Aisi 316 технические характеристики

По международной классификации марка AISI 316 соответствует нержавеющей стали аустенитного класса, российский аналог — 03Х16Н15М3. Аустенитный тип стали характеризуется способностью стабильно сохранять свои свойства в очень широком диапазоне температур — от комнатной до температуры плавления. Это обусловлено высоким содержанием легирующих добавок марганца, никеля и некоторых других элементов. Устойчивость хромосодержащего сплава одновременно к механическим и химическим воздействиям является главным показателем для этой марки стали.

Отечественная маркировка отражает основную химическую формулу. 03Х16Н15М3 означает содержание хрома 16%, никеля 15% и молибдена 3%. Именно молибден является определяющим в улучшении свойств стали AISI 304 до 316. Высокое содержание никеля обеспечивает данному материалу хорошую устойчивость к воздействию агрессивной химической среды, поэтому он считается пищевой нержавейкой и подходит для контактов с пищевыми продуктами. Добавка молибдена позволила повысить устойчивость к воздействию кислот, как минеральных, так и органических. Невысокий процент углерода 0,03% (число 03 в маркировке) делает нержавейку AISI 316 пластичной, она достаточно легко вытягивается, обрабатывается резанием и великолепно сваривается. Оптимальное содержание серы (0,015%), фосфора (0,02%) делает сплав нечувствительным к крекинговой коррозии (окислении на межкристаллическом уровне) и также улучшает обрабатываемость. Легирующие добавки кремния и марганца (0,6 – 0,8%) положительно влияет на ковкость и термическую устойчивость.

Эти свойства определили применение сталей 300-й серии, к которым относится AISI 316, как универсального материала для производства очень широкого спектра продукции. Они применяются в пищевой и медицинской промышленности, в строительстве, судостроении. Марка AISI 316Ti стабилизирована титаном, что обуславливает устойчивость к хлору. Высокая стойкость к хлорным соединениям обуславливает долговечность конструкций в горнодобывающей и химической отраслях. То, что AISI 316 и 316L являются наиболее устойчивыми к атмосферной коррозии из всех нержавеек и надёжно свариваются, делает эти марки востребованными в строительстве. Городские агрессивные среды с содержанием сернистых газов, а также пары органических кислот безопасны для элементов конструкций, выполненных из этих марок. Благодаря пониженному содержанию углерода марка AISI 316L отлично подходит для долговременного контакта с продуктами питания в пищевой промышленности.

Одним из самых заметных свойств этих сталей является сопротивление питтинговой коррозии, точечному окислению, внедрению в структуру сплава в средах, где имеется электролизные процессы и лёгкие механические повреждения целостности поверхности. Это результат добавления в состав молибдена. Данное свойство позволяет производить из этих марок износостойкие агрегаты и узлы в судостроении и нефтедобывающей промышленности.

Дополнением к этому является достаточная стойкость стали AISI 316 к морской воде. Исключением составляет несколько большая чувствительность к тёплой морской воде, поэтому применение в тропических морях не рекомендуется. Объясняется это повышенным содержанием ионов азота в тёплой морской воде. Стойкость этой марки к воздействиям кислот превосходит многие нержавеющие стали, за исключение воздействия азотной кислоты.

По сравнению со своей предшественницей, нержавейкой AISI 304, марка AISI 316 несколько дороже. Но применение первого из указанных материалов в агрессивных средах с высокой температурой ограничено. Тогда как AISI 316 является незаменимой нержавеющей сталью для химической промышленности и фармакологии. Поэтому на рынке металлопроката устойчивым спросом пользуются трубы, фитинги, поворотные дисковые затворы и листы из нержавеющей стали марки AISI 316L и AISI 316Ti.

Краткие сведения о стали 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		1	2	2	1		2	2	2	2	2	2
Азотная кислота						1					1	2
Фосфорная кислота					1	2					1	2
Муравьиная кислота				1	1	2			1	1	1

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

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.

Смотрите также информацию про балка цена и лист г/к в каталоге продукции на нашем сайте.

