Сталь aisi 316l производитель
Обновлено: 25.04.2024
Статья поднимает вопрос о массовом замещении в производстве машиностроительной и приборостроительной продукции нержавеющей стали импортной марки 03Х17Н14М3 (AISI 316L) отечественной маркой 12Х18Н10Т. Проводится сравнение их химического состава, показателя твердости и механических свойств. Объяснено, почему промышленные предприятия до сих пор не перешли на нержавеющую сталь 12Х18Н10Т. На примере вихревых счетчиков‑расходомеров «ЭМИС-Вихрь 200» показано, что данное решение является назревшим шагом на пути импортозамещения.
ЗАО «Электронные и механические измерительные системы», г. Челябинск
В настоящее время импортозамещение в отечественной промышленности стало не просто стратегией развития на годы вперед, а насущной необходимостью, когда аналоги импортного оборудования нужны здесь и сейчас. Из-за ужесточения санкций и ухода с рынка многих зарубежных компаний российские производители наблюдают повышенный спрос на свою продукцию и ищут возможности наращивания объемов производства. Казалось бы, проблема конкуренции решена, осталось лишь занять освободившуюся нишу.
Однако экономические реалии таковы, что конечная стоимость оборудования российского производства значительно выросла, что вызвало недопонимание со стороны ряда заказчиков: «Вы же отечественные производители, откуда такие цены?». Чтобы ответить на этот вопрос, следует разобраться в основных факторах, влияющих на ценообразование, и в первую очередь в ситуации на рынке металла (рис. 1).
Рис. 1. Продукция из нержавеющей стали
Как дорожала сталь и при чем тут Лондонская биржа?
В начале марта этого года промышленники столкнулись с резким повышением стоимости отечественного металлопроката. По данным аналитиков, только за первую неделю весны 2022 года наблюдалось две волны подорожания металла в общей сложности на 80 %, что стало критичным даже для тех производителей продукции из стали, кто практически не зависит от импортных поставок. Причиной повышения стоимости как отечественной, так и импортной стали послужило не только колебание курса рубля по отношению к иностранной валюте, но и в первую очередь ценообразование основных легирующих добавок, например хрома, никеля, молибдена, для нержавеющих сталей и сплавов, исходя из котировок Лондонской биржи цветных металлов.
И хотя после вмешательства Минпромторга России ситуация несколько стабилизировалась, ценообразование на конечный продукт по-прежнему во многом зависит от высокой стоимости металла, отразившейся на стоимости комплектующих.
Не стало исключением и приборостроение как часть машиностроительной отрасли, где преимущественно используются конструкционные нержавеющие стали, обладающие такими свойствами, как стойкость к коррозии, прочность и технологичность. Наиболее популярными марками этого типа сталей являются отечественная сталь 12Х18Н10Т, а также 03Х17Н14М3 – российский аналог стали марки 316L, выпускаемой в соответствии с американским стандартом AISI.
Следует отметить, что нержавеющая сталь производится в Российской Федерации в соответствии с ГОСТ 5632-2014 «Нержавеющие стали и сплавы корозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные». При этом в соответствии с указанным стандартом и 12Х18Н10Т, и 03Х17Н14М3 являются криогенными конструкционными марками стали аустенитного класса. Криогенными данные марки нержавеющей стали называют потому, что минимальная температура применения у них составляет до –196 °C. В связи с этим следует заметить, что химический состав материала зарубежных производителей нормируется различными системами стандартизации, существующими в каждой стране, производящей стали и сплавы, или действующими в рамках международных некоммерческих организаций на базе профессиональных сообществ.
Несмотря на разницу в маркировке, соответствующей национальным и международным стандартам, качественные характеристики марок нержавеющих сталей производителей из разных стран являются и по химическому составу, и по физическим и механическим свойствам во многом идентичными.
