Разница между 304 и 316 начинается с молибдена и становится заметной в хлоридной среде. Какую марку выбирать для какого применения: состав, PREN, механические свойства и таблица по средам.
Вопрос «304 или 316» чаще всего начинают не с того конца. Сначала смотрят на материал, потом на среду. Правильно наоборот: есть ли хлориды в месте, где деталь будет стоять годами. Если ответ известен, выбор марки наполовину сделан. Хлориды содержатся в морской воде, дорожной соли, воде бассейнов, отбеливателе и чистящих средствах на основе гипохлорита, некоторых пищевых рассолах и во многих химических процессах.
Если хлоридов нет, при обычной эксплуатации заметной разницы в коррозии между 304 и 316 не возникает. При наличии хлоридов на поверхности 304 со временем могут появиться точечные углубления размером с кончик иглы (питтинг) и пятна в зазорах соединений (щелевая коррозия). Поэтому самая честная формулировка разницы между двумя марками такая: 316 оставляет более широкий запас по стойкости к локальной коррозии, вызываемой хлоридами.
Обе марки представляют собой аустенитные стали на основе хрома и никеля. В семействе 304 содержание хрома составляет примерно от 17,5 % до 19,5 %. В семействе 316 хрома немного меньше, никеля больше, а в состав добавляется молибден. Диапазоны в таблице представляют собой массовые доли в процентах по стандарту EN 10088-2; фактический анализ партии находится где-то внутри этого диапазона и указывается в сертификате плавочного анализа.
| Марка (AISI / EN) | C макс. | Cr | Ni | Mo |
|---|---|---|---|---|
| 304 / 1.4301 | 0,07 | 17,5 - 19,5 | 8,0 - 10,5 | нет |
| 304L / 1.4307 | 0,030 | 17,5 - 19,5 | 8,0 - 10,5 | нет |
| 316 / 1.4401 | 0,07 | 16,5 - 18,5 | 10,0 - 13,0 | 2,0 - 2,5 |
| 316L / 1.4404 | 0,030 | 16,5 - 18,5 | 10,0 - 13,0 | 2,0 - 2,5 |
| 316Ti / 1.4571 | 0,08 | 16,5 - 18,5 | 10,5 - 13,5 | 2,0 - 2,5 |
Для приблизительного сравнения стойкости к питтингу используют формулу PREN = %Cr + 3,3 x %Mo + 16 x %N. Коэффициент 3,3 при молибдене показывает, почему элемент, добавляемый в небольшом количестве, даёт такую разницу. Значения ниже рассчитаны по диапазонам EN 10088-2 из таблицы без учёта азота; при добавлении азота значение немного возрастёт.
| Марка | Диапазон Cr | Диапазон Mo | Расчётный PREN |
|---|---|---|---|
| 430 / 1.4016 | 16,0 - 18,0 | нет | около 16,0 - 18,0 |
| 304 / 1.4301 | 17,5 - 19,5 | нет | около 17,5 - 19,5 |
| 316 / 1.4401, 316L / 1.4404 | 16,5 - 18,5 | 2,0 - 2,5 | около 23,1 - 26,8 |
Выбор 316 не даёт выигрыша по прочности. По ASTM A240 нижние пределы текучести и временного сопротивления у 304 и 316 одинаковы; отличается только верхний предел твёрдости. У низкоуглеродистых марок L нижние пределы прочности немного ниже. Ожидать прироста прочности от смены марки в несущей, тяжело нагруженной детали неправильно; решающими являются толщина и сечение.
| Марка | Текучесть (МПа) | Растяжение (МПа) | Удлинение (%) | Твёрдость макс. |
|---|---|---|---|---|
| 304 | 205 | 515 | 40 | 92 HRB |
| 304L | 170 | 485 | 40 | 92 HRB |
| 316 | 205 | 515 | 40 | 95 HRB |
| 316L | 170 | 485 | 40 | 95 HRB |
Таблица ниже задаёт общее направление. Каждый проект оценивается отдельно; температура, концентрация хлоридов, режим очистки и состояние поверхности могут изменить результат. Если вы не уверены в реальных условиях среды, лучше обсудить марку именно с учётом этого, потому что замена марки после монтажа означает демонтаж и повторное изготовление.