Стальной сплав AISI 316 (с присвоенным ГОСТ 03Х17Н14М3) представляет собой оптимизированный вариант версии 304, который дополнительно обогащен молибденом; также для этого сплава характерно более высокое содержание никеля. Данная версия стали имеет в разы большую способность к сопротивлению коррозии в агрессивных средах. В условиях паров уксусной кислоты, едкого хлора или морской воды добавление молибдена позволяет стали приобрести устойчивость к различным видам коррозии, среди которых можно назвать, в том числе, питтинговую и щелевую. Более низкая общая коррозионная устойчивость в относительно малоагрессивных средах позволяет показывать прекрасное сопротивление коррозии в загрязненном воздухе и в приморской зоне.

AISI 316 также отличается повышенной прочностью и обладает лучшим сопротивлением ползучести при более высоких температурах, нежели AISI 304. При температурах ниже нуля градусов эти разновидности стали обладают повышенными коррозионными и механическими характеристиками. В том случае, если существует опасность начала коррозионных процессов в околошовных зонах сварки, может использоваться низкоуглеродная вариация 316L. Модификация 316Ti – это нержавейка, которая стабилизирована титаном; она применяется для повышения длительности сопротивления сенсибилизации при температурах от 550°С до 800°С.

СФЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ AISI 316

AISI 316, благодаря хорошим данным сопротивления коррозии и окислению, отличным механическим характеристикам и технологичности, может быть использована в самых разных сферах промышленности:

• для специального промышленного оборудования (для продовольственных, горнодобывающих, нефтехимических, химических, бумажно-целлюлозных и фармацевтических производств и др.);
• в качестве архитектурных приложений в высококоррозионных средах;
• в виде различных сосудов для хранения коррозионных жидкостей и др.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ (ASTM A240)

C	Mn	P	S	Si	Cr	Ni	Mo	Ti
316 316L 316Ti	0,08 0,03 0,08	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	— 0,05 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.

1. Механические свойства при комнатной температуре
   

   316		316L		316Ti
   Типичн	Min	Типичн	Min	Типичн	Min
   Rpm 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 So)	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	—

2. Свойства при высоких температурах

Все эти значения относятся только к 316 и 316 Ti . Для 316L значения не приводятся, потому что ее прочность заметно уменьшается выше 425 °С.

Предел прочности при повышенных температурах:

Температура, С	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, С	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)

Свойства в низких Температурах

Температура, С	С	-78	-161	-196
Rp m Предел прочности (при растяжении), N/mm2	N/mm2	400	460	580
Rp0,2 Предел Упругости, (0.2 %), (условный предел текучести) N/mm2	N/mm2	820	1150	1300
Ударная вязкость	J	180	165	155

СОПРОТИВЛЕНИЕ КОРРОЗИИ

1. Кислотные среды

Примеры приводятся для некоторых кислот и их растворов (наиболее общие значения)

Температура, С	20						80
Концентрация, % к массе	10	20	40	60	80	100	10	20	40	60	80	100
Серная Кислота		1	2	2	1		2	2	2	2	2	2
Азотная Кислота						1					1	2
Фосфорная Кислота					1	2					1	2
Муравьиная Кислота				1	1	2			1	1	1

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

Сравнение 304-й марки с другими металлами в различных окружающих средах (Скорость коррозии расчитана при 10-летнем подвергании)

Окружающая среда	Скорость коррозии (mm/год)
	316	Aлюминий -3S	углеродистая сталь
Сельская	0.0025	0.0025	5.8
Морская	0.0076	0.432	34.0
Индустриальная Морская	0.0051	0.686	46.2

Тепловая Обработка

Отжиг
Высокая температура от 1010°С до 1120°С и быстрый отпуск (охлаждение) в воздухе или воде. Лучшее сопротивление коррозии получено, когда отжиг при 1070°С, и быстром охлаждении

Отпуск (Снятие напряжения)
Нагрев до 200-400°С с последующим воздушным охлаждением.

Горячая обработка (интервал ковки)
Начальная температура: 1150 — 1200°С Конечная температура: свыше 900°С Для нарушения действия, ковка должна быть завершено между: 930°С и 980°С Любая горячая обработка должна сопровождаться отжигом.

Обратите внимание: время для достижения однородности прогрева дольше для нерж. сталей чем для углеродистых сталей — приблизительно в 12 раз.

316 / 316L, 304 / 304L являясь чрезвычайно прочной, упругой и пластичной, с легкостью находит множество применений. Типичные действия включают изгиб, формовку растяжением, глубокую и ротационную вытяжку.