Регион Нижний Новгород
ул. Баррикад 1, корп.5
Сталь AISI 316, AISI 316L, AISI 316Ti
Марка
AISI 316
Классификация
Сталь конструкционная криогенная
Нержавеющая сталь AISI 316 можно считать улучшенным вариантом 304-го сплава. Но у них есть серьезные отличия. К главным относятся лучшее сопротивление ползучести 316-й марки стали при эксплуатации в условиях высоких температур, а также отсутствие у нее магнитных свойств.
Версиями данной марки нержавеющей стали являются нержавейки AISI 316L и 316 Ti. Их отличает небольшая разница в химическом составе и технических, эксплуатационных характеристиках. Первая модификация относится к криогенным конструкционным сталям, вторая – обыкновенная коррозионностойкая сталь.
Основные эксплуатационные характеристики и преимущества стали AISI 316 и ее модификаций
Аустенитная конструкционная нержавеющая сталь марки AISI 316, а также ее варианты 316L и 316Ti пользуются заслуженным спросом во многих производственных сферах. Благодаря присутствию в составе никеля и молибдена они отличаются очень высокой стойкостью к коррозионным воздействиям. Их можно применять в условиях агрессивных сред, низких температур.
Сплавы прочные, жаростойкие, пластичные, устойчивы к разным видам кислот. Нержавеющая сталь AISI 316 характеризуется особой стойкостью при взаимодействии с серной кислотой, ее солями. Если есть повышенные требования к технологичности, то нержавейка марки 316Ti, усиленная титаном, будет лучшим выбором.
Эксплуатационные, физические свойства между модификациями данных марок стали незначительны. Но, например, прочность AISI 316L становится значительно ниже, когда температура окружающей среды превышает +425 ℃.
Все три варианта данной нержавеющей стали экологически безопасны. Они инертны для окружающей среды, человека. В воде (соленой, пресной, очищенной питьевой) нержавеющие сплавы AISI 316 не выделяют ядовитых веществ.
Химический состав сталей марок AISI 316, AISI 316L, AISI 316Ti
В нержавеющей стали марки AISI 316 содержатся следующие химические элементы:
|
Элемент |
Обозначение |
Массовая доля (%) |
|
Кремний |
Si |
До 1,0 |
|
Углерод |
С |
< 0,08 |
|
Фосфор |
Р |
Не более 0,045 |
|
Марганец |
Mn |
До 2,0 |
|
Хром |
Cr |
16,0 - 18,0 |
|
Сера |
S |
Менее 0,03 |
|
Никель |
Ni |
10,0 - 14,0 |
|
Молибден |
Mo |
2,0 - 3,0 |
|
Железо |
Fe |
остальное |
Модификация 316L содержит:
|
Элемент |
Обозначение |
Массовая доля (%) |
|
Кремний |
Si |
До 1,0 |
|
Углерод |
С |
< 0,03 |
|
Фосфор |
Р |
Не более 0,045 |
|
Марганец |
Mn |
До 2,0 |
|
Хром |
Cr |
16,0 - 18,0 |
|
Сера |
S |
Менее 0,03 |
|
Никель |
Ni |
10,0 - 14,0 |
|
Молибден |
Mo |
2,0 - 3,0 |
|
Железо |
Fe |
остальное |
|
Титан |
Ti |
До 0,5 |
Химический состав нержавейки марки AISI 316Ti:
|
Элемент |
Обозначение |
Массовая доля (%) |
|
Кремний |
Si |
До 0,75 |
|
Углерод |
С |
< 0,08 |
|
Фосфор |
Р |
Не более 0,045 |
|
Марганец |
Mn |
До 2,0 |
|
Хром |
Cr |
16,0 - 18,0 |
|
Сера |
S |
Менее 0,03 |
|
Никель |
Ni |
10,0 - 14,0 |
|
Молибден |
Mo |
2,0 - 3,0 |
|
Железо |
Fe |
остальное |
|
Титан |
Ti |
До 0,7 |
Нержавейка AISI 316L является низкоуглеродистой. В отличие от двух других нержавеющих сплавов он здесь может содержаться всего до 0,03 %.
Химический состав всех вариантов нержавеющей стали AISI 316 оказывает существенное влияние на механические, физические и технологические свойства сталей:
-
Содержание титана в значительной мере увеличивает прочность сплавов AISI 316, в первую очередь это касается стали AISI 316Ti.
