Сталь aisi 316 гост
Полный обзор Aisi 316: сфера применения, свойства и аналоги
Нержавеющая сталь марки AISI 316 – сплав из 300-й серии, который изготавливается в соответствии с требованиями The American Iron and Steel Institute, то есть стандартами Америки. 316 AISI представляет собой модернизированную версию 304 марки — добавлен молибден(Мо). 316-я обладает более высокой прочностью и имеет лучшее сопротивление ползучести в более высоких температурах, чем 304 АИСИ. Она также обладает отличными механическими и коррозионными свойствами в под-нулевых температурах. Российский аналог сплава – марка 03Х17Н14М3.
Наличие Мо способствует большей устойчивости к коррозии, что позволяет использовать нержавеющую сталь в агрессивных условиях и при высоких температурах. Молибден предотвращает восприимчивость сплава к питтинговой и щелевой коррозии в хлористой среде, морской воде и в парах уксусной кислоты.
316 AISI применяется для производства: химического оборудования, подвергающегося воздействиям агрессивных веществ; инструментов, вступающих в контакт с морской водой, корзин; оборудования для проявления фотопленки; корпусов котлов, используемых под высоким давлением; установок для переработки пищи; емкостей для отработанных масел для коксохимических установок, корзин и многого другого.
Обозначение по международным стандартам
Американский стандарт ASTM A240
Российский стандарт ГОСТ 5632-72
Применяемые стандарты и одобрения
Химический состав
Марка АИСИ 316 относится к нержавеющим высоколегированным хромо-никелевым нержавеющим сталям. Она довольно плохо проводит тепло и электроэнергию, может использоваться в качестве маломагнитного материала. Антикоррозийные свойства обусловлены большим содержанием хрома в металле. Молибден усиливает антикоррозийные свойства, защищая сплав от коррозии питтингового и щелевого типа в агрессивных средах. К примеру, в растворе хлора или соленой морской воде, в парах уксусной к-ты. Благодаря марганцу стабилизируется аустенитная структура, а за увеличение технологичности отвечает никель. Титан придает стали прочность и плотность, а кремний усиливает упругость, вязкость и кислотоустойчивость стали. Марганец эффективно повышает износостойкость металла, а также устойчивость к механическим нагрузкам.
Химический состав AISI 316 (стандарт ASTM A240)
Компоненты стали AISI 316
Масс. %
Химический состав марки AISI 316Ti и 316L
Марка нержавеющей стали
AISI 316Ti (Стандарт ASTM A240)
AISI 316L (Стандарт ASTM A240)
Механические свойства при комнатной температуре
Сталь нержавеющая AISI 304 легка в обработке при любых температурах, отлично сваривается различными способами.
Нержавеющая сталь AISI 316
Сопротивление на разрыв (σв),
Предел текучести (σ0,2),
Предел текучести (σ1,0),
Относительное удлинение (σ), %
Твердость по Бринеллю (HB)
Твердость по Роквеллу (HRB)
В соответствии с ASTM A 240
Нержавеющая сталь 316 лидирует в коррозийной стойкости, благодаря чему она востребована в промышленности и медицине. Ее стоимость примерно на 40% выше, чем у 304 марки.
Свойства при высоких температурах
Ниже указаны данные только для марок AISI 316 и AISI 316Ti, потому что показатели стали AISI 316L плохо себя проявляют при температуре свыше 425°С.
Максимальная прочность при повышенных температурах
Температура, °C
600
700
800
900
1 000
Rp m / Предел прочности (при растяжении), Н/мм², сопротивление на разрыв
Наименьшие величины предела упругости(ползучести) при повышенной температуре
550
650
Rp 1,0 / Пластичная деформация 1% (текучесть), Н/мм²
Максимальные температура эксплуатации АИСИ 316
Температура образования окалины (условия окисления):
Концентрация, % к массе
Код: 0 = хорошая степень защиты (скорость коррозии не превышает 100 мм/год); 1 = частичная защита (скорость варьируется от100m до 1000 мм/год); 2 = не пригоден/non resistant – (превышает 1000 мм/год).
