+7 495 / 229-14-94

info@goodner.ru
С хорошей нержавейкой
надежнее

AISI 316, 316L, 316Ti

Обозначение по международным стандартам

Международный
стандарт
Американский
ASTM A240
Европейский
ЕN 10088-2, ЕN 10095
Российский
ГОСТ 5632-72
Обозначение марки AISI 316 1.4401 07Х18Н13М2
AISI 316 L 1.4404 03Х17Н14М2
1.4432 03Х17Н14М3
1.4435 03Х17Н14М3
AISI 316 Ti 1.4571 10Х17Н13М2Т

Применяемые стандарты и одобрения

AMS 5511
ASTM A 240
ASTM A 666
MIL-S-4043

Классификация

AISI 316 и L - сталь конструкционная криогенная
AISI 316 Ti - сталь коррозионно-стойкая обыкновенная

Применение

  • Специализированное промышленное оборудование в химической, продовольственной, бумажно-целлюлозной, горнодобывающей, фармацевтической и нефтехимической отраслях экономики в т.ч. резервуары (танки), трубы, насосы
  • Строительная промышленность: архитектурные компоненты, кровля, и т.д.
  • Теплообменники: бытовые и промышленные

Основные характеристики

  • хорошее сопротивление коррозии в кислотах хлоридах
  • низкая чувствительность к крекинговой коррозии
  • превосходное сопротивление межкристаллитной коррозии (даже после сварки - для AISI 316L)
  • отличная свариваемость
  • высокая податливость
  • превосходная обрабатываемость

Химический состав (% к массе)

стандарт марка C Si Mn P S Cr Ni Mo
ASTM A240 AISI 316 ≤0.080 ≤0.75 ≤2.0 ≤0.045 ≤0.030 16.00 - 18.00 10.00 - 14.00 2.00 - 3.00
стандарт марка C Si Mn P S Cr Ni Mo
ASTM A240 AISI 316L ≤0.030 ≤0.75 ≤2.0 ≤0.045 ≤0.030 16.00 - 18.00 10.00 - 14.00 2.00 - 3.00
стандарт марка C Si Mn P S Cr Ni Mo Ti
ASTM A240 AISI 316Ti ≤0.080 ≤0.75 ≤2.0 ≤0.045 ≤0.030 16.00 - 18.00 10.00 - 14.00 2.00 - 2.50 5 x (C + N) - 0.7

Механические свойства

AISI 316 Сопротивление на разрыв (σв),
Н/мм²
Предел текучести (σ0,2),
Н/мм²
Предел текучести (σ1,0),
Н/мм²
Относительное удлинение (σ), % Твердость по Бринеллю (HB) Твердость по Роквеллу (HRB)
В соответствии с EN 10088-2 ≥520 ≥220 ≥260 ≥45 - -
В соответствии с ASTM A 240 ≥515 ≥205 - ≥40 217 85
AISI 316L Сопротивление на разрыв (σв),
Н/мм²
Предел текучести (σ0,2),
Н/мм²
Предел текучести (σ1,0),
Н/мм²
Относительное удлинение (σ), % Твердость по Бринеллю (HB) Твердость по Роквеллу (HRB)
В соответствии с EN 10088-2 ≥520 ≥220 ≥260 ≥45 - -
В соответствии с ASTM A 240 ≥485 ≥170 - ≥40 217 88
AISI 316Ti Сопротивление на разрыв (σв),
Н/мм²
Предел текучести (σ0,2),
Н/мм²
Предел текучести (σ1,0),
Н/мм²
Относительное удлинение (σ), % Твердость по Бринеллю (HB) Твердость по Роквеллу (HRB)
В соответствии с EN 10088-2 ≥520 ≥220 ≥260 ≥45 - -
В соответствии с ASTM A 240 ≥485 ≥170 - ≥40 217 88

Механические свойства при высоких температурах (AISI 316, AISI 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/мм2 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 Ωmm2/m 20°C 0.75
Магнитная проницаемость μ в 0.80 kA/m
20°C 1.005
Модуль упругости E MPa x 103 20°C 200

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 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 PREN1 CCCT2
(°C)
CPT3
(°C)
Cr Mo N
AISI 304 18.0 - 0.06 19.0 <-2.5 -
AISI 316 16.5 2.1 0.05 24.2 <-2.5 15
AISI 904L 20.5 4.5 0.05 36.2 20 40

  1. 1 Pitting Resistance Equivalent — Эквивалент Сопротивления питтинговой коррозии, включая азот, PREN =Cr+3.3Mo+16N
  2. 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. 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.

Причины SCC:

  • 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

Окружающая среда AISI 316 AISI 316L
42%-ый Хлорид Магния, Кипение Растрескивание 4-24 часа Растрескивание 21-45 часа
33%-ый Хлорид Лития, Кипение Растрескивание 48-569 часов Растрескивание 21-333 часа
26%-ый Хлорид Натрия, Кипение Растрескивание 530-940 часов Без изменений 1002 часа
40%-ый Хлорид Кальция, Кипение Растрескивание 144-1000 часов -
Морское побережье, Окружающая Температура Без изменений Без изменений

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.

Отпуск

200-400°C с последующим воздушным охлаждением

Травление (очистка поверхности)

  • Смесь Азотной кислоты и фтористоводородной/плавиковой кислоты (10 % HNO3 + 2% HF) при комнатной температуре или 60°C
  • Серно-азотная кислотная смесь (10 % H2SO4 + 0.5 % HNO3) при 60°C
  • Паста для очистки от окалины в зоне сварки

Пассивация

  • 20-25 % раствор HNO3 при 20°C
  • Пассивирующие пасты для зоны сварки