-
Присутствие в составе 316 AISI и его версий молибдена придает ему высокую стойкость к щелевой, питтинговой коррозии, когда продукция используется в парах уксусной кислоты, хлористых средах.
-
Марганец обеспечивает повышение твердости, стойкости к ударным нагрузкам и износу. При этом пластичность нержавеющей 316-й стали AISI не снижается.
-
Кремний влияет на увеличение прочности стали, снижает риск возникновения красноломкости.
Механические свойства стали AISI 316
К основным механическим параметрам металла AISI марки 316 относятся:
|
Временное сопротивление разрыву (в МПа), мин. |
Предел текучести (в МПа), σ0,2 |
Твердость, НВ |
Усталостная прочность (в N/mm2) |
Органолептическая проба Эриксена (в мм) |
Относительное удлинение при разрыве (в %), δ5, миним. |
|
515 |
205 |
165 |
260 |
8-10 |
40 |
При комнатной температуре механические характеристики вариантов нержавеющего сплава марки AISI 316 составляют:
|
Марка стали |
|
Предел прочности (в N/mm2) |
Относительное удлинение при разрыве (в %), δ5 |
Органолептическая проба Эриксена (в мм) |
Усталостная прочность (в N/mm2) |
Твердость по Бринелю, НВ |
Предел упругости (в МПа), σ0,2 |
|
316 |
Тип. |
580 |
55 |
8-10 |
260 |
165 |
310 |
|
316 |
Мин. |
515 |
40 |
- |
- |
- |
205 |
|
316L |
Тип. |
570 |
60 |
10-11 |
260 |
165 |
300 |
|
316L |
Мин. |
485 |
40 |
- |
- |
- |
170 |
|
316Ti |
Тип. |
600 |
50 |
- |
260 |
165 |
320 |
|
316Ti |
Мин. |
515 |
40 |
- |
- |
- |
205 |
Параметры стали AISI 316, 316Ti при повышенных температурах:
|
Температура испытаний (в °С) |
Предел прочности (в МПа) |
|
600 |
460 |
|
700 |
320 |
|
800 |
190 |
|
900 |
120 |
|
1 000 |
70 |
|
Температура испытаний (в °С) |
Предел текучести (в МПа), % за 10 000 ч |
|
550 |
160 |
|
600 |
120 |
|
650 |
90 |
|
700 |
60 |
|
800 |
20 |
Для варианта 316L испытания не проводятся. Прочность данной марки нержавеющей стали AISI падает при достижении температуры +425 ℃.
Характеристики 316 AISI при отрицательных температурах:
|
Температура испытаний (в °С) |
Временное сопротивление разрыву (в МПа) |
Предел текучести (в МПа), σ0,2 |
Ударная вязкость, J |
|
-78 |
400 |
820 |
180 |
|
-161 |
460 |
1 150 |
165 |
|
-196 |
580 |
1 300 |
155 |
Физические свойства
Физические характеристики нержавейки AISI 316:
|
|
Температура (℃) |
Параметр |
|
Плотность (в г/см3) |
4 |
8,0 |
|
Температура плавления (в ℃) |
- |
1 400 |
|
Удельная теплоемкость (J/kg.K) |
20 |
500 |
|
Тепловое расширение (W/m.k) |
20 |
15 |
|
Средний коэффициент теплового расширения (10-6.К) |
20-100 |
16,0 |
|
|
20-200 |
16,5 |
|
|
20-400 |
17,5 |
|
Электрическое удельное сопротивление (Ωmm2/m) |
20 |
0,75 |
|
Магнитная проницаемость (в 0,8 кА/m) |
20 |
1,0005 |
|
Модуль упругости, (в МПа), E 10- 3 |
20 |
200 |
Физико-механические параметры
Физико-механические свойства сплавов:
|
Характеристика |
AISI 316 |
AISI 316L |
AISI 316Ti |
|
Предел прочности при комнатной температуре (в МПа) |
580 |
570 |
600 |
|
Предел упругости (в МПа) |
310 |
300 |
320 |
|
Твердость по Бринеллю (HB) |
165 |
165 |
165 |
|
Усталостная прочность (в МПа) |
260 |
260 |
260 |
Непрерывное воздействие рекомендовано до +870 ℃, прерывистую обработку материала можно выполнять до +925 ℃. Высокая пластичность данных сплавов позволяет делать холодную обработку разнообразными способами.
Технологические свойства
Сплавы AISI 316, 316L особо устойчивы к атмосферным, умеренным коррозионным воздействиям. Их можно эксплуатировать в любых средах, рекомендованных для 300-й серии нержавейки. Но азотная кислота здесь исключение, она сильный окислитель.
Сопротивление коррозии нержавейки AISI 316 при эксплуатации в кислых средах:
|
Температура испытаний (в °С) |
20 |
80 |
||||||||||
|
Концентрация (в % к массе) |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
10 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
|
Серная |
0 |
1 |
2 |
2 |
1 |
0 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
Фосфорная |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
|
Азотная |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
2 |
|
Муравьиная |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
2 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
Скорость коррозии данной марки стали (степень защиты):
-
«0» – менее 100 мкм за год;
-
«1» – от 100 мкм до 1 000 мкм в год;
-
«2» – более 1 000 мкм/год.
Во всех модификациях есть молибден. Именно благодаря ему уровень стойкости к коррозионным воздействиям у данной марки нержавеющей стали довольно высокий. Это касается общей и местной коррозии (межкристаллической, крекинг-коррозии, питтинговой). Но у версии 316L устойчивость к соленой воде, кислотным средам более выражена. AISI 316L хорошо противостоит воздействию напряжений, возникающих из-за деформации и способствующих появлению межкристаллитной коррозии.
AISI 316Ti отличается повышенной сопротивляемостью сенсибилизации (вид межзерновой коррозии). Она может противостоять коррозионным воздействиям на протяжении долгого времени в диапазоне температур от +550 ℃ до +800 ℃ при работе в агрессивных средах.
Устойчивость к коррозии нержавеющего сплава AISI 316L в кипящих химикалиях:
|
Кипящая среда (%) |
Скорость коррозии (в мм/год) |
|
Уксусная кислота (20 %) |
0,003 |
|
Муравьиная кислота (40 %) |
0,531 - 0,594 |
|
Соляная кислота (1 %) |
0,024 - 1,615 |
|
Щавелевая кислота (10 %) |
1,130 - 1,224 |
|
Фосфорная кислота (20 %) |
0,015 - 0,027 |
|
Сульфаминовая кислота (10 %) |
3,030 - 3,155 |
|
Серная кислота (10 %) |
16,137 - 16,718 |
|
Бисульфат натрия (10 %) |
1,427 - 1,816 |
|
Гидроокись натрия (50 %) |
1,971 - 2,169 |
Методы обработки
316-я нержавейка может обрабатываться различными способами:
-
Сварка – сваривается любыми методами, последующая термообработка здесь не требуется. Швы лучше защищать от окалины (окисления), пассивировать. У варианта 316L параметры по свариваемости выше, чем у 316Ti, так как он низкоуглеродистый. Его не нужно предварительно нагревать и делать специальную обработку швов.
-
Отжиг производится при температуре +1 010-1 120 °C. Затем делают пассивирование или травление.
-
Охлаждение металла выполняют в воде, на воздухе.
-
Отпуск сплава производится в температурном диапазоне от +200 ℃ до +400 ℃, далее – охлаждение на воздухе.
-
Пассивация ведется с применением 20-25 % раствора HNO3 при t=+20 °C.
-
Для очистки поверхности (травления) используют раствор азотной, фтористоводородной (плавиковой) кислот в пропорции 10 % HNO3 и 2% HF при температуре до +60 °C.
-
Горячая обработка сначала производится в диапазоне +1 150-1 200 ℃. В конце обрабатывания температура должна быть более +900 ℃.
Сталь данной марки отличается хорошей пластичностью. Ее легко формовать путем изгиба, растяжения, ротационной и глубокой вытяжки, волочения.
Стандарты ASTM
На изготовление всех модификаций стали AISI 316 действуют стандартные спецификации ASTM:
-
A182 – кованые, катаные фланцы для труб, кованые фитинги, клапаны и детали из легированной и нержавеющей стали, которые эксплуатируются в условиях высоких температур;
-
A213 – бесшовные трубы, предназначенные для котлов, труб теплообменников, пароперегревателей из аустенитных, ферритных сталей;
-
A240 – хром, а также никель-хромовые, хром- и марганец-никелевые нержавеющие сплавы для листов, пластин, полос, служащих для выпуска емкостей, эксплуатирующихся под давлением, сосудов общего назначения;
-
A276 – необработанные холодным, горячим способом, готовые бруски, блюмы, кроме вторично кованых брусков;
-
A312 – бесшовные, сварные трубы, а также прошедшие интенсивную обработку холодом изделия из аустенитной нержавейки.
Область применения стали AISI 316, AISI 316L, AISI 316Ti
Сплавы 316-й серии активно востребованы в:
-
Химической сфере – емкости для хранения, перемещения агрессивных, коррозионных составов;
-
Машиностроительной отрасли;
-
Пищевом, фармацевтическом производстве;
-
Горнодобывающей, нефтегазовой промышленности;
-
Строительстве – применяется для изготовления металлоконструкций, кровельных, архитектурных деталей.
Их также применяют при выпуске разного вида теплообменников, продукции, которой предстоит эксплуатироваться в условиях высокой температуры, усиленных нагрузок. AISI 316 востребована для изготовления механизмов, металлоконструкций, имеющих контакт с умеренно-агрессивными средами (холодная соленая вода, морская вода, пищевые кислоты).
Из нержавеющей стали AISI 316, которая обладает высокой стойкостью к коррозии, производят химическое оборудование, подвергающееся воздействию агрессивных веществ. Нержавейка 316Ti чаще используется для выпуска конструкций, эксплуатирующихся при высокой химической агрессивности. 316L можно применять в любых промышленных областях для изготовления сварных изделий, инструментов, обработки вискозы, резины, бумаги. Сплав востребован для изготовления бижутерии, медицинских имплантов.
Аналоги стали AISI 316
Ближайшими марками сплава 316 являются:
-
Европа (EN) – 1.4401;
-
Германия – X5CrNiMo17-12-2;
-
Россия (российский стандарт ГОСТ) – 08Х17Н13М2;
-
Великобритания – 316 S16, 316 S31, 316 S33;
-
Швеция – 2347, 2343;
- Япония (JIS) – SUS 316.
Список товаров:
Труба нержавеющая 104х2х6000 мм. AISI 316L (03Х17Н14M3) электросварная, круглая, матовая
Труба нержавеющая 15х1х6000 мм. AISI 316L (03Х17Н14M3) электросварная, круглая, матовая
Труба нержавеющая 22х1,5х6000 мм. AISI 316L (03Х17Н14M3) электросварная, круглая, матовая
Труба нержавеющая 52х1,5х6000 мм. AISI 316L (03Х17Н14M3) электросварная, круглая, матовая
Труба нержавеющая 84х2х6000 мм. AISI 316L (03Х17Н14M3) электросварная, круглая, матовая
Список товаров:
Круг нержавеющий (пруток) 300х6000 мм. AISI 316Ti (08Х17Н13M2T) горячекатаный, матовый
Круг нержавеющий (пруток) 310х3000 мм. AISI 316Ti (08Х17Н13M2T) горячекатаный, матовый
Круг нержавеющий (пруток) 325х3000 мм. AISI 316Ti (08Х17Н13M2T) горячекатаный, матовый
Круг нержавеющий (пруток) 32х6000 мм. AISI 316Ti (08Х17Н13M2T) горячекатаный, матовый
Круг нержавеющий (пруток) 40 мм. AISI 316Ti (08Х17Н13M2T) калиброванный, матовый
Круг нержавеющий (пруток) 140х6000 мм. AISI 316Ti (08Х17Н13M2T) горячекатаный, матовый
Список товаров:
Лист нержавеющий AISI 316L 0.7х1000х2000
Лист нержавеющий AISI 316L 10х1250х2500
Лист нержавеющий AISI 316L 3х1000х2000
Лист нержавеющий AISI 316L 4х1250х2500
Лист нержавеющий AISI 316L 6х1250х2500
Список товаров:
Шестигранник нержавеющий (пруток) 10х3000 мм. AISI 316Ti (08Х17Н13M2T) калиброванный, матовый, h11
Шестигранник нержавеющий (пруток) 12х3000 мм. AISI 316Ti (08Х17Н13M2T) калиброванный, матовый, h11
Шестигранник нержавеющий (пруток) 13х3000 мм. AISI 316Ti (08Х17Н13M2T) калиброванный, матовый, h11
Шестигранник нержавеющий (пруток) 14х3000 мм. AISI 316Ti (08Х17Н13M2T) калиброванный, матовый, h11
Шестигранник нержавеющий (пруток) 17х3000 мм. AISI 316Ti (08Х17Н13M2T) калиброванный, матовый, h11