Скорость коррозии (мм/год)
Свойства AISI 316 при низких температурах
Температура, ° по Цельсию
Предел прочности (актуально при растяжении материала), N/mm 2
Предел Упругости,(0.2%), (другими словами - условный предел текучести) N/mm2
Ударная вязкость, J
Физические свойства
Нержавейка AISI 316 обладает физическими свойствами, которые практически идентичны свойствам марки 304. Единственное, 316 имеет незначительно бОльшую плотность.
Плотность стали(вес) 316 — 7,88 г/см3.
Таблица физических свойств AISI 316 и AISI 316L
Наименование
Условные обозначения
Единица измерения
Температура
Значение
Средний коэффициент теплового расширения
Электрическое удельное сопротивление
Физико-механические параметры
Предел прочности при комнатной температуре, МПа
Предел упругости , МПа
Твердость по Бринеллю, НВ
Для непрерывного воздействия верхний предел рекомендованных t° составляет 870° по цельсию. Допускается прерывистая обработка при t° до 925. Сплав является одним из самых пластичных среди аналогичных, его можно подвергать различного формата холодным обработкам.
Технологические свойства
Технические характеристики стали AISI 316:
- Предел текучести 220 МПа. С повышением температуры показатель падает.
- Допускаемое напряжение сплава при тесте на разрыв составляет не менее целых 520 МПа. Это сравнительно высокий показатель среди всех нержавеющих сталей с подобным хим. составом.
- Плотность – 7880 кг/м3. Это ощутимо выше, нежели у аналогичных сплавов.
- Твердость по Роквеллу(HRB) насчитывается в пределах 85 единиц(максимально допустимо 100).
Продажа стали осуществляется в различных форматах – кругах, проволоке, листах, трубах, лентах и т.д.. Это позволяет быстро выбрать необходимый сортамент для изготовления нужных изделий.
Сопротивление коррозии
Общая Коррозия
Стали марок AISI 316, 316L являются наиболее стойкими из всех нержавеющих сталей 300-ой серии к атмосферным и другим умеренным типам коррозии. Все среды, в которых рекомендуется применять стали 300-ой серии, не представляют опасности для молибденсодержащих типов. Одно известное исключение — азотная кислота, которая служит для них сильным окислителем.
AISI 316 является наиболее стойким к серной кислоте, чем любые другие хромо- и никельсодержащие марки. При температурах около 50°C сталь стойко выдерживает воздействие этой к-ты в концентрации до 5 процентов. В температурных диапазонах до 40°C и выше 60°C имеет превосходное сопротивление более высоким концентрациям. В местах конденсации сернистых газов она является намного более стойкой, чем другие типы.
Он также широко используется в горячих органических и жирных кислотах, поэтому часто применяется в изготовлении и обработке некоторых продуктов и фармацевтических изделий.
Питтинговая (щелевая) коррозия
Сопротивление 316 сталей к питтинговой коррозии в присутствии хлорида увеличено более высоким содержанием элементов: Сr, Мо, N.
Относительная мера питтингостойкости определяется параметром, вычисляемым как PREN = Cr+3.3Mo+16N . PREN для сталей AISI 316 и AISI 316L (PREN=24.2) выше, чем для AISI 304 (PREN=19.
0), что отражает лучшую стойкость к питтингу за счет присутствия Мо.
- Лучшую стойкость к питтинговой коррозии обеспечивает более высокое содержание молибдена в сплаве.
- CCCT (Критическая Температура Щелевой Коррозии) и CPT (Критическая Температура Питтинговой Коррозии) скоррелированы с PREN.
- Сталь марки AISI 304 может сопротивляться щелевой коррозии в воде, содержащей приблизительно до 100 ppm хлоридов, в то время как для AISI 316 и AISI 317 этот показатель составляет до 2000 и 5000 ppm хлоридов, соответственно.
Хотя эти сплавы использовались в морской воде, они не рекомендуются для такого использования. Применение этих марок предпочтительно в аэрозольной морской среде (фасады зданий около океана) и загрязненной городской среде (крыши, дымоходы).
Межкристаллитная коррозия
Содержание углерода в нержавеющих сплавах типа 316 может вызвать сенсибилизацию от теплового режима в местах сварных швов и зонах их термического влияния. По этой причине использование низкоуглеродистой нержавеющей стали AISI 316L предпочтительно в деталях, при изготовлении которых применяется сварка. «Низкий углерод» увеличивает время, необходимое для осаждения «вредных» карбидов хрома, но не прекращает реакцию их осаждения на длительное время в данном диапазоне температур.