Сталь 316L в соответствии с американским стандартом AISI и российский аналог 03Х17Н14М3
Данную сталь отличает низкое содержание углерода и наличие в составе молибдена, который увеличивает коррозионную стойкость и улучшает устойчивость к точечной коррозии. Сталь марки AISI 316L (03Х17Н14М3) используется в производстве оборудования для химической и пищевой промышленности, инструментов, вступающих в контакт с морской водой, оборудования, подверженного воздействию высококоррозионных сред. Характеристики стали данной марки позволяют использовать изделия из нее при температуре от –196 до +450 °C.
Благодаря наличию в составе молибдена и никеля коррозионная устойчивость металла допускает применение в условиях одновременно криогенных температур и агрессивных сред (хлористая среда, уксусная и серная кислота, растворы щелочей и солей). Сплав железа и хрома образует на поверхности стали защитный слой, устойчивый к механическим и химическим воздействиям. Титан в составе стали данной марки отсутствует.
Стоит отметить, что в настоящее время сталь в соответствии с американским стандартом хоть и присутствует на российском рынке, но из-за колебания курса национальной валюты и других факторов значительно выросла в цене. Российский же аналог 03Х17Н14М3 традиционно является доступным, но в силу того, что не имеет широкого применения в сравнении с 12Х18Н10Т, изготавливается только под заказ. При этом стоимость молибденсодержащего сплава значительно выше титановой нержавеющей стали, именно этим и объясняется большее распространение нержавеющей стали 12Х18Н10Т при сопоставимых физических характеристиках и механических свойствах.
Сталь 12Х18Н10Т в соответствии с российским стандартом
Сталь данной марки содержит углерод в количестве, не превышающем 0,12 %. «Х18» указывает на содержание хрома до 18 %. «Н10» – на содержание никеля до 10 %. Буква «Т» в конце названия марки означает, что в стали содержится титан (общее содержание – до 1 %). Титан при производстве стали используется как сильный карбидо- и нитридообразующий легирующий элемент, а также как хороший раскислитель. Наличие в составе стали титана повышает ее прочность и плотность, способствует измельчению зерна, улучшает обрабатываемость и сопротивление коррозии.
Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т применяется для изготовления оборудования, контактирующего с агрессивными средами: растворами азотной, уксусной, фосфорной кислот, растворами щелочей и солей.
Сталь 12Х18Н10Т при аналогичных условиях сочетания температуры и агрессивных рабочих сред в сравнении с AISI 316L (03Х17Н14М3) также может применяться в температурном диапазоне от –196 °C, но максимальная температура эксплуатации при этом составляет +350 °C. То есть эксплуатационные свойства 12Х18Н10Т и 03Х17Н14М3 (AISI 316L) в значительной степени совпадают.
Благодаря перечисленным свойствам, а также более выгодной стоимости хромоникелевая нержавеющая сталь 12Х18Н10Т занимает лидирующие позиции на рынке отечественного металлопроката и является наиболее востребованной криогенной конструкционной сталью аустенитного класса в различных отраслях промышленности:
- пищевой;
- нефтяной;
- химической;
- топливно-энергетическом комплексе;
- машиностроении.
При этом зачастую в пищевой отрасли применяется не 12Х18Н10Т или 03Х17Н14М3, а 08Х18Н10 (AISI 304), как еще более распространенная с точки зрения доступности и стоимости на рынке РФ. Однако 08Х18Н10 является коррозионно-стойкой и жаропрочной маркой нержавеющей стали, а значит, имеет состав и свойства, отличные от криогенных конструкционных нержавеющих сталей аустенитного класса – 03Х17Н14М3 и 12Х18Н10Т.
Именно сталь марки 12Х18Н10Т традиционно применяется для изготовления проточных частей и прочих корпусных деталей вихревых счетчиков‑расходомеров «ЭМИС-Вихрь 200» (рис. 2), предназначенных для эксплуатации на агрессивных жидких и газообразных средах, в условиях экстремально низких и высоких температур, а также для работы под высоким давлением.
Рис. 2. Вихревые расходомеры «ЭМИС-ВИХРЬ 200»
Сравнение сталей 12Х18Н10Т и 03Х17Н14М3 (AISI 316L)
Идентичность эксплуатационных свойств сталей марок 12Х18Н10Т и 03Х17Н14М3 (AISI 316L) и возможность их взаимной замены определяется в первую очередь совпадением химического состава по содержанию никеля, хрома и некоторых других входящих в состав элементов.
