С точки зрения экологической безопасности между AISI 316 и 316L нет никакого различия для здоровья человека и состояния окружающей среды. Оба сплава полностью инертны в водной среде и не выделяют ни токсичных, ни ядовитых веществ или паров при контакте с морской водой или очищенной питьевой и бытовой водой.
Сталь AISI 316 — характеристики и аналоги по классификации ГОСТ
Сталь марки AISI 316 производится согласно американскому стандарту и имеет в своем составе молибден. Наличие этого элемента значительно улучшает важные свойства стали, такие как прочность, стойкость к ползучести, устойчивость к коррозии и механические характеристики при высоких температурах. Российский аналог этой стали регламентируется государственным стандартом 5632-72 и носит обозначение 08Х17Н13М2.
При наличии пониженного содержания углерода в составе, к маркировке добавляется индекс «L», таким образом создается AISI 316L. Этот сплав также относится к классу низкотемпературных конструкционных сталей. Существует ещё одна марка — AISI 316Ti, которая содержит титановый элемент, что делает её аналогом российской стали марки 10Х17Н13М2Т. Титан стабилизирует сплав, обеспечивая его устойчивость к термической сенсибилизации при длительном воздействии температур до 800 °C.
Содержание молибдена в стали AISI 316 делает её пригодной для эксплуатации в агрессивных условиях при высоких температурах. Это элемент служит барьером против щелевой коррозии, особенно в средах с хлором, парами уксусной кислоты и в морской воде.
Для сплава AISI 316 действуют три международных стандарта:
| ASTM A240 | Европейский стандарт EN | ГОСТ 5632-72 |
|---|---|---|
| AISI 316 | 1.4436 | 08Х17Н13М2 |
| AISI 316L | 1.4404 | 03Х17Н14М3 |
| AISI 316Ti | 1.4571 | 10Х17Н13М2Т |
Химический состав
AISI 316, отечественный эквивалент 08Х17Н13М2, относится к хромоникелевым сплавам среди нержавеющих сталей. Высокая коррозионная стойкость достигается благодаря содержанию хрома. Молибден предотвращает возникновения точечной и щелевой коррозии в средах, содержащих уксусную кислоту, морскую воду и раствор хлора. Аустенитная структура сплава стабилизируется марганцем, а никель улучшает обрабатываемость. Кремний же обеспечивает эластичность и стойкость к кислым средам.
Согласно стандарту ASTM A240, состав сплава марки 316 следующий:
| Химические элементы | Процент от общей массы, % |
|---|---|
| Fe (железо) | 66,3 |
| C (углерод) | 0,08 |
| Ni (никель) | 10-14 |
| Cr (хром) | 16.0-18.0 |
| Mn (марганец) | 2.0 |
| Mo (молибден) | 2.0-3.0 |
| Si (кремний) | 0.75 |
| P (фосфор) | 0.045 |
| S (сера) | 0.03 |
| N (другие элементы) | 0.10 |
Составы сплавов 316Ti и 316L различаются от основного состава следующим образом:
| Марка | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Mo | Ti |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| AISI 316Ti | 0.080 | 0.75 | 2.0 | 0.045 | 0.030 | 16.00-18.00 | 10.00-14.00 | 2.00-2.50 | 0.7 |
| AISI 316L | 0.030 | 0.75 | 2.0 | 0.045 | 0.030 | 16.00-18.00 | 10.00-14.00 | 2.00-3.00 | — |
Характеристики
Важно отметить, что сталь 316 (аналогичная 03Х17Н14М3) представляет собой нержавеющую сталь, которая легко поддается обработке и имеет отличные сварные качества. Согласно стандарту ASTM A 240, прочность на разрыв стальной марки 316 составляет 515 Н/мм² при комнатной температуре с относительным удлинением до 40%. Твердость по Бринеллю составляет 217 NB, а плотность сплава — 7880 кг/м³, что выше, чем у аналогичных сплавов из группы 300. Стали 316 выпускаются в версиях 316L и 316Ti, которые демонстрируют следующие характеристики:
- AISI 316L в соответствии со стандартом ASTM A 240 имеет прочность на разрыв 485 Н/мм², относительное удлинение 40% и текучесть в диапазоне 170 Н/мм²;
- Твердость по Бринеллю – 217 НВ;
- Твердость по Роквеллу – 88 HRB;
- Марка AISI 316Ti по тому же стандарту ASTM A 240 показывает аналогичные показатели прочности, твердости и текучести как у AISI 316L.