AISI 316, 316L, 316Ti
Все эти значения относятся только к AISI 316 и AISI 316 Ti. Для AISI 316L значения не приводятся, т.к. её прочность заметно уменьшается при температуре выше 425 °C.
Сопротивление на разрыв при повышенных температурах (AISI 316, AISI 316Ti)
| Температура (°C) | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
|---|---|---|---|---|---|
| Сопротивление на разрыв (при растяжении), Н/мм 2 | 460 | 320 | 190 | 120 | 70 |
Максимальные рекомендуемые температуры эксплуатации
Температура образования окалины:
Непрерывное воздействие 925°C
Прерывистые воздействия 870°C
Физические свойства (AISI 316L)
| Физические свойства | Условные обозначения | Единица измерения | Температура | Значение |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | d | - | 4°C | 8.0 |
| Температура плавления | °C | 1440 | ||
| Удельная теплоемкость | c | J/kg.K | 20°C | 500 |
| Тепловое расширение | k | W/m.K | 20°C | 15 |
| Средний коэффициент теплового расширения | α | 10 -6 .K -1 | 20-100°C 20-300°C 20-500°C | 16.0 17.0 18.0 |
| Электрическое удельное сопротивление | ρ | Ωmm 2 /m | 20°C | 0.75 |
| Магнитная проницаемость | μ | в 0.80 kA/m | 20°C | 1.005 |
| Модуль упругости | E | MPa x 10 3 | 20°C | 200 |
Общая Коррозия
Стали марок AISI 316, 316L являются наиболее стойкими из всех нержавеющих сталей 300-ой серии к атмосферным и другим умеренным типам коррозии. Все среды, в которых рекомендуется применять стали 300-ой серии, не представляют опасности для молибденсодержащих сортов. Одно известное исключение - азотная кислота, которая служит для них сильным окислителем.
AISI 316 является значительно более стойкими к серной кислоте, чем любые другие хром-никельсодержащие марки. При температурах около 50 °C AISI 316 стойка к этой кислоте в концентрации до 5 процентов. В температурах до 40°C и выше 60°C эта марка имеет превосходное сопротивление более высоким концентрациям. В местах конденсации сернистых газов она является намного более стойкой, чем другие типы. Однако следует тщательно следить за безопасной концентрацией.
Содержание молибдена в стали AISI 316 обеспечивает сопротивление окислению в большинстве применяемых окружающих средах. Как показывают лабораторные исследования, сплав обеспечивает превосходное сопротивление кипению 20%-ой фосфорной кислоты. Он также широко используется в горячих органических и жирных кислотах, поэтому часто применяется в изготовлении и обработке некоторых продуктов и фармацевтических изделий.
AISI 316 и AISI 316L могут одинаково хорошо применяться в средах, где существует риск возникновения межкристаллитной коррозии. Использование низкоуглеродистой AISI 316L предпочтительно в деталях, при изготовлении которых применяется сварка.
Степень защиты металла в кислотных средах
| Температура, °C | 20 | 80 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Концентрация, % к массе | 10 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 10 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| Серная кислота | 0 | 1 | 2 | 2 | 1 | 0 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Азотная кислота | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 |
| Фосфорная кислота | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 |
| Муравьиная кислота | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
0 - высокая степень защиты - Скорость коррозии менее чем 100 мкм/год
1 - частичная защита - Скорость коррозии от 100 до 1000 мкм/год
2 - нет защиты - Скорость коррозии более чем 1000 мкм/год
Атмосферные воздействия
Сравнение AISI 316 с другими металлами в различных атмосферах
(Скорость коррозии рассчитана при 5-летнем воздействии).