Как видно из табл. 1, основным различием в химическом составе этих марок сталей является наличие титана для стали 12Х18Н10Т и молибдена для стали 03Х17Н14М3 (AISI 316L). Максимальное совпадение по относительному содержанию остальных компонентов сравниваемых марок сталей, в свою очередь, обеспечивает и значительное совпадение ряда физических свойств данных нержавеющих сплавов, например плотности: 8000 кг/м 3 (03Х17Н14М3) и 7920 кг/м 3 (12Х18Н10Т). При этом показатель твердости по Бринелю для данных марок сталей является одинаковым (табл. 2).
Таблица 1. Сравнение химического состава марок нержавеющей стали 12Х18Н10Т и 03Х17Н14М3 (AISI 316L) (увеличить изображение)
Таблица 2. Показатель твердости марок стали 12Х18Н10Т и 03Х17Н14М3
Обе марки стали являются свариваемыми без ограничений, нечувствительными к разрыву тела отливки вследствие влияния водорода и не склонными к отпускной хрупкости. И это еще несколько аргументов в пользу взаимозаменяемости нержавеющих сталей 12Х18Н10Т и 03Х17Н14М3 (AISI 316L) при определенных условиях.
Из табл. 3 видно, что основные механические характеристики однотипных металлоизделий как для 12Х18Н10Т, так и для 03Х17Н14М3 являются сопоставимыми или совпадают с незначительными отклонениями.
Таблица 3. Механические свойства при Т = 20 °C (увеличить изображение)
Таким образом, следует обоснованно прийти к выводу, что в большинстве случаев нержавеющие стали марок 12Х18Н10Т и 03Х17Н14М3 (AISI 316L) являются взаимозаменяемыми, при этом сталь 12Х18Н10Т, в силу большей практики применения, распространения и доступности на территории РФ, является более выгодным и доступным материалом для машиностроения и приборостроения. Притом что и у нее есть зарубежные аналоги, в частности сталь 321Н в соответствии со стандартом AISI. Вместе с тем применение 03Х17Н14М3 (AISI 316L), например, в агрессивных условиях при температуре свыше +350 °C, безусловно, оправданно и является предпочтительным, несмотря на то что максимальная температура эксплуатации для изделий из 12Х18Н10Т составляет +600 °C (но для неагрессивных сред).
В чем импортозамещение?
Актуальность типологии сталей 12Х18Н10Т и 03Х17Н14М3 (AISI 316L) при текущей рыночной ситуации в РФ стала тем более острой, что с отечественного рынка в марте 2022 года в большинстве своем ушли поставщики и производители зарубежного оборудования, основным конструкционным материалом которого, например запорной арматуры и КИПиА, являлась нержавеющая сталь марки AISI 316L, в силу происхождения такой продукции.
Описанная выше ситуация сложилась в связи с большим объемом импорта машиностроительной продукции в Россию в период с конца 90‑х годов прошлого столетия до текущего момента, а применение стали марки AISI 316L настолько вошло в практику эксплуатации, что требования по изготовлению из нее корпусных деталей, контактирующих с рабочей средой, можно встретить в опросных листах и технических заданиях предприятий практически всех отраслей промышленности России. При этом российский аналог 03Х17Н14М3 как эквивалент в них не упоминается и не рассматривается, а возможность замены на более доступный аналог 12Х18Н10Т не предполагается.
Вместе с тем в первую очередь перед компаниями нефтегазовой отрасли в этой ситуации остро стоит вопрос реализации ранее запланированных проектов, бюджеты которых были сформированы до 2022 года, и их превышение зачастую является не только крайне нежелательным, но и невозможным. При этом в проектную документацию заложено зарубежное оборудование из нержавеющей стали марки AISI 316L, выпуск которой на территории РФ еще не стал массовым, а доступность аналога 03Х17Н14М3, как уже говорилось, ограничена по причине цены и необходимости заказа промышленной партии, чего не могут себе позволить многие машиностроительные и приборостроительные предприятия страны при отсутствии стабильного заказа на продукцию из данного материала или при небольших объемах заказа.