Состав и расшифровка
Обозначение AISI 316 указывает на более высокое содержание молибдена в сплаве. Это свойство обуславливает его основные характеристики. Сталь обладает большей устойчивостью к коррозии, гниению, агрессивным химическим средам и высоким температурам, нежели другие марки. При этом ей присуща определенная степень пластичности, что позволяет легко деформировать материал.
В состав нержавеющей стали входят:
- хром – до 18%;
- углерод – до 0,3%;
- молибден – не более 3%;
- никель – до 16%.
К важным и ценным свойствам этих сталей можно отнести их устойчивость к коррозии. За счет таких качеств AISI 316 и 316L нашли свое широкое применение в медицинских и ювелирных областях.
Факт, что сталь не инициирует процессы окисления при взаимодействии с влагой или кожей человека, указывает на ее безопасность. Поэтому стали AISI 316 и AISI 316L считаются особенно стерильными и безопасными.
Характеристики и свойства
AISI 316 и AISI 316L имеют уникальные свойства и характеристики, отличающие их от других сплавов. В частности, эти металлы не обладают магнитными свойствами, в отличие от аналогов серии 400. Это позволяет проверить происхождение изделия, используя обычный магнит: если металл не притягивается, можно с уверенностью говорить о том, что он изготовлен из нержавеющей стали марки 316.
Средняя плотность образцов AISI 316 и 316L составляет около 8000 кг/м³ при температурах выше 0 °C. Благодаря высокому уровню прочности сплава, он легко поддается механической обработке.
Сталь отличается высокой степенью деформируемости, что облегчает изготовление разных компонентов. В то же время готовые изделия демонстрируют прочность и долговечность.
В соответствии с требованиями и нормами ГОСТ, стали AISI 316 и AISI 316L рекомендуются для использования в производственных помещениях, на химических заводах, в медицинском оборудовании, водопроводных системах и декоративных элементах. Для других областей применения стоит подбирать альтернативные материалы.
Физические и химические
AISI 316 и AISI 316L представляют собой экологически чистые материалы. Их использование не наносит значительного ущерба окружающей среде, они легко перерабатываются и не выделяют опасных веществ в процессе разложения.
Механические
Сталь 316 отличается высокой устойчивостью к нагреву, что делает её востребованной в различных отраслях промышленности, особенно в производстве деталей машин. Кроме того, этот металл устоичив к ползучести, что часто является проблемой для большинства сплавов.
Сталь не теряет своих свойств даже в условиях, близких к температуре замерзания, что значительно расширяет диапазон ее применения.
Она демонстрирует достаточную пластичность и может быть формована под нужные параметры. При контакте с влагой, сталь не ржавеет и не покрывается коррозией. Этот сплав также устойчив к воздействию кислот и других агрессивных сред.
Технологические
Эта сталь относительно просто сваривается. Благодаря характеристикам устойчивости к агрессивным химическим средам и переменным погодным условиям, AISI 316L часто используется для обеспечения надежности строительных конструкций.
Данный сплав безопасен для человека, что позволяет применять его для изготовления изделий, которые напрямую контактируют с телом. Эта сталь не вызывает аллергических реакций или раздражений, что исключает потенциальный вред для организма.
Кроме того, она обладает высокой устойчивостью к морскому воздуху, который негативно воздействует на большинство металлов. Именно поэтому изделия из металлов, находящиеся вблизи водоемов, часто изготавливаются из AISI 316L из-за лучших антикоррозийных свойств в таких условиях.
Аналоги
Сталь AISI 316, как и большинство импортных материалов, имеет свои российские аналоги. К ним относятся сплавы с маркировкой 03Х17Н14М3 и 10Х17Н13М2Т, которые соответствуют установленным требованиям и нормам ГОСТа.
Эти стали практически не имеют каких-либо технических и физических отличий, поскольку в их производственном процессе используются схожие компоненты. Российский аналог по всем основным параметрам идентичен. Более того, он также экологически чистый и устойчивый к коррозии.