| Окружающая среда | Скорость коррозии (мкм/год) | ||
|---|---|---|---|
| AISI 316 | Алюминий-3S | Углеродистая сталь | |
| Сельская | 0.0025 | 0.025 | 5.8 |
| Морская | 0.0076 | 0.432 | 34.0 |
| Индустриальная Морская | 0.0051 | 0.686 | 46.2 |
Коррозионностойкость в кипящих химикалиях для AISI 316L
| Кипящая среда | Скорость коррозии (мм/год) |
|---|---|
| 20%-ая уксусная кислота | 0.003 |
| 45%-ая муравьиная кислота | 0.531 - 0.594 |
| 1%-ая соляная кислота | 0.024 - 1.615 |
| 10%-ая щавелевая кислота | 1.130 - 1.224 |
| 20%-ая фосфорная кислота | 0.015 - 0.027 |
| 10%-ая сульфаминовая кислота | 3.030 - 3.155 |
| 10%-ая серная кислота | 16.137 - 16.718 |
| 10%-й бисульфат натрия | 1.427 - 1.816 |
| 50%-ая гидроокись натрия | 1.971 - 2.169 |
Питтинговая коррозия
Сопротивление 316 сталей к питтинговой коррозии в присутствии хлорида увеличено более высоким содержанием хрома(Сr), молибдена(Мо), и азота (N). Относительная мера питтингостойкости определяется параметром, вычисляемым как PREN = Cr+3.3Mo+16N. PREN для сталей AISI 316 и AISI 316L(PREN=24.2) выше, чем для AISI 304 (PREN=19.0), что отражает лучшую питтингостойкость за счет присутствия молибдена.
Как показано в таблице ниже, лучшую стойкость к питтинговой коррозии обеспечивает более высокое содержание молибдена в сплаве.
CCCT (Критическая Температура Щелевой Коррозии) и CPT (Критическая Температура Питтинговой Коррозии) скоррелированы с PREN.
Сталь марки AISI 304 может сопротивляться питтинговой (щелевой) коррозии в воде, содержащей приблизительно до 100 ppm хлоридов, в то время как для AISI 316 и AISI 317 этот показатель составляет до 2000 и 5000 ppm хлоридов, соответственно.
Хотя эти сплавы использовались в морской воде (19 000 ppm хлоридов), они не рекомендуются для такого использования. Для применения в морской воде разработан сплав с 6.2 % Мо и 0.22 % N. Однако применение этих марок в аэрозольной морской среде (фасады зданий около океана) и загрязненной городской среде (крыши, дымоходы) возможно.
| Марка | Композиция | PREN 1 | CCCT 2 (°C) | CPT 3 (°C) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Cr | Mo | N | ||||
| AISI 304 | 18.0 | - | 0.06 | 19.0 | - | |
| AISI 316 | 16.5 | 2.1 | 0.05 | 24.2 | 15 | |
| AISI 904L | 20.5 | 4.5 | 0.05 | 36.2 | 20 | 40 |
- 1 Pitting Resistance Equivalent — Эквивалент Сопротивления питтинговой коррозии, включая азот, PREN =Cr+3.3Mo+16N
- 2 Critical Crevice Corrosion Temperature — Критическая Температура Щелевой Коррозии, CCCT, в соответствии с ASTM G-48B (6%FeCl3 в течение 72 часов, с щелями)
- 3 Critical Pitting Temperature — Критическая Температура Питтинговой Коррозии, CPT, в соответствии с ASTM G-48A (6%FeCl3 в течение 72 часов)
Межкристаллитная коррозия
Содержание углерода в AISI 316 может вызвать сенсибилизацию от теплового режима в местах сварных швов и зонах их термического влияния. По этой причине использование низкоуглеродистой стали AISI 316L предпочтительно в деталях, при изготовлении которых применяется сварка. «Низкий углерод» увеличивает время, необходимое для осаждения «вредных» карбидов хрома, но не прекращает реакцию их осаждения на длительное время в данном диапазоне температур.
Тест на МКК (Межкристаллитную коррозию)
| ASTM A 262 Оценочные испытания | Состояние металла | Скорость коррозии (мм/год) | |
|---|---|---|---|
| AISI 316 | AISI 316 L | ||
| Practice B (Метод B) (гептагидрат сульфата железа - Серная кислота) | Обычный | 0.9 | 0.7 |
| Сваренный | 1.0 | 0.6 | |
| Practice E (Метод E) (пентагидрат сульфата меди - Серная кислота) | Обычный | Без трещин на изгибе | Без трещин |
| Сваренный | Незначительные трещины на сварном шве (недопустимо) | Без трещин | |
| Practice A (Метод A) (Травление щавелевой кислотой) | Обычный | Расслоение ступенчатое | Расслоение ступенчатое |
| Сваренный | Глубокое растрескивание (недопустимо) | Расслоение ступенчатое | |
Растрескивание (Крекинговая коррозия) под напряжением
Аустенитные сплавы под воздействием напряжения восприимчивы коррозионному растрескиванию (SCC) в галоидных соединениях. Хотя 316-е сплавы несколько более стойкие к SCC из-за содержания молибдена, они все равно являются весьма восприимчивыми.