В связи с этим закономерным процессом на пути импортозамещения в машиностроительной и приборостроительной отраслях видится обоснованный переход в производстве оборудования, изготовленного из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т, и отказ от чрезмерного и необоснованного требования заказчиков, в первую очередь предприятий нефтегазовой, химической и металлургической отраслей промышленности, о применении стали 03Х17Н14М3 (AISI 316L) для изготовления корпусных деталей и конструкционных элементов сложных технических устройств. Данное решение не только позволит развиваться машиностроительным предприятиям и приборостроительным компаниям России, но и, создав потребление данного конструкционного материала (12Х18Н10Т) в форме стабильного заказа, даст толчок развитию металлургической отрасли и экономике России в целом.
AISI 316, 316L, 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/мм 2 | 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 | Ωmm 2 /m | 20°C | 0.75 |
| Магнитная проницаемость | μ | в 0.80 kA/m | 20°C | 1.005 |
| Модуль упругости | E | MPa x 10 3 | 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 | PREN 1 | CCCT 2 (°C) | CPT 3 (°C) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Cr | Mo | N | ||||
| AISI 304 | 18.0 | - | 0.06 | 19.0 | - | |
| AISI 316 | 16.5 | 2.1 | 0.05 | 24.2 | 15 | |
| AISI 904L | 20.5 | 4.5 | 0.05 | 36.2 | 20 | 40 |
- 1 Pitting Resistance Equivalent — Эквивалент Сопротивления питтинговой коррозии, включая азот, PREN =Cr+3.3Mo+16N
- 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 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.
- 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
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.
AISI 316 и AISI 316l сравнение сталей
Стали 316 316l по сути являются одной и той же сталью 300-й серии, с небольшим изменением в химическом составе. Однако даже такое изменение, меняет их свойства, хотя большая их часть остаётся одинаковой.
Химический состав: сталь 316 316l
AISI 316/AISI 316L
- Углерод – 0,08 %/до 0,03 %
- Хром – 16-18 %/аналогично
- Никель – 10-14 %/до 16 %
- Молибден – 2,0-3,0 %/аналогично
Полный список химического состава сплавов см. табл.
| Марки | C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | Ti | Fe |
| AISI 316l | 16,0-18,0 | 10,0-14,0 | 2,0-3,0 | Остальное | ||||||
| AISI 316 | 16,0-18,0 | 10,0-14,0 | 2,0-3,0 | - | Остальное |
По своему составу обе стали являются нержавеющими аустенитными, стойкими к коррозии сплавами. Анализируя aisi 316 316l можно убедиться, что AISI 316L представляет собой низкоуглеродистую версию AISI 316. Все остальные компоненты сплавов идентичны.
Свойства сталей 316 316l
Оба сплава отличаются высокой стойкостью к коррозийным образованиям, и свариваемостью. Но AISI 316 L, содержащая минимальный процент углерода в составе (по сравнению с 316), характеризуется лучшей степенью свариваемости. Её не закаливают, а за счёт пластичности и мягкости, все швы отлично провариваются при помощи любого сварочного способа, им не нужно дополнительное прогревание – обработка швов также не нужна – только простая очистка от окалины и пассивирование. Заготовки из данного сплава просто обрабатывать – прокатка, ковка, вытяжка, штамповка и пр. И, пожалуй, это единственное отличие 316 от 316l по свойствам.
Оба сплава содержат в своём составе молибден и никель, что повышает их антикоррозийные качества, и позволяет их использовать при производстве конструкций, которые будут работать в агрессивных средах. Нержавеющие металлы AISI 316 и 316L также характеризуются повышенной прочностью, устойчивой сопротивляемостью к ползучести, и отличными механическими качествами – устойчивостью к большим нагрузкам, к механическим ударам.
Данные стали отлично сочетают упругость и пластичность, за счёт чего прекрасно поддаются деформации и обработкам всех видов.