| Среда | Типичное применение | Общая тенденция |
|---|---|---|
| Помещение, сухое или влажное, без хлоридов | Кухонная столешница, мебель, кабина лифта, внутренний фасад | 304 |
| Пищевая переработка, без хлоридов | Резервуар, столешница, корпус конвейерной ленты | 304 / 304L |
| Пищевая переработка, солёный рассол или чистка хлорсодержащими средствами | Рассольный резервуар, линия мойки | 316 / 316L |
| Побережье и морское воздействие | Наружный фасад, ограждение, судовое и портовое оборудование | 316 |
| Химия, фармацевтика, медицина | Технологическое оборудование, корпус реактора, корпус прибора | 316L |
| Закрытая среда с высоким содержанием хлоридов (например, атмосфера зала бассейна) | Подвес, крепёж, элемент вентиляции | 316 может оказаться недостаточным, требуется отдельная оценка |
Если при сварке материал находится в интервале примерно от 450 до 850 °C в течение некоторого времени, в аустенитной стали по границам зёрен могут выделяться карбиды хрома, и содержание хрома в прилегающей зоне снижается. Это называется сенсибилизацией и снижает коррозионную стойкость. Марки 304L и 316L ограничивают углерод значением 0,030 %, поэтому этот риск уменьшается. 316Ti стабилизирована титаном и предпочтительна для сварных деталей, работающих при высокой температуре.
Если вы работаете с тонким листом и не будете проводить отжиг после сварки, марки L служат дополнительным слоем защиты. Какую марку указывать в толстостенном изделии с тяжёлой сваркой, определяется техническим заданием. Логику кодов можно посмотреть в статье о том, как читать обозначения марок.
Невооружённым глазом их не отличить. Магнит тоже не различает, потому что обе марки аустенитные и в обычном состоянии немагнитны; слегка магнитными могут вести себя только участки после холодной деформации. Магнит отличает лишь ферритные марки вроде 430: если лист сильно притягивается, это не 304 и не 316.
Проверка делается по документу. Сертификат материала EN 10204 3.1 содержит номер плавки и химический анализ этой плавки; его сопоставляют с этикеткой и маркировкой на листе. На месте проверку можно провести также с помощью реактивов, чувствительных к молибдену, и портативного спектрометра (PMI). Надёжнее всего исключить риск смешения партий так: получать материал вместе с сертификатом и сохранять след этикетки на деталях после резки.
В запросе предложения одних слов 304 или 316 может быть недостаточно. Чем яснее указано, нужна ли низкоуглеродистая марка (L), какая поверхность (2B, BA, No.4), какая толщина и размер, сколько штук и с каким документом, тем быстрее и точнее готовится предложение. На страницах продукции Güven Paslanmaz в группе листов указаны марки 304/304L, 316/316L, 321 и 430, в группе рулонов 304/304L, 316/316L, 430 и 409; такие операции, как порезка в размер, продольная резка, лазерная резка и гибка, выполняются в том же сервисе.
Цена зависит от марки, размера, количества и рынка; обращайтесь через форму запроса предложения. Решение принимается сначала по среде, затем по поверхности и способу обработки.
Диапазоны состава приведены на основе EN 10088-2 (нержавеющая сталь, технические условия поставки листа и ленты), нижние механические пределы на основе ASTM A240 (хромистая и хромоникелевая плита, лист и лента для сосудов под давлением и общего применения). Определения поверхностей относятся к EN 10088-2 и ASTM A480, документ на материал к EN 10204. PREN не является гарантируемым в стандарте свойством продукта, это инженерный инструмент сравнения, и он один не определяет реальное поведение в среде. Приведённое здесь является общей информацией; для вашего проекта обязательными являются чертёж и техническое задание.
В составе 316 содержится от 2 % до 2,5 % молибдена и больше никеля, в 304 молибдена нет. Эта разница повышает стойкость к питтингу в хлоридной среде. По остальным свойствам две марки очень близки.
Нет. По механической прочности, обрабатываемости и коррозионной стойкости в среде без хлоридов явного преимущества у неё нет. 316 лишь даёт более широкий запас по стойкости к хлоридам и некоторым химикатам.
Если нет чистящих средств с хлоридами, солёного рассола или постоянного контакта с большим количеством соли, 304 является распространённым и достаточным выбором. Если используются чистящие средства на основе отбеливателя или обрабатываются солёные продукты, рассматривают 316 или 316L.
Нет. Обе марки аустенитные и в обычном состоянии немагнитны. Магнит служит лишь для отличия ферритных марок вроде 430. Для 304 и 316 надёжный путь: сертификат 3.1 и при необходимости анализ на спектрометре.
В сварном изготовлении, если после сварки не будет термообработки. Поскольку углерод ограничен значением 0,030 %, риск выделения карбидов вокруг сварного шва снижается. Для несварного листа, который сгибают и гнут, марка L необязательна.
В городской среде вдали от побережья его используют широко. Если есть морское воздействие, дорожная соль или интенсивная промышленная атмосфера, безопаснее выбор 316. На срок службы влияет и регулярная мойка поверхности.
Очень близок, но не одинаков. По EN 10088-1 плотность составляет 7,90 для 304 и 8,00 г/см³ для 316. При том же размере и толщине 316 тяжелее примерно на 1,3 %. Для расчёта смотрите руководство по весу и размерам.