- присутствие ионов галоидного соединения (вообще хлоридов);
- остаточные напряжения при растяжении;
- температуры свыше 50 °C.
Напряжения могут возникнуть из-за деформации сплава в холодном состоянии во время формования, или ротационной вытяжки, или в процессе сварки, из-за возникновения напряжения от смены тепловых циклов.
Уровни напряжения могут быть снижены путем отжига или термической обработкой после деформации в холодном состоянии.
Низкоуглеродистый материал AISI 316L - лучший выбор при эксплуатации при воздействии напряжений, которые способствуют возникновению межкристаллитной коррозии.
Скорость растрескивания в зависимости от условий окружающей среды
Сварка
- Сталь легко свариваемая
- После сварки термическая обработка не требуется
- Сварные швы должны быть механически или химически очищены от окалины, затем пассивированы
Формовка
AISI 316/316L, являясь чрезвычайно прочной, упругой и пластичной, с легкостью находит множество применений. Типичные действия включают изгиб, формирование контура, волочение, ротационную вытяжку и т.д. В процессе формовки можно использовать те же машины и, чаще всего, те же инструменты, что и для углеродистой стали, но здесь требуется на 50-100% больше силы. Это связано с высокой степенью упрочнения при формовке аустенитной стали, что в некоторых случаях является отрицательным фактором.
| число Эриксена характеристика обрабатываемости листового металла давлением | LDR предельный коэффициент вытяжки |
|---|---|
| 11.0-11.5 (мм) | 2.00-2.05 (мм) |
Обработка
Отжиг
Диапазон температуры отжига 1050°C ± 25°C сопровождается последующим быстрым охлаждением на воздухе или в воде. После отжига необходимо травление и пассивирование.
AISI 316
Марка AISI 316 - улучшенная версия 304, с дополнением молибдена и немного более высоким никелевым содержанием. Данная композиция AISI 316 значительно повышает коррозионное сопротивление в большинстве агрессивных средах. Молибден делает сталь более защищенной от питтинговой и щелевой коррозии в хлористой среде, морской воде и в парах уксусной кислоты. Более низкий показатель общей коррозии в слегка коррозионных средах дает хорошее коррозионное сопротивление в загрязненной и морской атмосфере.
316-я обладает более высокой прочностью и имеет лучшее сопротивление ползучести в более высоких температурах, чем AISI 304. AISI 316 также обладает отличными механическими и коррозионными свойствами в поднулевых температурах. Когда есть опасность коррозии в околошовных сварных зонах, должна быть использована низко-углеродная марка - AISI 316L. AISI 316Ti стабилизированная титаном версия, используется для сопротивления сенсибилизации в течение продолжительного времени в температурном дипазоне 550 - 800°C.
Область применения
Из-за своего выдающегося сопротивления коррозии и окислению, хороших механических свойств и технологичности, AISI 316 имеет приложения во многих секторах промышленности. Некоторые из них включают:
- Баки и судна для хранения коррозионных жидкостей;
- Специализированное промышленное оборудование в химическом, продовольственном, бумажно-целюлозном, горнодобывающем, фармацевтическом и нефте-химическом секторах экономики;
- Архитектурные приложения в очень коррозионных средах.
Химический состав (ASTM A240):
| C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | Ti | |
| AISI 316 | 0.08 max | 2.0 max | 0.045 max | 0.030 max | 1.0 max | 16.0 to 18.0 | 10.0 to 14.0 | 2.00 to 3.00 | - |
| AISI 316L | 0.03 max | 0.5 max | |||||||
| AISI 316Ti | 0.08 max | 5X%C |
Типичные свойства в отожженном состоянии:
Свойства, указанные в этой публикации типичны для производства одного из заводов и не должны быть расценены как гарантируемые минимальные значения для целой спецификации.
