении следует использовать как нормативные.
(3) Механические свойства стали при 20 °C должны приниматься по EN 1993-1-4 как при проектировании для эксплуатации в условиях нормальных температур.
C.2 Механические свойства стали
C.2.1 Прочность и деформация
(1) При скоростях нагрева от 2 до 50 K/мин, прочность и деформация нержавеющей стали при повышенных температурах принимаются по диаграмме деформирования, приведенной на рисунке C.1.
Примечание — Для требований, приведенных в настоящем стандарте, принимается, что скорости нагрева находятся в указанных границах.
(2) Данную диаграмму необходимо использовать для определения сопротивлению растяжению, сжатию, кручению или сдвигу.
(3) В таблице C.1 приведены значения понижающих коэффициентов для диаграммы деформирования некоторых нержавеющих сталей при повышенных температурах по отношению к соответствующим значениям при 20 °C:
— угла
наклона линейного участка области
упругих деформаций, по отношению к углу
наклона при 20 °C:
;
— условного
предела текучести, по отношению к пределу
текучести при 20 °C:
;
— предела
прочности на растяжение, по отношению
к пределу прочности на растяжение при
20 °C:
(4) Для
использования упрощенного метода
расчета в таблице C.1 приведен понижающий
коэффициент
для определения
предела текучести:
(C.1)
(5) Для использования общих методов расчета в таблице C.2 приведены дополнительные значения для диаграммы деформирования некоторых нержавеющих сталей при повышенных температурах:
— угол
наклона условного предела текучести,
по отношению к углу наклона при 20 °C:
;
— предельная
деформация:
C.2.2 Плотность
(1) Плотность стали может приниматься независящей от температуры. Рекомендуется использование следующего значения: = 7850 кг/м3.
Область деформаций |
Напряжение |
Тангенс угла наклона |
|
|
|
|
|
|
Параметры |
|
|
Функции |
|
|
,
,
Напряжение,
Деформация,
Обозначения: — предел прочности на растяжение;
— условный
предел текучести при 0,2 % пластической
деформации;
— тангенс
угла наклона линейного участка области
упругих деформаций;
— тангенс
угла наклона участка условного предела
текучести;
— общая
деформация при условном пределе
текучести;
— предельная
деформация
Рисунок C.1 — Диаграмма деформирования нержавеющих сталей
при повышенных температурах
Таблица C.1 — Коэффициенты для определения деформации и жесткости нержавеющей стали при повышенных температурах
Температура стали a |
Коэффициент снижения (относительно Ea) угла наклона линейного участка области упругих деформаций |
Коэффициент
снижения
(относительно fy)
условного предела текучести
|
Коэффициент
снижения
(относительно fu)
предела прочности на растяжение
|
Коэффициент
для определения предела текучести
fy,
|
Марка 1.4301 |
||||
20 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
0,26 |
100 |
0,96 |
0,82 |
0,87 |
0,24 |
200 |
0,92 |
0,68 |
0,77 |
0,19 |
300 |
0,88 |
0,64 |
0,73 |
0,19 |
400 |
0,84 |
0,60 |
0,72 |
0,19 |
500 |
0,80 |
0,54 |
0,67 |
0,19 |
600 |
0,76 |
0,49 |
0,58 |
0,22 |
700 |
0,71 |
0,40 |
0,43 |
0,26 |
800 |
0,63 |
0,27 |
0,27 |
0,35 |
900 |
0,45 |
0,14 |
0,15 |
0,38 |
1000 |
0,20 |
0,06 |
0,07 |
0,40 |
1100 |
0,10 |