Однако в России и странах СНГ в большинстве случаев предпочитают отечественную продукцию, поскольку она часто оказывается экономически более выгодной. Существует множество отзывов потребителей, и большинство из них положительные, без ярко выраженной критики адресованной российским аналогам. Тем не менее, некоторые покупатели переходят на продукцию американского происхождения из-за сомнений в качестве и добросовестности местных производителей.
Одно из наиболее заметных отличий заключается в маркировке — российское наименование выполнено с использованием букв русского алфавита, обозначая состав сплава, а цифры указывают процентное соотношение его компонентов. Этот подход делает маркировку более информативной и понятной для многих пользователей.
Стандарт нержавеющей стали AISI 316 / 316L
Сплавы AISI 316 и AISI 316L относятся к низкотемпературным конструкционным сталям. Его состав основывается на AISI 304, но с добавлением 2.5% молибдена, что значительно повышает устойчивость к коррозии, температурному влиянию и воздействию агрессивных химических веществ. Следует упомянуть, что данный сплав отличается экономичностью в производстве, что делает его популярным в различных областях.
Российский аналог по государственному стандарту — 08Х17Н13М2.
Применение сплава
Сталь AISI 316 используется для производства изделия, которые в той или иной степени подвергаются влиянию агрессивных сред. К таким изделиями можно отнести:
архитектурные конструкции, ювелирные изделия, включая мужские изделия и пирсинг, компоненты кровельных систем, насосы, трубы, теплообменники, а также фильтры грубой очистки.
Также стоит отметить, что AISI 316 и 316L активно применяются для производства морского оборудования и арматуры. Сплав наиболее оптимален для использования в холодной морской воде.
Области применения данного сплава включают:
горнодобывающая промышленность, нефтехимическая отрасль, пищевая промышленность, строительство, фармацевтика, а также целлюлозно-бумажная отрасль.
Отличительные черты
Ключевые свойства, которые обеспечили AISI 316 высокую востребованность на рынке, следующие:
Хорошая коррозионная стойкость в кислой среде, минимальная восприимчивость к щелевой коррозии, отличные характеристики свариваемости и обрабатываемости.
AISI 316L также демонстрирует высокую устойчивость к межкристаллитной коррозии, что проявляется даже в процессе сварки.
Добавление молибдена и никеля в оптимальных пропорциях предоставляет этому сплаву устойчивость к широкому диапазону кислотных сред. Однако важно отметить, что единственным известным окислителем для AISI 316 и 316L является азотная кислота, на которую этот сплав реагирует более чувствительно.
В сравнении с другими сплавами, содержащими хром и никель, AISI 316 выделяется своей высокой устойчивостью к действию серной кислоты. Он выдерживает концентрацию 5% при температуре 50 °C. Более концентрированные растворы серной кислоты практически не влияют на данную сталь при температуре до 40 °C и выше 60 °C.
Этот сорт стали показывает высокую стойкость к 20% раствору фосфорной кислоты, что позволяет изделиям из этого материала успешно противостоять многим агрессивным химическим средам.
Оба стандарта, AISI 316 и AISI 316L, применяются в условиях повышенного риска внутрикоррозионных процессов. AISI 316L особенно рекомендуют при выполнении сварочных работ. Однако нужно учитывать, что прочность сплава заметно теряется при температуре выше 425 °C.
ВИДЫ СТАЛЕЙ — 904L и 316L, мы знаем их как заменители друг друга, всегда ли это возможно?
Стали 904L и 316L принадлежит к классу аустенитных, немагнитных, с высокой коррозионной стойкостью, которые легко поддаются механической обработке и полировке.
Марка 316L, представляющая собой низкоуглеродистую модификацию 316, особенно устойчива к сенсибилизации (осадкам карбидов), что делает эту сталь идеальной для тяжелых сварных соединений. Низкое содержание углерода в 316L обеспечивает ей ещё большую устойчивость к агрессивным химическим средам, чем у более старшей марки 316.
Класс 904L, как аустенитная нержавеющая сталь, характеризуется низким содержанием углерода и высоким содержанием легирующих компонентов, что обеспечивает хорошую обрабатываемость, свариваемость и коррозионную стойкость, особенно по отношению к разбавленным растворам серной кислоты. Добавление меди в составе ведет к значительной кислотостойкости, в частности к межслойным коррозиям, а также коррозии под напряжением.