Механические Свойства при комнатной температуре:
| AISI 316 | AISI 316L | AISI 316Ti | ||||
| Типичн | Min | Типичн | Min | Типичн | Min | |
| Rp m Предел прочности (при растяжении), N/mm2 | 580 | 515 | 570 | 485 | 600 | 515 |
| Rp0,2 Предел Упругости (текучесть), (0.2 %), N/mm2 | 310 | 205 | 300 | 170 | 320 | 205 |
| удлинение (% in L = 5.65 S0) | 55 | 40 | 60 | 40 | 50 | 40 |
| Твердость по Бринеллю - НВ | 165 | - | 165 | - | 165 | - |
| Органолептическая проба Эриксена, мм | 8 - 10 | - | 10 - 11 | - | - | - |
| Усталостная прочность, N/mm2 | 260 | - | 260 | - | 260 | - |
Свойства при высоких температурах:
Все эти значения относятся только к 316 и 316 Ti. Для 316L значения не приводятся, потому что её прочность заметно уменьшается выше 425°C.
Предел прочности при повышенных температурах
| Температура, °C | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
| Rp m Предел прочности (при растяжении), N/mm2 | 460 | 320 | 190 | 120 | 70 |
Минимальные величины предела упругости (ползучесть) при высокой температуре (деформация в 1 % за 10 000 часов)
| Температура, °C | 550 | 600 | 650 | 700 | 800 |
| Rp1,0 1.0% пластичная деформация (текучесть) N/mm2 | 160 | 120 | 90 | 60 | 20 |
Максимум, рекомендованных температур обслуживания (условия окисления)
Непрерывное воздействие 925°C
прерывистые воздействия 870°C
Свойства в низких температурах (AISI 316)
| Температура, °C | -78 | -161 | -196 |
| Rp m Предел прочности (при растяжении), N/mm2 | 400 | 460 | 580 |
| Rp0,2 Предел Упругости, (0.2 %), (условный предел текучести) N/mm2 | 820 | 1150 | 1300 |
| Ударная вязкость, J | 180 | 165 | 155 |
Сопротивление коррозии:
Кислотные среды
Примеры приводятся для некоторых кислот и их растворов (наиболее общие значения):
| Температура, °C | 20 | 80 | ||||||||||
| Концентрация, % к массе | 10 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 10 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| Серная кислота | 0 | 1 | 2 | 2 | 1 | 0 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Азотная кислота | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 |
| Фосфорная кислота | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 2 |
| Муравьиная кислота | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 2 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
Код:
0 = высокая степень защиты - Скорость коррозии менее чем 100 mm/год;
1 = частичная защита - Скорость коррозии от 100m до 1000 mm/год;
2 = non resistant - Скорость коррозии более чем 1000 mm/год.
Атмосферные воздействия
Сравнение 316-й марки с другими металлами в различных окружающих средах (скорость коррозии расчитана при 10-летнем подвергании).
| Окружающая среда | Скорость коррозии (mm/год) | ||
| AISI 316 | Aлюминий-3S | углеродистая сталь | |
| Сельская | 0.0025 | 0.025 | 5.8 |
| Морская | 0.0076 | 0.432 | 34.0 |
| Индустриальная морская | 0.0051 | 0.686 | 46.2 |
Тепловая обработка:
Отжиг
Высокая температура от 1010°C до 1120°C и быстрый отпуск (охлаждение) в воздухе или воде. Лучшее сопротивление коррозии получено, когда отжиг при 1070°C, и быстром охлаждении.
Отпуск (снятие напряжения)
Нагрев до 200-400°C с последующим воздушным охлаждением.
Горячая обработка (интервал ковки)
Начальная температура: 1150 - 1200°C.
Конечная температура: свыше 900°C.
Для нарушения действия, ковка должна быть завершена между: 930 и 980°C.
Любая горячая обработка должна сопровождаться отжигом.
Обратите внимание: Время для достижения однородности прогрева дольше для нержавеющих сталей чем для углеродистых сталей - приблизительно в 12 раз.
Холодная обработка:
Стали AISI 316, 316L, 304, 304L являясь чрезвычайно прочными, упругими и пластичными, с легкостью находят множество применений. Типичные действия включают изгиб, формовку растяжением, глубокую и ротационную вытяжку.
AISI 316 и AISI 321 сравнение сталей
Серия сталей 300 объединяет класс хромоникелевых аустенитных сплавов. К этой серии относятся AISI 316 и 321. В состав этих металлов входят схожие легирующие составляющие. Сравнивая сталь 316 321 по химическому составу, можно определить их схожесть и различия. А также, как добавки влияют на их свойства.