0,03 |
0,03 |
0,40 |
1200 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,40 |
Марка 1.4401/1.4404 |
||||
20 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
0,24 |
100 |
0,96 |
0,88 |
0,93 |
0,24 |
200 |
0,92 |
0,76 |
0,87 |
0,24 |
300 |
0,88 |
0,71 |
0,84 |
0,24 |
400 |
0,84 |
0,66 |
0,83 |
0,21 |
500 |
0,80 |
0,63 |
0,79 |
0,20 |
600 |
0,76 |
0,61 |
0,72 |
0,19 |
700 |
0,71 |
0,51 |
0,55 |
0,24 |
800 |
0,63 |
0,40 |
0,34 |
0,35 |
900 |
0,45 |
0,19 |
0,18 |
0,38 |
1000 |
0,20 |
0,10 |
0,09 |
0,40 |
1100 |
0,10 |
0,05 |
0,04 |
0,40 |
1200 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,40 |
Продолжение таблицы C.1
Температура стали a |
Коэффициент снижения (относительно Ea) угла наклона линейного участка области упругих деформаций |
Коэффициент снижения (относительно fy) условного предела текучести |
Коэффициент снижения (относительно fu) предела прочности на растяжение |
Коэффициент для определения предела текучести fy, |
Марка 1.4571 |
||||
20 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
0,25 |
100 |
0,96 |
0,89 |
0,88 |
0,25 |
200 |
0,92 |
0,83 |
0,81 |
0,25 |
300 |
0,88 |
0,77 |
0,80 |
0,24 |
400 |
0,84 |
0,72 |
0,80 |
0,22 |
500 |
0,80 |
0,69 |
0,77 |
0,21 |
600 |
0,76 |
0,66 |
0,71 |
0,21 |
700 |
0,71 |
0,59 |
0,57 |
0,25 |
800 |
0,63 |
0,50 |
0,38 |
0,35 |
900 |
0,45 |
0,28 |
0,22 |
0,38 |
1000 |
0,20 |
0,15 |
0,11 |
0,40 |
1100 |
0,10 |
0,075 |
0,055 |
0,40 |
1200 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,40 |
Марка 1.4003 |
||||
20 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
0,37 |
100 |
0,96 |
1,00 |
0,94 |
0,37 |
200 |
0,92 |
1,00 |
0,88 |
0,37 |
300 |
0,88 |
0,98 |
0,86 |
0,37 |
400 |
0,84 |
0,91 |
0,83 |
0,42 |
500 |
0,80 |
0,80 |
0,81 |
0,40 |
600 |
0,76 |
0,45 |
0,42 |
0,45 |
700 |
0,71 |
0,19 |
0,21 |
0,46 |
800 |
0,63 |
0,13 |
0,12 |
0,47 |
900 |
0,45 |
0,10 |
0,11 |
0,47 |
1000 |
0,20 |
0,07 |
0,09 |
0,47 |
1100 |
0,10 |
0,035 |
0,045 |
0,47 |
1200 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,47 |
Окончание таблицы C.1
Температура стали a |
Коэффициент снижения (относительно Ea) угла наклона линейного участка области упругих деформаций |
Коэффициент снижения (относительно fy) условного предела текучести |
Коэффициент снижения (относительно fu) предела прочности на растяжение |
Коэффициент для определения предела текучести fy, |
Марка 1.4462 |
||||
20 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
0,35 |
100 |
0,96 |
0,91 |
0,93 |
0,35 |
200 |
0,92 |
0,80 |
0,85 |
0,32 |
300 |
0,88 |
0,75 |
0,83 |
0,30 |
400 |
0,84 |
0,72 |
0,82 |
0,28 |
500 |
0,80 |
0,65 |
0,71 |
0,30 |
600 |
0,76 |
0,56 |
0,57 |
0,33 |
700 |
0,71 |
0,37 |
0,38 |
0,40 |
800 |
0,63 |
0,26 |
0,29 |
0,41 |
900 |
0,45 |
0,10 |
0,12 |
0,45 |
1000 |
0,20 |
0,03 |
0,04 |
0,47 |
1100 |
0,10 |
0,015 |
0,02 |
0,47 |
1200 |
0,00 |
0,00 |
0,00 |
0,47 |
Таблица C.2 — Коэффициент снижения и предельная деформация для использования в общих методах расчета
Температура стали a |
Коэффициент
снижения
(относительно Ea)
угла наклона
линейного участка
области упругих деформаций
|
Предельная деформация [-] |
Марка 1.4301 |
||
20 |
0,11 |
0,40 |
100 |
0,05 |
0,40 |
200 |
0,02 |
0,40 |
300 |
0,02 |
0,40 |
400 |
0,02 |
0,40 |
500 |
0,02 |
0,40 |
600 |
0,02 |
0,35 |
700 |
0,02 |
0,30 |
Продолжение таблицы C.2
Температура стали a |
Коэффициент снижения (относительно Ea) угла наклона линейного участка области упругих деформаций |
Предельная деформация [-] |
800 |
0,02 |
0,20 |
900 |
0,02 |
0,20 |
1000 |
0,02 |
0,20 |
1100 |
0,02 |
0,20 |
1200 |
0,02 |
0,20 |
Марка 1.4401/1.4404 |
||
20 |
0,050 |
0,40 |
100 |
0,049 |
0,40 |
200 |
0,047 |
0,40 |
300 |
0,045 |
0,40 |
400 |
0,030 |
0,40 |
500 |
0,025 |
0,40 |
600 |
0,020 |
0,40 |
700 |
0,020 |
0,30 |
800 |
0,020 |
0,20 |
900 |
0,020 |
0,20 |
1000 |
0,020 |
0,20 |
1100 |
0,020 |
0,20 |
1200 |
0,020 |
0,20 |
Марка 1.4571 |
||
20 |
0,060 |
0,40 |
100 |
0,060 |
0,40 |
200 |
0,050 |
0,40 |
300 |
0,040 |
0,40 |
400 |
0,030 |
0,40 |
500 |
0,025 |
0,40 |
600 |
0,020 |
0,35 |
700 |
0,020 |
0,30 |
800 |
0,020 |
0,20 |
900 |
0,020 |
0,20 |
1000 |
0,020 |
0,20 |
Окончание таблицы C.2
Температура стали a |
Коэффициент снижения (относительно Ea) угла наклона линейного участка области упругих деформаций |
Предельная деформация [-] |
1100 |
0,020 |
0,20 |
1200 |
0,020 |
0,20 |
Марка 1.4003 |
||
20 |
0,055 |
0,20 |
100 |
0,030 |
0,20 |
200 |
0,030 |
0,20 |
300 |
0,030 |
0,20 |
400 |
0,030 |
0,15 |
500 |
0,030 |
0,15 |
600 |
0,030 |
0,15 |
700 |
0,030 |
0,15 |
800 |
0,030 |
0,15 |
900 |
0,030 |
0,15 |
1000 |
0,030 |
0,15 |
1100 |
0,030 |
0,15 |
1200 |
0,030 |
0,15 |
Марка 1.4462 |
||
20 |
0,100 |
0,20 |
100 |
0,070 |
0,20 |
200 |
0,037 |
0,20 |
300 |
0,035 |
0,20 |
400 |
0,033 |
0,20 |
500 |
0,030 |
0,20 |
600 |
0,030 |
0,20 |
700 |
0,025 |
0,15 |
800 |
0,025 |
0,15 |
900 |
0,025 |
0,15 |
1000 |
0,025 |
0,15 |
1100 |
0,025 |
0,15 |
1200 |
0,025 |
0,15 |
C.3 Теплотехнические свойства
C.3.1 Температурное удлинение
(1) Относительное температурное удлинение аустенитной нержавеющей стали ∆l/l определяется по формуле
, (C.1)
где l — длина при 20 °C;
l — удлинение, вызванное повышением температуры;
a — температура стали (°C).
Примечание — Зависимость величины относительного температурного удлинения от температуры изображена на рисунке C.2.
Относительное
температурное
удлинение
Температура,
С
Рисунок C.2 — Изменение относительного температурного удлинения
нержавеющей стали в зависимости от температуры
C.3.2 Удельная теплоемкость
(1) Удельная теплоемкость нержавеющей стали ca определяется по формуле
Дж/(кг
K), (C.2)
где a — температура стали (°C).
Примечание — Зависимость удельной теплоемкости нержавеющей стали от температуры изображена на рисунке C.3.
Удельная
теплоемкость, Дж/(кг
К)
Температура,
С
Рисунок C.3 — Зависимость удельной теплоемкости нержавеющей стали от температуры
C.3.3 Теплопроводность
(1) Теплопроводность
нержавеющей стали
определяется по формуле
Вт/(м
К), (С.3)
где a — температура стали (°C).
Примечание — Изменение коэффициента теплопроводности нержавеющей стали в зависимости от температуры изображено на рисунке C.4.
Коэффициент
теплопроводности, Вт/(м
К)
Температура,
С
Рисунок C.4 — Зависимость коэффициента теплопроводности нержавеющей стали
от температуры