Разница между нержавеющей сталью 316 и 316L
Введение
Что такое нержавеющая сталь? Легированная сталь, содержащая более 12% хрома или более 8% никеля, обычно называется нержавеющей сталью.
Эта сталь обладает определённой коррозионной стойкостью в атмосфере или агрессивных средах и имеет более высокую прочность при высоких температурах (>450 °C). Сталь с содержанием хрома от 16% до 18% называется кислотостойкой сталью или кислотостойкой нержавеющей сталью и обычно называется нержавеющей сталью. При содержании хрома в стали более 12% на поверхности быстро образуется слой богатой хромом пассивирующей плёнки за счёт электрохимического взаимодействия при контакте с окислительной средой, защищая внутреннюю часть металла от коррозии; однако в неокислительных агрессивных средах образование прочной пассивирующей плёнки всё ещё затруднено. Для повышения коррозионной стойкости стали обычно увеличивают долю хрома или добавляют легирующие элементы, способствующие пассивации, такие как Ni, Mo, Mn, Cu, Nb, Ti, W, Co и т. д.
Эти элементы не только повышают коррозионную стойкость стали, но и изменяют её внутреннюю структуру и физико-механические свойства. Различное содержание этих легирующих элементов в стали по-разному влияет на свойства нержавеющей стали.
Некоторые из них магнитные, некоторые немагнитные, некоторые поддаются термической обработке, а некоторые нет. Благодаря этим свойствам нержавеющая сталь находит всё более широкое применение в авиации, космонавтике, химической, нефтяной, строительной, пищевой и других отраслях промышленности, а также в повседневной жизни. Содержащиеся в ней легирующие элементы оказывают значительное влияние на обрабатываемость, а некоторые из них даже трудно поддаются резанию.
Чтобы помочь читателям лучше разобраться в этом вопросе и выбрать подходящий материал, в этой статье подробно рассматриваются различия между нержавеющей сталью 316 и 316L. 316 — это низкоуглеродистая нержавеющая сталь отечественной марки 0Cr17Ni12Mo2, а 316L — сверхнизкоуглеродистая нержавеющая сталь отечественной марки 00Cr17Ni14Mo2. Очевидно, что, хотя 316L более устойчива к коррозии, 316 обладает превосходными механическими свойствами.
Различия между нержавеющей сталью 316 и 316L следующие:
Нержавеющие стали марок 316 и 316L содержат молибден. В нержавеющей стали 316L его содержится немного больше, чем в нержавеющей стали 316. По сравнению с нержавеющими сталями 310 и 304, эта сталь обладает лучшими характеристиками благодаря содержанию молибдена. При содержании серной кислоты от 15% до 85% и высоких температурах нержавеющая сталь 316 может использоваться в различных целях. В морских условиях нержавеющая сталь 316 часто используется благодаря своей высокой стойкости к хлорной коррозии.
Если требуются максимальная коррозионная стойкость и отжиг после сварки, можно использовать нержавеющую сталь марки 316L, содержание углерода в которой не превышает 0,03 процента.
Химический состав стали 316 VS 316L (массовая доля, %)
| Тип | Мн | П | С | И | макс | Кр | В | Для | другой |
| 316 | 0,08 | 2 | 0,045 | 0,03 | 1 | 16-18 | 10-14 | 2-3 | - |
| 316L | 0,03 | 2 | 0,045 | 0,03 | 1 | 16-18 | 10-14 | 2-3 | - |
Коррозионная стойкость:
В целлюлозно-бумажном производстве она обладает хорошей коррозионной стойкостью, превосходя нержавеющую сталь марки 304. Более того, коррозия, вызванная агрессивными промышленными средами и морской средой, не разрушает нержавеющую сталь марки 316.
Термостойкость:
Нержавеющая сталь марки 316 хорошо противостоит окислению при постоянном использовании при температуре ниже 1700°C и кратковременно при температуре ниже 1600°C. Нержавеющая сталь марки 316 обладает хорошей жаростойкостью при постоянном использовании вне диапазона температур от 800 до 1575°C, хотя желательно не использовать её в этом диапазоне в течение всего дня. Верхний температурный диапазон подходит для нержавеющей стали марки 316L, которая более устойчива к образованию карбидов, чем нержавеющая сталь марки 316.
Термическая обработка:
Отжиг при температуре 1850–2050 градусов, затем быстрый отжиг и быстрое охлаждение. Перегрев не закаляет нержавеющую сталь 316.
Сварка:
Нержавеющая сталь марки 316 хорошо поддаётся сварке. Для её сварки можно использовать все распространённые методы сварки. В зависимости от области применения, для сварки могут использоваться электроды или присадочные прутки из нержавеющей стали марок 316Cb, 316L или 309Cb. После сварки стальной профиль из нержавеющей стали 316 необходимо отжечь для достижения максимальной коррозионной стойкости. При использовании нержавеющей стали 316L послесварочный отжиг не требуется.
Типичные области применения:
| Код нержавеющей стали | Химический состав (массовая доля)/% | Антикоррозийная функция |
| Физические и химические функции | особенность | Применение в промышленности |
| SUS316 06Cr17Ni12Mo2 | С≤0,08; Si≤0,75; Мn≤2,00; P≤0,040; S≤0,030; В: 10.00-14.00; Чт：16.00-18.00; Время: 2.00-3.00 | Он обладает превосходной коррозионной стойкостью и устойчивостью к высоким температурам и может использоваться в суровых условиях. |
| Он обладает превосходной коррозионной стойкостью, пластичностью, ударной вязкостью, прочностью при высоких температурах, хорошей деформируемостью в холодном состоянии и характеристиками процесса сварки. | Высокая коррозионная стойкость, отличная прочность при высоких температурах и превосходные сварочные характеристики. | Используется для питьевой воды, холодной воды, горячей воды, газа, медицинского газа, оборудования для морской воды.Вечерент, химия, топливо, производство бумаги, щавелевая кислота, оборудование для удобрений, фотография, пищевая промышленность, прибрежные сооружения. |
| SUS316L 022Cr17Ni12Mo2 | С≤0,030; Si≤0,75; Мn≤2,00; P≤0,040; S≤0,030; В: 10.00-14.00; Чт：16.00-18.00; Время: 2.00-3.00 | Коррозионная стойкость лучше, чем у стали 316, но прочность при высоких температурах немного хуже, поэтому ее можно использовать в суровых условиях. |
| Он обладает превосходной коррозионной стойкостью, прочностью, пластичностью, вязкостью, пригодностью к холодной штамповке и отличными эксплуатационными характеристиками при низких температурах. | Коррозионная стойкость лучше, чем у SUS316, но прочность при высоких температурах немного хуже. | Используется для питьевой воды, холодной воды, горячей воды, газа, медицинского газа, оборудования для морской воды, химической промышленности, топлива, производства бумаги, щавелевой кислоты, оборудования для производства удобрений, фотографии, пищевой промышленности, прибрежных сооружений. |
Нержавеющая сталь 316 и 316L по сравнению с 304
Распространенной нержавеющей сталью, используемой для создания оборудования и деталей, которые должны обладать хорошими общими качествами (такими как коррозионная стойкость и формуемость), является сталь 304.
Что касается стойкости к химической коррозии, нержавеющие стали марок 304 и 316 редко отличаются друг от друга, хотя существуют некоторые различия, зависящие от сред.
При некоторых условиях нержавеющая сталь марки 304, первая из созданных, подвержена точечной коррозии. Добавление 2–3% молибдена может снизить эту чувствительность, что приводит к появлению марки 316. Этот дополнительный молибден также может снизить коррозию, вызываемую некоторыми горячими органическими кислотами.
В пищевой промышленности нержавеющая сталь марки 316 является практически стандартным материалом. Нержавеющая сталь марки 316 стоит дороже нержавеющей стали марки 304 из-за глобального дефицита молибдена и повышенного содержания никеля в нержавеющей стали марки 316.
Из-за отсутствия кислорода и невозможности образования защитного слоя оксида хрома точечная коррозия чаще всего вызывается коррозионным осаждением на поверхности нержавеющей стали.
Точечная коррозия встречается редко, особенно в небольших клапанах, поскольку вероятность образования отложений на пластине клапана невелика.
Нержавеющая сталь марок 304 и 316 имеет практически одинаковую коррозионную стойкость в различных водных средах (питьевая вода, дистиллированная вода, речная вода, котловая вода, морская вода и т. д.); однако нержавеющая сталь марки 316 лучше подходит, если среда содержит исключительно высокие уровни хлорид-ионов.
Хотя коррозионная стойкость нержавеющей стали марок 304 и 316 зачастую не сильно различается, иногда могут наблюдаться значительные различия, требующие более тщательного изучения. Поскольку выбор материала трубопровода и резервуара будет зависеть от среды, пользователи клапанов, как правило, должны иметь чёткое представление о нём. Мы не даем рекомендаций по выбору материалов.
Химический состав (304,304L,316,316L)
| Тип | Мн | П | С | И | макс | Кр | В | Для | другой |
| 304 | 0,08 | 2 | 0,045 | 0,03 | 1 | 18-20 | 8-12 |
| - |
| 304L | 0,03 | 2 | 0,045 | 0,03 | 1 | 18-20 | 8-12 |
| - |
| 316 | 0,08 | 2 | 0,045 | 0,03 | 1 | 16-18 | 10-14 | 2-3 | - |
| 316L | 0,03 | 2 | 0,045 | 0,03 | 1 | 16-18 | 10-14 | 2-3 | - |
Механические свойства (304,304L,316,316L)
| Тип | УТС Н/мм² | Урожай Н/мм² | Удлинение % | Твердость (HRB) | Сопоставимый номер DIN | |
| кованый | бросать | |||||
| 304 | 600 | 210 | 60 | 80 | 1.4301 | 1.4308 |
| 304L | 530 | 200 | 50 | 70 | 1.4306 | 1.4552 |
| 316 | 560 | 210 | 60 | 78 | 1.4401 | 1.4408 |
| 316L | 530 | 200 | 50 | 75 | 1.4406 | 1.4581 |
Введение в другие нержавеющие стали
304 — нержавеющая сталь общего назначения, которая широко используется для изготовления оборудования и деталей, требующих хороших комплексных свойств (коррозионной стойкости и формуемости).
Нержавеющая сталь марки 301 демонстрирует заметное упрочнение при деформации и используется в различных случаях, где требуется более высокая прочность.
Нержавеющая сталь марки 302 по сути является разновидностью нержавеющей стали марки 304 с более высоким содержанием углерода, которую можно повысить за счет холодной прокатки.
302B — нержавеющая сталь с повышенным содержанием кремния, обладающая повышенной стойкостью к высокотемпературному окислению.
303 и 303Se — это легкообрабатываемые нержавеющие стали, содержащие серу и селен соответственно, которые используются там, где требуются в первую очередь легкообрабатываемость и высокое качество поверхности. Нержавеющая сталь 303Se также используется для изготовления деталей, требующих горячей высадки, поскольку она обладает хорошей обрабатываемостью в таких условиях.
304L — это разновидность нержавеющей стали 304 с пониженным содержанием углерода, используемая там, где требуется сварка. Пониженное содержание углерода минимизирует образование карбидов в зоне термического влияния вблизи сварного шва, что может привести к межкристаллитной коррозии (эрозии сварного шва) нержавеющей стали в определённых условиях.
Нержавеющие стали марок 305 и 384 содержат высокое содержание никеля и низкую скорость упрочнения и подходят для различных случаев, где предъявляются высокие требования к способности к холодной формовке.
Для изготовления сварочных прутков используется нержавеющая сталь марки 308.
Нержавеющие стали марок 309, 310, 314 и 330 имеют относительно высокое содержание никеля и хрома для повышения стойкости к окислению и предела ползучести стали при высоких температурах. 30S5 и 310S являются разновидностями нержавеющих сталей марок 309 и 310, единственное отличие которых состоит в более низком содержании углерода для минимизации выделения карбидов вблизи сварного шва. Нержавеющая сталь марки 330 обладает особенно высокой стойкостью к науглероживанию и термическому удару.
Нержавеющие стали марок 316 и 317 содержат алюминий, поэтому их стойкость к точечной коррозии в морской и химической промышленной среде значительно выше, чем у нержавеющей стали марки 304. Среди них нержавеющая сталь марки 316 представлена такими разновидностями, как низкоуглеродистая нержавеющая сталь 316L и высокопрочная нержавеющая сталь, содержащая азот.
316N и автоматная нержавеющая сталь 316F с высоким содержанием серы.
321, 347 и 348 — это нержавеющие стали, стабилизированные титаном, ниобием и танталом соответственно, и подходят для сварки деталей, эксплуатируемых при высоких температурах. 348 — нержавеющая сталь, пригодная для атомной энергетики, и имеет определенные ограничения по количеству тантала и кобальта.
При выборе следует учитывать такие факторы, как конкретные требования к применению, условия окружающей среды и бюджет затрат.