Химический состав aisi 316 321
- Углерод – 0,1 %
- Хром – 17,0-19,0 %
- Никель – 9,0-11,0%
- Титан – 0,5 % мах.
- Углерод – 0,08 %
- Хром – 16-18
- Никель – 10-14
- Молибден – 2,0-3,0
Малый процент углерода в обоих металлах обеспечивает им свариваемость и хорошую пластичность. А наличие большой концентрации никеля и легирующей составляющей – молибдена в 316, определяет данный сплав, как очень стойкий к негативным атмосферным явлениям. Титан в сплаве 321 повышает его прочность, но при этом значительно повышает стоимость. Полный перечень химического состава обоих металлов см. табл.
| Марки | C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | Ti | Fe |
| AISI 321 | 17,0-19,0 | 9,0-12,0 | - | Остальное | ||||||
| AISI 316 | 16,0-18,0 | 10,0-14,0 | 2,0-3,0 | - | Остальное |
Свойства сплавов: 316 или 321
Оба сплава в определённых условиях эксплуатации могут заменять друг друга. Это обусловлено тем, что большинство их свойств аналогичны (хотя есть между aisi 316 и aisi 321 отличие). AISI 316 относится к классу аустенитных, конструкционных никельсодержащих криогенных сталей. А 321 – хромоникелевая нержавеющая сталь общего назначения, с добавлением в сплав титана.
К общим свойствам относят:
- возможность эксплуатации в условиях влияния агрессивных веществ при высоких температурах;
- лёгкую свариваемость;
- стойкость к образованию коррозийных отложений, в том числе щелевых и питтинговых;
- прочность (повышенный показатель у 321 за счёт титана в сплаве);
- пластичность;
- обрабатываемость.
Кроме того, чтобы точно определить, какую выбрать сталь для изготовления конструкций - 321 или 316 нержавейка, необходимо знать условия их эксплуатации. Так, например, несмотря на повышенную прочность 321 за счёт титана, этот металл рекомендовано использовать только для ответственных конструкции (так как он дорогой). И, невзирая на включение в его состав хрома и никеля в достаточно большой концентрации, его не применяют для производства изделий, которые будут работать в условиях влияния сильно окисляющихся сред.
Для этого подходит AISI 316, т. к. она, благодаря молибдену, отлично справляется с хлором, его соединениями, не реагирует на уксусную кислоту (при этом окисляется при прямом соприкосновении с кислотой азота). Все эксплуатационные показатели сплава 316 не подлежат изменениям даже под воздействием высоких температур. Он характеризуется редкой стойкостью к коррозийным поражениям даже в условиях влияния кислот (кроме азотной). Не подвержена коррозии при воздействии даже серной кислоты и ее образований, морской воды (а AISI 321 неустойчива в серосодержащих средах).
Несмотря на то, что 316 и 321 очень схожи по свойствам, важны их отличия, для чего и проводят сталь 316 и 321 сравнение.
321 более стойко переносит нагревание, имеет большие жаропрочность и жаростойкость – изделия из этого сплава могут работать при температурах от 600 ˚С до 800 ˚С, полностью сохраняя свои свойства.
Сферы использования сталей 321 и 316
Результаты, которые показало сравнение сталей aisi 321 и aisi 316, дают возможность более точно определить области их применения.
AISI 316 / SS 316 сталь нержавеющая
Характеристики марки стали 316 / SS 316
ASTM A182 - Стандартные спецификации на кованые или катаные фланцы для труб, кованые фитинги, клапаны и детали из легированной и нержавеющей стали, предназначенные для эксплуатации при высоких температурах
ASTM A213 - Стандартные спецификации для бесшовных труб для котлов, пароперегревателей и труб теплообменников из ферритных и аустенитных сталей
ASTM A240 - Стандартные спецификации на хром- и никель-хромовые, хром- и марганец-никелевые нержавеющие стали для пластин, листов, полос, служащих для изготовления сосудов, работающих под давлением, а также для общего применения
ASTM A276 - Стандартные спецификации на готовые необработанные горячим или холодным методом бруски и блюмы, кроме кованых (вторично) брусков
ASTM A312 - Стандартные спецификации на бесшовные, сварные и прошедшие интенсивную холодную обработку трубы из аустенитной нержавеющей стали
Сталь AISI 316 – аустенитная конструкционная сталь, в состав которой добавлен молибден и никель. Благодаря этим элементам коррозионная устойчивость металла настолько высокая, что позволяет использовать сталь в криогенных условиях и агрессивных средах. Помимо этого, молибден защищает сталь 316 от питтинговой и щелевой коррозии в хлористой среде и в парах уксусной кислоты.