Основным моментом для определения физических свойств обеих марок стали служит химический состав. Так, при сравнении 316L и 904L мы увидим, что содержание углерода, кремния и марганца весьма схоже, в то время как содержание хрома, никеля и молибдена в 904L на 1,6 раза превышает уровень в 316L.
Содержание меди в 904L играет ключевую роль в противодействии кислотной коррозии, что делает этот сплав более устойчивым к коррозии и износу по сравнению с 316L.
Вопрос: Если 904L обладает лучшей коррозионной стойкостью, могу ли я заменить 316L на 904L?
Ответ: К сожалению, нет, если ваш бюджет ограничен. Повышенное содержание никеля в 904L делает его дороже, что влияет на всю стоимость проекта.
Вывод: Для множества промышленных задач, таких как теплообменные установки и котельные системы, AISI 316L является более экономически выгодным вариантом по сравнению с 904L.
CIS-Export предлагает все виды сталей и сплавов, импортируемых из Европы, Китая и Турции.
Физические свойства
Сталь AISI 316L благодаря своему составу может использоваться в морской воде в силу наличия молибдена. Высокая устойчивость к коррозии также обеспечивается за счет повышенной концентрации хрома. Рассмотрим ключевые физические свойства:
- Твердость по Бринеллю составляет 165 НВ.
- Плотность не превышает 7,89 г/см³.
- Предел прочности (временное сопротивление разрыву) составляет 485 МПа.
- Относительное удлинение стальной пластины не превышает 40%.
- Температура плавления более 1440 °C, что свидетельствует о способности материала выдерживать высокие температуры.
- Модуль упругости составляет 200 МПа.
Благодаря своих уникальным эксплуатационным характеристикам нержавеющая сталь эффективно используется в различных отраслях.
Сферы применения
Высокая коррозионная стойкость и механическая прочность стали AISI 316L делают её незаменимой в самых различных отраслях промышленности. Также, применение нержавеющей стали AISI связано с тем, что этот материал отвечает самым строгим гигиеническим требованиям. Основные области применения включают:
- Изготовление посуды и другой утвари. Использование листового материала для холодной штамповки часто приводит к созданию доступной посуды.
- Строительство несущих конструкций и элементы архитектуры. Благодаря хорошей свариваемости сплава, его используют для создания различных декоративных изделий.
- Машиностроение. В современном машиностроении активно применяются материалы с высокой коррозийной стойкостью, однако избыточное содержание хрома может негативно сказаться на других характеристиках.
- Сферы нефтепереработки и горнодобывающей промышленности. Химическое влияние на поверхности металлов может приводить к коррозии и окислению.
- Изготовление контейнеров для хранения агрессивных веществ.
- Пищевая промышленность. Использование тонких металлических листов для создания упаковки и бытовой тары ввиду их легкости и устойчивости к механическому воздействию.
- Создание изделий для работы с растворенными кислотами. Большинство сплавов имеют повышенную чувствительность к воздействию кислот, но данный сплав выдерживает действующее воздействие большинства кислот.
Иностранные аналоги также находят применение при производстве разнообразного промышленного оборудования, связанного с легкой переработкой. Это также включает тендерные предложения, которые используются для других промышленных целей, таких как изготовление различных металлических изделий, включая металлопрокат, листы, профили и трубы, которые могут поставляться на производственные предприятия. Данный материал исполняет все требования по обработке с помощью сварки, в то время как термическая обработка после сварки не требуется, а сам сварной шов очищается от окалины.
Существующие аналоги
При организации производства часто рассматривается возможность использования аналогов, которые могут быть более дешевыми или с лучшими эксплуатационными характеристиками. К аналогам стали 316L можно отнести следующие марки:
- Японская сталь SUS 316L.
- Европейский аналог 1.4404.
- Немецкий аналог с маркировкой X2CrNiMo18-14-2.
- В Российской Федерации по ГОСТ выпускают 03X17H14M.
Эксплуатационные свойства аналогов схожи, однако химический состав может незначительно варьироваться. Более экономные варианты предлагают отечественные производители, что обуславливает популярность российского аналога AISI 316.
