Содержание
- 1 AISI 316, 316L, 316Ti
- 1.1 Классификация
- 1.2 Применение
- 1.3 Основные характеристики
- 1.4 Химический состав (% к массе)
- 1.5 Механические свойства
- 1.6 Механические свойства при высоких температурах (AISI 316, AISI 316Ti)
- 1.7 Сопротивление на разрыв при повышенных температурах (AISI 316, AISI 316Ti)
- 1.8 Максимальные рекомендуемые температуры эксплуатации
- 1.9 Физические свойства (AISI 316L)
- 1.10 Общая Коррозия
- 1.11 Степень защиты металла в кислотных средах
- 1.12 Атмосферные воздействия
- 1.13 Коррозионностойкость в кипящих химикалиях для AISI 316L
- 1.14 Питтинговая коррозия
- 2 Сталь ss316l аналог
AISI 316, 316L, 316Ti
| 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 |
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)
| 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 |
| 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 |
| 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
| В соответствии с EN 10088-2 | ≥520 | ≥220 | ≥260 | ≥45 | — | — |
| В соответствии с ASTM A 240 | ≥515 | ≥205 | — | ≥40 | 217 | 85 |
| В соответствии с EN 10088-2 | ≥520 | ≥220 | ≥260 | ≥45 | — | — |
| В соответствии с ASTM A 240 | ≥485 | ≥170 | — | ≥40 | 217 | 88 |
| 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)
| 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)
| 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°C20-500°C | 16.0 17.018.0 |
| 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 |
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.
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
| 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).
| 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
| 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.
| AISI 304 | 18.0 | — | 0.06 | 19.0 |
Источник: http://www.goodner.ru/services/info/marks/316l-ti/
Сталь ss316l аналог
Современная металлургия предоставляет множество марок различных сталей. Каждый такой сплав разрабатывается с характеристиками и с учетом требуемых условий эксплуатации. Сталь американского производителя 316L — тоже не исключение. Обширное применение позволили ей войти в 50 самых популярных промышленных материалов в мире.
Химический состав и расшифровка
Сталь 360L относится к группе коррозионностойких криогенных сталей. Прилагательное «криогенный» указывает на то, что сплав при пониженных температурах увеличивает свои механические характеристики. Химсостав стали контролируется государственными стандартами соединенных штатов Америки и выглядит следующим образом:
- Углерод (до 0,03%) является основным упрочнителем для сталей. Именно его содержанием регулируется баланс между твердостью и хрупкостью. Также углерод влияет на свариваемость, затрудняя данный процесс по мере своего увеличения в составе. Конкретно, в 316L в роли упрочнителя выступает не связанный углерод, а хлориды железа. По этой причине для повышения технологических свойств содержание данного элемента сведено к минимуму.
- Марганец (до 2,0%) — основной раскислитель. Он способствует удалению кислорода и серы из стали. Марганец оказывает положительное воздействие на пластичность, свариваемость и чистоту поверхности. Он является незаменимой добавкой практически для стальных сплавов.
- Кремний (до 1,0%) также относится к группе раскислителей, как и марганец. Его особенность — это увеличение прочности стали, не снижая при этом значение пластичности. Также кремний уменьшает вероятность образования красноломкости, т. е. появления трещин при горячей обработке давлением.
- Хром (16,0 -18,0%) добавляется в сталь для увеличения коррозионностойких и жаропрочных характеристик. Помимо этого, он усиливает эффект от проведения термической обработки и сопротивление абразивному износу.
- Молибден (до 2,0-3,0%). Основное назначение данного элемента в составе стали — это увеличение показателя жаропрочности, а также повышение устойчивости к воздействию морской воды.
- Никель (10,0-14,0%) способствует сохранению сталью своих прочностных характеристик при повышенных температурах. Также он благотворно влияет на его коррозионностойкие свойства.
- Сера (до 0,03%) и фосфор (до 0,05%) относятся к вредным примесям. Их наличие заметно снижает прочность сплава. Также следствием повышенного содержания серы и фосфора является склонность стали к образованию трещин при горячей обработке и ухудшение свариваемости.
Аналоги
Как уже сказано ранее, данная нержавейка регламентируется американскими стандартами, но у нее есть большое количество мировых аналогов:
- Российский аналог — 03Х17Н14М3;
- Япония SCS16;
- Германия 1.4429;
- Англия 316S11.
Физические свойства
Марка 316l обладает плотностью 7900 кг\м3. Температура плавления составляет 1440 ºС. Полный переход твердой фазы в жидкую происходит при 1550 ºС.
Удельная теплоемкость имеет вполне стандартное значение для данных групп сталей и равняется 500 Дж\кг С. При повешении температуры на 100 ºC сплав расширяется в среднем на 16 мкм. Электрическое сопротивление достаточно высокое и составляет 0,75 мм2\м.
Химические свойства
Сталь 316L отличается повышенными коррозионностойкими свойствами по причине наличия в своем составе таких металлов как хром, никель и молибден. Сплав не взаимодействует с кислородом и другими газами, которые содержатся в атмосфере, при температуре окружающей среды до 500 ºC. Не вступает в химические реакции как с пресной, так и морской водой.
Марка 316L инертна к большинству кислот. В частности, она имеет высокую степень коррозионной стойкости к серной и азотной кислотам. Чуть меньше к муравьиной и фосфорной. Помимо этого, 360L также хорошо себя проявила при работе в щелочной среде.
Механические свойства
Сталь 316L выделяется повышенной прочностью. Предел прочности равен 580 МПа, что сравнимо с алогичным показателем отечественной стали 30ХГСА. «Течь» — деформироваться без увеличения механической нагрузки — сплав начинает уже при 310 МПа. Также данная нержавейка хорошо зарекомендовала себя при воздействии переменных напряжений. Ее предел выносливости составляет порядка 260 МПа.
Также 316L обладает хорошей пластичностью. Коэффициент относительного удлинения равен 55%. Модуль Юнга имеет значение 2 000 000 кг\см2, что является характерным для большинства видов сталей. Твердость «сырой» стали достаточна низкая. Всего 156 единиц по шкале Бринелля. Но ее значение можно значительно повысить путем проведения термической обработки.
Все эти показания даны в условиях 20-ти градусной температуры. Но, как было сказано ранее, при понижении температуры прочность стали увеличивается. Так при -200 ºC она разрушается уже при 620 МПа. Повышение же температуры окружающей среды отрицательно влияет на механические характеристики. Нагрев нержавейки до 1000 ºC лишает ее около 80% от начальной прочности.
Технологические свойства
Благодаря низкому содержанию углерода сталь относят к первой группе свариваемости. Сварка не требует проведения предварительного прогрева. Сварные швы мало чем по прочности уступают цельному металлу.
Также 316L отлично обрабатывает давлением, что позволяет получать из нее различные виды проката: круги, листы, шестигранники и прочее.
Термическая обработка сводится к отжигу и отпуску. Отжиг происходит при температуре 1100 ºC. Дальнейшее охлаждение происходит вместе с печью. Температура проведения отпуска составляет 400 ºC. Охлаждается сплав уже на открытом воздухе.
Источник: https://varimtutru.com/stal-ss316l-analog/