Нержавеющая сталь 316 характеризуется отличной прочностью, жаростойкостью, пластичностью и устойчивостью к любым кислотам. Особенную устойчивость она проявляет в среде серной кислоты и ее солей.
По сути, нержавеющая сталь аиси 316 – это улучшенная вариация стали AISI 304. Но нержавеющая сталь 304 и сталь 316 имеют важно отличие - последняя обладает лучшим сопротивлением ползучести в более высоких температурах. Также сталь 316 отсутствуют магнитные свойства.
Химический состав в % стали 316
| C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | Fe |
| 16,0-18,0 | 10,0-14,0 | 2,0-3,0 | Остальное |
Механические свойства материала 316
Плотность стали (вес) 316 - 7,88 г/см 3 .
Характеристики при повышенных температурах
| Температура, °C | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 |
| Предел прочности, МПа | 460 | 320 | 190 | 120 | 70 |
| Температура, °C | 550 | 600 | 650 | 700 | 800 |
| Предел текучести*, МПа | 160 | 120 | 90 | 60 | 20 |
*деформация в 1% за 10 000 часов при заданной температуре.
Характеристики при низких температурах
| Температура, °C | -78 | -161 | -196 |
| Предел прочности (временное сопротивление разрыву), МПа | 400 | 460 | 580 |
| Предел текучести, 0,2%, МПа | 820 | 1150 | 1300 |
| Ударная вязкость, J | 180 | 165 | 155 |
Сопротивление коррозии в кислотных средах
0 = высокая степень защиты (скорость коррозии не превышает 100 mm/год);
1 = частичная защита (скорость коррозии составляет от 100m до 1000 mm/год);
2 = нет защиты (скорость коррозии превышает 1000 mm/год).
Ближайшие эквиваленты (аналоги) AISI 316
| Германия | X5CrNiMo17-12-2 |
| Европейские (EN) | 1.4401 |
| Япония (JIS) | SUS 316 |
| Россия (ГОСТ) | 08Х17Н13М2 |
Сфера применения
Нержавейка 316, благодаря своей высокой устойчивости коррозии и окислению, нашла широкое применение:
- в химической промышленности (резервуары для хранения агрессивных веществ) и машиностроении;
- в производстве оборудования для пищевой, фармацавтической, горнодобывающей и нефтехимической промышленности;
- в организации металлических конструкций, кровли и архитектурных приложений;
- в изготовлении емкостей для содержания коррозионных жидкостей;
- в производстве бытовых и промышленных теплообменников;
- в изготовлении изделий, которые эксплуатируются в условиях повышенных температур и нагрузок.
Нержавеющая сталь aisi 316 / SS 316 может свариваться разными методами. Обработка стали 316 термическим способом после сварки не нужна. Швы рекомендуется очистить от окалины, а затем пассивировать.
Обработка
Отжиг: при температуре 1010°C-1120°C; охлаждение - на воздухе или в воде. После отжига необходимо травление и пассивирование.
К сведению: оптимальные антикоррозийные свойства стали достигаются при температуре +1070°C с последующим моментальным охлаждением в воде.
Отпуск: при температуре в диапазоне 200-400°С с последующим охлаждением на воздухе.
Пассивация: 20-25 % раствор HNO3 при 20°C.
Очистка поверхности: раствор азотной кислоты и фтористоводородной/плавиковой кислоты в пропорциях: 10 % HNO3 + 2% HF при комнатной температуре или 60°C. Серно-азотный кислотный раствор в пропорциях:10 % H2SO4 + 0.5 % HNO3) при 60°C.
Горячая обработка: начальная температура - 1150 - 1200°C; конечная - свыше 900°C.
К сведению: для нарушения действия, ковка должна быть завершена между 930 и 980°C.
Холодная обработка: сталь 316 очень пластична, поэтому легко подвергается формовке растяжением, изгибу и глубокой и ротационной вытяжке, волочению.
Читайте также: