AISI 316

AISI 201 AISI 304AISI 316AISI 430

Марка AISI 316 обозначает кислотостойкую нержавеющую сталь аустенитного класса с повышенным содержанием никеля и добавлением молибдена. Благодаря легирующим элементам она устойчива к различным видам коррозии в достаточно широком диапазоне температур. Сталь AISI 316 отличается высокой прочностью и пластичностью, жаростойкостью, хорошей твердостью и вязкостью. Сопротивление ползучести в более высоких температурах превосходит показатели марки AISI 304. Применение низкоуглеродной марки AISI 316L помогает устранить опасность коррозии в околошовных сварных зонах. Для противодействия сенсибилизации в течении длительного периода времени при температре 550-800 °С успешно используется сталь AISI 316Ti.

Нержавейка AISI 316 легко поддается формовке в холодном и горячем состоянии, сваривается без ограничений. Для нее характерна повышенная устойчивость к межкристаллитной коррозии в обычных и арессивных средах, а также низкая чувствительность к крекинговой коррозии.

Обозначение по международным стандартам

Американский ASTM A240	Европейский ЕN 10088-2	Российский ГОСТ 5632-72
AISI 316	1.4401 1.4436	03Х17Н14М2 08Х17Н13М2
AISI 316L	1.4404 1.4435	03Х17Н14М3
AISI 316Ti	1.4571	10Х17Н13М2Т

Химический состав

Сталь AISI 316 относится к высоколегированным хромоникелевым нержавеющим сталям. Наличие антикоррозионных свойств определяется хромом, а увеличение технологичности материала - никелем. Марганец помогает стабилизировать аустенитную структуру, а молибден защищает сталь от питтинговой и щелевой коррозии в агрессивных средах, например, в хлористом растворе, морской воде и парах уксусной кислоты.

Массовая доля элементов, %

Марка	Углерод (C)	Кремний (Si)	Марганец (Mn)	Фосфор (P)	Сера (S)	Хром (Cr)	Никель (Ni)	Молибден (Mo)	Титан (Ti)
AISI 316	≤0,08	≤0,75	≤0,20	≤0,045	≤0,03	16,0-18,0	10,0-14,0	2,0-3,0	-
AISI 316L	≤0,03	≤0,75	≤0,20	≤0,045	≤0,03	16,0-18,0	10,0-14,0	2,0-3,0	-
AISI 316Ti	≤0,08	≤0,75	≤0,20	≤0,045	≤0,03	16,0-18,0	10,0-14,0	2,0-2,5	5x(C+N)-0,7

Механические свойства при комнатной температуре

Сталь AISI 304 легко поддается обработке в горячем и холодном состоянии, отлично сваривается различными способами.

AISI 316	Сопротивление на разрыв (σ_B), Н/мм²	Предел текучести (σ_0,2), Н/мм²	Предел текучести (σ_1,0), Н/мм²	Относительное удлинение (σ), %	Твердость по Бринеллю (HB)	Твердость по Роквеллу (HRB)
EN 10088-2	≥520	≥220	≥260	≥45	-	-
ASTM A 240	≥515	≥205	-	≥40	217	85
AISI 316L	Сопротивление на разрыв (σ_B), Н/мм²	Предел текучести (σ_0,2), Н/мм²	Предел текучести (σ_1,0), Н/мм²	Относительное удлинение (σ), %	Твердость по Бринеллю (HB)	Твердость по Роквеллу (HRB)
EN 10088-2	≥520	≥220	≥260	≥45	-	-
ASTM A 240	≥485	≥170	-	≥40	217	88
AISI 316Ti	Сопротивление на разрыв (σ_B), Н/мм²	Предел текучести (σ_0,2), Н/мм²	Предел текучести (σ_1,0), Н/мм²	Относительное удлинение (σ), %	Твердость по Бринеллю (HB)	Твердость по Роквеллу (HRB)
EN 10088-2	≥520	≥220	≥260	≥45	-	-
ASTM A 240	≥485	≥170	-	≥40	217	88

Свойства при высоких температурах

Ниже указаны данные только для марок AISI 316 и AISI 316Ti, потому что показатели стали AISI 316L заметно снижаются после 425 °С.

Предел прочности при повышенных температурах

Температура, °C	600	700	800	900	1 000
Rp m / Предел прочности (при растяжении), Н/мм²	460	320	190	120	70

Минимальные величины предела упругости (ползучесть) при высокой температуре

Температура, °C	550	600	650	700	800
Rp 1,0 / Пластичная деформация 1% (текучесть), Н/мм²	160	120	90	60	20

Максимальные рекомендуемые температуры эксплуатации

Температура образования окалины (условия окисления):

непрерывное воздействие - 925 °C;
прерывистые воздействия - 870 °C.

Свойства AISI 316 в низких температурах

Температура, °C	-78	-161	-196
Rp m / Предел прочности (при растяжении), Н/мм²	400	460	580
Rp 0,2 / Предел упругости 0,2% (условный предел текучести), Н/мм²	820	1 150	1 300
Ударная вязкость, J	180	165	155

Физические свойства

Наименование	Условные обозначения	Единица измерения	Температура	Значение
Плотность	d	-	4 °C	8,0
Температура плавления	-	°C	-	1 440
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	Ω mm²/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

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

Окружающая среда	Скорость коррозии (мкм/год)
Окружающая среда	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

Скорость коррозии рассчитана при 10-летнем воздействии.

Коррозионная стойкость в кипящих химикалиях для AISI 316L

Кипящая среда	Скорость коррозии (мкм/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

Межкристаллитная коррозия

Для изготовления конструкций с помощью сварки предпочтительно использовать низкоуглеродистую сталь AISI 316L. Низкое содержание углерода поддерживает реакцию осаждения вредных карбидов хрома в течении длительного времени в заданном диапазоне температур.

Тепловая обработка

Отжиг

Температурный режим отжига 1 050 ± 25 °C сопровождается последующим быстрым охлаждением на воздухе или в воде. После отжига необходимо травление и пассивирование. Лучшее сопротивление коррозии получается при 1 070 °C и быстром охлаждении.

Отпуск

Снимать напряжение следует при температуре 200-400 °С 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.

Горячая обработка (ковка)

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.
Время для достижения однородности прогрева стали AISI 316 дольше чем для углеродистых примерно в 2 раза.

Холодная обработка (формовка)

К типичным вариантам обработки стали AISI 316 относится изгиб, волочение, формирование контура, ротационная вытяжка и другие. Для формовки используется стандартное оборудование, но требуется приложить усилий на 50-100 % больше чем для углеродистых сталей, что связано с высокой степенью упрочнения AISI 316.

Сварка

Сталь AISI 316 легко сваривается разными способами. После сварки термическая обработка не требуется. Сварные швы необходимо очистить от окалины механическим или химическим способом, а затем пассивировать.

Применение

Высокая устойчивость к окислению делает сталь AISI 316 оптимальным материалом для прокладки трубопроводов, по которым транспортируется как обычная вода, так и более коррозионные жидкости или газы. Из нержавейки данной марки изготавливают резервуары и оборудование, контактирующие с атмосферой, морской водой, отработанными маслами, продуктами питания, кислотами и другими агрессивнойыми средами. Поэтому сталь AISI 316 востребована в пищевой, химической, и фармацевтической промышленности.

Значительная прочность и жаростойкость AISI 316 позволяют изготавливать высоконагруженные детали для машиностроения, промышленный инструмент и технику, теплообменники, бытовые приборы.

В строительной отрасли нержавеющая сталь AISI 316 применяется для создания сварных конструкций, кровли, ограждений, элементов дизайна и архитектуры.