Общие свойства для обоих сталей:
- стойкость к коррозии в кислотах, соединениях хлора;
- неподверженность к крекинг-коррозии (разрушение металлов вследствие возникшей эрозии);
- стойкость к щелевой и межкристаллитной коррозии (для AISI 316L даже после сварки);
- свариваемость высокой степени;
- простая обрабатываемость.
Нет между aisi 316 и aisi 316l отличия и по экологической безопасности. Как для людей, так и для окружающей среды. Сплавы полностью инертны к воде, не выделяют токсичных и ядовитых веществ, паров при прямом контакте с морской и очищенной, предназначенной для бытовых целей, питья.
Сферы применения: сталь 316 и 316l различия
Низкоуглеродистая сталь 316L больше всего подходит для изготовления сварных конструкций и элементов во всех областях промышленности – ёмкости, баки, контейнеры, особенно для эксплуатации при высоких температурах и наличии агрессивной среды.
AISI 316Ti и AISI 316l сравнение сталей
Коррозионностойкие стали общего назначения AISI 316 Ti, как AISI 316l, содержащие никель, являются версиями аустенитной нержавеющей стали AISI 316. Поэтому сравнение 316l 316ti может касаться только небольших изменений в их химических составах.
Химический состав сталей 316l 316ti
AISI 316L/AISI 316Ti
- Углерод – 0,03 %/0,08 %
- Хром – 16-18 %/аналогично
- Никель – 10-14 %/до 16 %
- Молибден – 2,0-3,0 %/2,5 %
- Титан – отсутствует/0,5 %, возможно увеличение до 0,7 %.
Полный перечень химического состава данных металлов см. табл.
| Марки | C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | Ti | Fe |
| AISI 316l | 16,0-18,0 | 10,0-14,0 | 2,0-3,0 | Остальное | ||||||
| AISI 316Ti | 16,0-18,0 | 10,0-14,0 | 2,0-3,0 | Остальное |
AISI 316 L относятся к конструкционным криогенным сталям, а AISI 316 Ti к сталям коррозионностойким обыкновенным.
Анализируя процентное содержание основных элементов в обоих сплавах, легко определить, что в сплав aisi 316Ti добавлен титан, и немного увеличено процентное содержание молибдена. А сплав AISI 316L является низкоуглеродистым, с малым по сравнению с 316Ti процентом углерода – 0,03 %.
Титан существенно увеличивает прочность, а молибден – повышает его сопротивляемость коррозийным образованиям. Таким образом в некоторых случаях, при высоких требованиях к технологичности, выбирая между 316l или 316ti лучше остановить свой выбор на усиленном титаном сплаве AISI 316Ti.
Свойства aisi 316l 316ti
Наличие в составе обоих сплавов молибдена обеспечивает им высокий уровень стойкости к коррозии, как к общей, охватывающей всю поверхность металла, так и к местной - щелевой, межкристаллитной, питтинговой, крекинг-коррозии. Стойкость к коррозиям в агрессивных средах (пары кислот, хлора) присуща обоим металлам, но отличие 316l от 316ti – более ярко выраженная стойкость к кислотным средам, к морской воде у 316L.
С другой стороны, титан существенно повышает механическую прочность стали aisi 316Ti. Она характеризуется высокой степенью сопротивляемости сенсибилизации – разновидность межзеренной коррозии. При этом сталь характеризуется стойкостью к образованию коррозии даже в течение длительного времени эксплуатации в агрессивных средах, и при температурах 550 °C – 800 °C. А сплав 316l легко справляется с коррозией, в сварных зонах около швов.
Физические свойства, как и эксплуатационные, aisi 316l и 316ti отличия также имеют незначительные, только сталь aisi 316Ti имеет большую прочность из-за наличия титана в её составе. Прочность AISI 316L существенно снижается при температурах более 425 °C (чем отличается 316l от 316ti).
У металла aisi 316l намного лучше показатель свариваемости, как у всех низкоуглеродистых сталей. При сварке нет необходимости предварительно нагревать свариваемые части, выполнять специальную обработку швов.
Общие основные свойства данных сплавов не отличаются от свойств всех нержавеек 300-й серии.
- стойкость к коррозии;
- прочность;
- простая обработка -ковка, шлифовка и пр.;
- сопротивление межкристаллитной коррозии (для AISI 316L и после сварки).
Сферы использования 316l и 316ti стали
Сталь 316ti используют для производства конструкций, эксплуатация которых будет проходить в условиях повышенной химической агрессивности.
Из сплава низкоуглеродистой 316l целесообразно изготавливать сварные конструкции для всех сфер промышленности.
Оба сплава широко используются в химической, нефтехимической промышленности. Востребованы при производстве трубопроводов, ёмкостей для хранения и перевозки, резервуаров, имеющими прямой контакт с агрессивными средами. Незаменимы В нефтяной и газовой отрасли, в медицинской сфере и пр.
Обзор нержавеющих сталей AISI 316 и AISI 316l
Популярными и востребованными на рынке являются нержавеющие стали AISI 316 и AISI 316l. Из этих образцов изготавливают большую часть доступной продукции. Марка этой стали часто встречается в зарубежном производстве, однако в России и странах СНГ отдают предпочтение отечественным аналогам.
Состав и расшифровка
Маркировка AISI 316 означает, что в сплаве повышено содержание молибдена. За счёт этого компонента сталь приобретает свои ключевые свойства. В сравнении с другими аналогами она более устойчива к коррозии, гниению, агрессивной среде и повышенной температуре. При этом она остаётся довольно пластичной и легко поддаётся механической деформации.
В состав нержавеющей стали входят:
- хром – до 18%;
- углерод – 0,3%;
- молибден – не превышает 3%;
- никель – до 16%.
Одним из наиболее ценных и важных качеств этих сталей стала устойчивость к возникновению коррозии. Благодаря своим свойствам хирургическая и ювелирная промышленности используют их весьма активно.
Дело в том, что при контакте с влагой или человеческой кожей сталь не запускает окислительные процессы. По этой причине AISI 316 и AISI 316l считаются наиболее безопасными и стерильными.
Характеристики и свойства
AISI 316 и AISI 316l, как и другие сплавы, обладают набором своих уникальных качеств и характеристик. Такие металлы не магнитятся в отличие от своих собратьев из 400 серии. Поэтому проверить происхождение изделия из нержавеющей стали можно при помощи обычного магнита. Практически вся качественная и безопасная бижутерия не будет притягиваться, а значит, она выполнена из 316 стали.
Средняя плотность рассматриваемых образцов – около 8000 кг/м3 при температуре выше нуля. Твёрдость сплава позволяет ему без проблем поддаваться механической обработке.
Сталь легко принимает необходимые формы, поэтому изготовить необходимую деталь не составит труда. Но при этом готовая продукция отличается прочностью и долговечностью.
Согласно требованиям и стандартам ГОСТ AISI 316 и AISI 316l рекомендуется применять на производствах, в химических цехах, для изготовления медицинских атрибутов, водопроводных труб и украшений. Для иных целей желательно подбирать другие варианты материала.
Физические и химические
Благодаря молибдену в своём составе сталь не поддаёт образованию коррозии. Содержание этого вещества значительно увеличивает срок эксплуатации изделий, сделанных из данного материала. На поверхности стали образовывается тонкая плёнка, которая и защищает её от повреждений.
AISI 316 и AISI 316l являются экологически чистыми материалами. Их использование не наносит существенного вреда окружающей природе, они легко поддаются переработке, а при разложении не выделяют опасных веществ.
Механические
316 сталь обладает наибольшей стойкостью к высоким температурам. Именно по этой причине она часто встречается на различных производствах, так как детали для оборудования, выполненные из неё, куда прочнее. При этом такому металлу не страшна ползучесть, которая вредит большинству сплавов.
При этом сталь не теряет своих качеств и при нулевых температурах, что существенно расширяет область её применения.
Она довольно пластична для того, чтобы придать ей необходимую форму. При контакте с влагой она не покрывается налётом или ржавчиной. Устойчива к кислотным и другим агрессивным средам.
Технологические
Сталь этой марки довольно просто поддаётся технической сварке. Благодаря устойчивости к агрессивным средам и нестабильным погодным условиям из AISI 316l возводят опорные строительные конструкции.
Данный сплав безопасен для человека, поэтому из него изготавливают изделия, которые напрямую контактируют с телом. При этом сталь не вызывает аллергических реакций или раздражений, способных навредить организму.
Особенно хорошо она выдерживает контакт с морским воздухом, который негативно влияет на большинство металлов. По этой причине многие металлические изделия вблизи набережных выполнены из AISI 316l, так как она лучше всего справляется с этой задачей.
Аналоги
Как и большинство популярных зарубежных материалов, сталь AISI 316 имеет свой российский аналог. Он представляет собой сплав с характерной маркировкой 03Х17Н14М3 или же 10Х17Н13М2Т. Данные металлы пронумерованы в точности с требованиями и правилами ГОСТа.
Особых технических или физических отличий стали не имеют, так как при изготовлении используют идентичные компоненты. Отечественный сплав с точностью повторяет все основные свойства. Он также экологически чист и устойчив к коррозии.
При этом в России и странах СНГ чаще используют отечественный продукт, так как цены на него в разы ниже. Опираясь на мнение потребителей, не было замечено особенных различий или же гневных отзывов на российский аналог. Однако некоторые покупатели всё-таки предпочитают пользоваться американской маркой. Это происходит из-за сомнений в качестве российского образца и добросовестности местного производителя.
Одним из главных отличий считается маркировка. У отечественного аналога она записывается при помощи букв российского алфавита и указывает на состав сплава, цифры демонстрируют процентное соотношение внутри образца. Можно отметить, что такая маркировка куда более информативная и понятная для большинства.
Применение
Область применения AISI 316 и AISI 316l крайне широка на сегодняшний день. Их используют в различных сферах и отраслях производства. Благодаря своим свойствам они пользуются особенной популярностью у производителей. Без преувеличений их можно назвать одними из самых востребованных сталей на рынке.
Часто их можно встретить на производствах. Из сплавов зачастую изготавливают детали для оборудования. Такие экземпляры отличаются повышенной прочностью и устойчивостью к образованию ржавчины и других загрязнений.
По причине того, что нержавейка устойчива к влажности, из неё изготавливают водосточные или водопроводные трубы. Сырьё, за основу которого была взята 316 сталь, служит в несколько раз дольше своих аналогов.
Этот же материал участвует в производстве механизмов. Нержавейка нередко встречается в часах. Так как подобные изделия крайне проблематично чинить и чистить, для их изготовления используют более качественные сплавы, которые существенно продлевают им срок службы.
Из-за своей экологичности и безопасности при контакте с человеческим телом AISI 316 применяют для производства бижутерии. Изделия из этой стали считаются медицинскими, поэтому она приобрела особую популярность в изготовлении украшений для пирсинга. Так, кольцо, выполненное из 316 стали, не почернеет от продолжительной носки.
Подобные изделия в разы дешевле украшений, выполненных из золота или других драгоценных металлов, однако не уступают им в красоте и практичности. Срок службы качественной бижутерии превышает 5 лет, при этом подобные аксессуары подойдут даже людям с повышенной чувствительностью кожи и аллергиями на металл или различные сплавы.
Обработка и сварка
AISI 316 и AISI 316l легко поддаются сварке. Из-за содержания углерода внутри сплава детали просто соединяются друг с другом. При этом образуются прочные швы, которые потом можно скрыть путём обработки. Однако стоит учитывать, что шов – это одно из наиболее чувствительных и уязвимых мест, которое подвержено возникновению коррозии.
Следует учитывать, что для качественной и надёжной сварки необходимо подбирать более профессиональные инструменты.
Не рекомендуется прибегать к использованию низколегированных электродов и сварочной проволоки. Это приводит к возникновению непрочных швов, которые быстро расходятся и не выдерживают нагрузок.
Читайте также: