Полное руководство по свойствам нержавеющей стали 316

Благодаря превосходному сочетанию химической стабильности, механической прочности и коррозионной стойкости, нержавеющая сталь 316 становится незаменимым материалом во многих областях применения в тяжелых условиях. Нержавеющая сталь 316 широко используется в морских, медицинских, пищевых и химических деталях, и все они продемонстрировали свою механическую прочность в суровых условиях. По сравнению с нержавеющей сталью 304, она имеет очевидные преимущества при контакте с хлоридами или кислотными средами. Кроме того, ее срок службы также обеспечивает явные преимущества на протяжении всего жизненного цикла в отношении безопасности, гигиены и стоимости обслуживания.

С учетом того, что промышленные стандарты требуют повышения качества и воздействия на окружающую среду, а также ограничений по стоимости, свойства нержавеющей стали 316 будут все более востребованы. Правильный выбор материала всегда означает удовлетворение технических требований с учетом воздействия окружающей среды и стоимости, а нержавеющая сталь 316 относится к премиум-классу.

Состав нержавеющей стали 316

Химическое отличие нержавеющей стали 316 заключается в добавлении молибдена. Основное отличие нержавеющей стали 316 от нержавеющей стали 304 заключается в том, что в нержавеющей стали 304 основными легирующими элементами являются хром и никель, а в нержавеющей стали 316 - молибден 2-3%. Этот элемент 2-3% имеет огромное значение: коррозионная стойкость нержавеющей стали 316 значительно повышается, особенно в растворах, содержащих хлориды, таких как морская вода или химические заводы.

Химический состав нержавеющей стали 316 выглядит следующим образом:.

Элемент	Процент(%)
Хром (Cr)	16.0-18.0
Никель (Ni)	10.0-14.0
Молибден (Mo)	2.0-3.0
Углерод (C)	≤ 0.08
Марганец (Mn)	≤ 2.0
Кремний (Si)	≤ 1.0
Фосфор (P)	≤ 0.045
Сера (S)	≤ 0.03
Азот (N)	≤ 0.10
Железо (Fe)	Баланс

Как мы видим, каждый элемент выполняет свою функцию: хром создает пассивный оксидный слой, предотвращающий появление ржавчины; никель делает структуру аустенита стабильной, обеспечивая прочность нержавеющей стали при низких температурах; молибден улучшает способность к точечной и щелевой коррозии; все эти элементы вместе составляют основу свойств нержавеющей стали 316.

Свойства нержавеющей стали 316

Ниже приведена таблица с основными свойствами нержавеющей стали 316:

Недвижимость	Значение (типичное)
Прочность на разрыв	515-750 МПа
Предел текучести	~205 МПа
Твердость по Бринеллю	~149 HB
Твердость по Роквеллу	~80 HR

Прочность на разрыв нержавеющей стали 316

Прочность на разрыв нержавеющей стали 316 обычно составляет от 515 до 750 МПа в зависимости от состояния и степени холодной обработки. Такой большой диапазон указывает на то, что материал может выдерживать большое усилие при растяжении или вытягивании, прежде чем сломается. При использовании конструкций или в ситуациях, когда тянущие или растягивающие усилия будут либо периодическими, либо постоянными в течение всей жизни человека - например, в химических установках, резервуарах, оснастке кораблей и так далее - долговременная прочность нержавеющей стали 316 обеспечивает уверенность в том, что разрыв или разрушение не произойдет.

Предел текучести нержавеющей стали 316

Предел текучести нержавеющей стали 316 в отожженном состоянии обычно составляет около 205 МПа. Это напряжение, при котором 316 начинает постоянно деформироваться. Ниже этой точки 316 возвращается к своей первоначальной форме при снятии напряжения. Как только этот порог деформации пройден, она остается деформированной навсегда. Когда инженеры выбирают материалы для работы под давлением или с нагрузкой, где важны точность и срок службы, предел текучести - одно из первых свойств материала, которое они учитывают.

Твердость нержавеющей стали 316

Твердость нержавеющей стали 316 достигает 149 HB, что подтверждает ее сочетание прочности и работоспособности. Твердость по Роквеллу для нержавеющей стали 316 составляет 80 HR, что является типичным показателем для анализа нержавеющей стали. Благодаря своему уровню твердости, материал обеспечивает устойчивость к умеренному износу, а также податливость к механической обработке. Нержавеющая сталь марки 316 находит выгодное применение в фармацевтических процессах, морском оборудовании и строительстве благодаря своей способности сохранять высокую прочность за счет твердости и легкость изготовления за счет пластичности.

Эти механические свойства составляют основу свойств нержавеющей стали 316, подтверждая способность металла работать в условиях стресса, давления и времени.

Плотность нержавеющей стали 316

Плотность нержавеющей стали 316 составляет 7,98 г/см³, что довольно много по сравнению с другими цветными сплавами. Это, наряду с другими свойствами, придает данному металлу высокую прочность под давлением. При проектировании деталей, которые должны выдерживать вес, например, деталей, используемых в космических и морских аппаратах, кораблях и зданиях, необходимо учитывать вес детали, а также ее плотность при расчетах. Соотношение массы и объема и механические расчеты важны как для тех, кто выполняет расчеты, так и для тех, кто занимается транспортировкой и решением таких вопросов, как тепловая инерция.

Теплопроводность

При температуре 100°C теплопроводность нержавеющей стали 316 составляет около 16,3 Вт/м-К. Это значение гораздо ниже, чем у алюминия или меди. Другими словами, сплав 316 проводит тепло гораздо медленнее. В некоторых случаях терморегулирования эта характеристика может быть преимуществом, а в некоторых других - недостатком. Всегда полезно знать, как можно полностью использовать свойства стали 316, касающиеся теплового поведения.

Коррозионная стойкость нержавеющей стали 316

Нержавеющая сталь 316, также известная как морская нержавеющая сталь, содержит 2-3% молибдена, важный элемент сплава, который позволяет ей значительно лучше противостоять точечной и щелевой коррозии по сравнению с 304 нержавеющая сталь. Этот вид коррозии часто возникает в атмосфере, содержащей хлориды, например, в приморских районах, на химических заводах, в бассейнах и т.д.

Нержавеющая сталь 316 подвергается гораздо меньшей коррозии, чем нержавеющая сталь 304, когда оборудование подвергается воздействию соленой воды или антиобледенительных составов. Например, в морском оборудовании, на морских платформах и в судостроении всегда используется нержавеющая сталь, поскольку ее невозможно защитить от воздействия морской воды. Лучшая коррозионная стойкость нержавеющей стали 316 продлевает срок службы изделий, подвергающихся воздействию морской воды.

В отличие от нержавеющей стали 304, не содержащей молибдена, нержавеющая сталь 316 обладает более высокой устойчивостью к агрессивным химическим веществам. Хотя нержавеющая сталь 304 может использоваться в помещениях или в слабоагрессивных средах, при воздействии хлоридов, кислот или высокой влажности она быстрее ржавеет, чем нержавеющая сталь 316. Нержавеющая сталь 316 может использоваться в контакте с гипохлоритом натрия, сернистым газом и уксусной кислотой. Большинство химических реакторов, резервуаров для хранения и трубопроводных систем изготавливаются из нержавеющей стали 316.

Стерилизующие средства фармацевтической промышленности и сильные чистящие химикаты не повредят оборудование из нержавеющей стали 316. Изделия, изготовленные из нержавеющей стали 316, не вызывают разрушения материала, а также помогают сохранить гигиеничность поверхностей в процессе производства лекарств и биопрепаратов.

Подводя итог, можно сказать, что если вы используете нержавеющую сталь 316 в морской технике, прибрежных зданиях или технологическом оборудовании, ее коррозионная стойкость оправдывает более высокую цену и делает ее одной из самых коррозионностойких. аустенитные нержавеющие стали.

Является ли нержавеющая сталь 316 магнитной?

Отожженная в самом ярком отожженном состоянии, 316 является немагнитной. Аустенит, микроструктура аустенита, представляет собой гранецентрированный кубический (FCC) кристалл, который по своей природе является немагнитным, поэтому 316 - отличный выбор для применения в тех случаях, когда важна низкая магнитная проницаемость, например, в электронных корпусах или корпусах для оборудования МРТ.

Холодная обработка меняет этот сценарий. Процессы холодной обработки, такие как прокатка, гибка и глубокая вытяжка, упрочняют металл и заставляют часть аустенита превращаться в магнитную фазу - мартенсит. Следовательно, нержавеющая сталь 316, подвергнутая холодной обработке, может быть слегка магнитной. Чем больше холодной обработки подвергается металл, тем сильнее он магнитится.

Однако даже холоднодеформированная 316 все равно менее магнитна, чем ферритная или мартенситная. Если у вас есть ручной магнит, он может слегка приподняться, но не прилипнет. Для большинства практических целей, особенно если магнетизм является проблемой, большинство все же считает 316 "немагнитной".

Чтобы гарантировать полное отсутствие магнитного притяжения, изготовитель может вернуть нержавеющую сталь 316 в немагнитное состояние, подвергнув ее термической обработке с полным отжигом. Этот процесс растворяет мартенситные поля.

В общем, ответ на вопрос "Магнитится ли нержавеющая сталь 316?" зависит от состояния нержавеющей стали 316. В отожженном виде она практически не проявляет магнетизма. При холодной обработке она может стать слегка магнитной, но не настолько, чтобы сделать ее непригодной для использования в прецизионных или медицинских изделиях.

Ржавеет ли нержавеющая сталь 316?

Хотя нержавеющая сталь 316 обладает хорошей коррозионной стойкостью, ничто не может быть полностью устойчиво к ржавчине во всех возможных ситуациях. При высоком содержании хлоридов, как в морской воде или соляных растворах, на поверхности все равно может образоваться оксид - при условии, что пассивная пленка оксида хрома не поцарапана и не стерта загрязнениями.

Углеродистая сталь быстро ржавеет под воздействием влаги. Однако 316 имеет более прочную оксидную пленку, которая защищает поверхность и защищает ее от дальнейшей коррозии. Однако постоянное воздействие соляной кислоты, сернистого газа или застойной морской воды может со временем лишить 316-ю сталь защитной оболочки, оставив после себя коррозию в трудноочищаемых щелях и сварных соединениях.
Вот несколько основных советов по уходу, которые помогут вам сохранить свойства нержавеющей стали 316.

• Протрите поверхность пресной водой, чтобы растворить хлористые отложения и смыть частицы из воздуха. Это также поможет сохранить пассивность поверхности нержавеющей стали.
• Держите подальше от других металлов. Компоненты из нержавеющей стали, находящиеся в контакте с разнородными металлами, такими как железо или алюминий, будут быстрее корродировать в растворе электролита.
• Пассивирующая обработка, например, в ванне с азотной кислотой, восстанавливает утраченный слой хрома и обеспечивает дополнительный слой защиты от коррозии.

Они существуют, но свойства нержавеющей стали 316 гораздо более вероятны. противостоять ржавчине чем большинство других нержавеющих марок, особенно марка 304. При работе в морской, химической и фармацевтической среде инженеры привыкли рассчитывать на повышенную устойчивость 316 к коррозионным средам.

Свойства 316 и 316L

Несмотря на то, что нержавеющие стали 316 и 316L относятся к одному семейству, сравнительно большие различия в характеристиках в тяжелых условиях эксплуатации обусловлены относительно небольшими изменениями в химическом составе. Разница заключается в содержании углерода. В стали 316 максимальное содержание углерода составляет 0,08%, а в стали 316L - 0,03%. Это небольшое различие имеет большое значение.

Более низкое содержание углерода в 316L препятствует выпадению карбидов при сварке металлов, что в свою очередь снижает межкристаллитную коррозию в зоне термического влияния. Разработчики и изготовители изделий выбирают 316L, когда им нужны прочность и свариваемость без компромиссов.

Вот сравнительный снимок, показывающий наиболее важные различия.

Недвижимость	Нержавеющая сталь 316	Нержавеющая сталь 316L
Содержание углерода	≤ 0,08%	≤ 0,03%
Стойкость к межкристаллитной коррозии	Умеренная (требуется обработка после сварки)	Превосходно (не требуется обработка после сварки)
Свариваемость	Хорошая, но может пострадать от пограничного удара зерна	Превосходно подходит для сварки в тяжелых условиях
Прочность	Немного выше	Немного ниже за счет снижения содержания углерода
Общие приложения	Химическая обработка, морская арматура	Фармацевтическое оборудование, сосуды под давлением

Что касается производительности и надежности, то обе марки обладают многими основными свойствами нержавеющей стали 316, включая высокий уровень коррозионной стойкости и хорошую механическую прочность. Но когда металл сваривается или подвергается воздействию коррозионной среды, 316L обеспечивает более безопасную и стабильную долгосрочную работу. Производители в пищевой, медицинской и атомной промышленности часто выбирают 316L в качестве основного материала благодаря ее высокой чистоте и способности выдерживать термические нагрузки.

Применение нержавеющей стали 316

Благодаря высокой коррозионной стойкости нержавеющая сталь 316 широко используется в различных отраслях промышленности. В состав нержавеющей стали 316 входит молибден, поэтому она намного прочнее.

Медицинские устройства и имплантаты: В медицине часто используется нержавеющая сталь 316L, которая является разновидностью нержавеющей стали 316 с низким содержанием углерода. Медицинская сталь широко используется в медицинских приборах и ортопедических имплантатах, которые требуют высоких антикоррозийных характеристик. Медицинские инструменты, изготовленные из нержавеющей стали 316, подходят для хирургических инструментов, ортопедических имплантатов и сердечно-сосудистых устройств, таких как стенты и сердечные клапаны. Нержавеющая сталь 316 не вступает в реакцию, что обеспечивает безопасность пациентов и срок службы медицинских инструментов.

Морские сооружения: Морские конструкции подвержены коррозии под воздействием морской воды. Нержавеющая сталь 316 широко используется для изготовления фитингов для лодок, морских платформ и подводных труб.

Резервуары и трубы для хранения химикатов: Химические заводы используют нержавеющую сталь 316 в производственном оборудовании для обеспечения устойчивости к агрессивным средам. Химические заводы могут использовать нержавеющую сталь 316 для изготовления резервуаров для кислот и щелочей, реакторов и труб.

Здания и сооружения: Благодаря хорошему внешнему виду, эксплуатационным характеристикам и устойчивости к воздействию окружающей среды нержавеющая сталь 316 широко используется для изготовления фасадов зданий, перил и декоративных элементов, особенно в прибрежных районах, где сталь подвержена коррозии под воздействием соли.

Заключение

Благодаря превосходному сочетанию химической стабильности, механической прочности и коррозионной стойкости нержавеющая сталь 316 становится незаменимым материалом во многих областях применения в экстремальных условиях. В морской, медицинской, пищевой и химической промышленности нержавеющая сталь 316 демонстрирует свою механическую прочность во многих жестких условиях эксплуатации. По сравнению с нержавеющей сталью 304 с добавлением молибдена она имеет очевидное преимущество при контакте с хлоридными или кислотными средами. Нержавеющая сталь 316 не только долговечна, но и обеспечивает безопасность, гигиену и низкие эксплуатационные расходы. С ростом требований промышленности к повышенным требованиям и защите окружающей среды спрос на нержавеющую сталь 316 будет еще выше. Всегда нужно выбирать правильный материал в соответствии с техническими требованиями, условиями окружающей среды и бюджетом, и 316 нержавеющая сталь - это премиум-класс.

О компании SogaWorks

SogaWorks - это универсальная онлайн-платформа для изготовления механических деталей на заказ, объединяющая более 1 000 лучших заводов для обслуживания стартапов и крупных компаний. Мы предлагаем гибкие производственные решения для быстрого создания прототипов, мелкосерийного тестирования и крупносерийного производства с такими услугами, как обработка на станках с ЧПУ, 3D-печать, изготовление листового металла, литье уретана и литье под давлением. Благодаря нашему механизму котирования, работающему на основе искусственного интеллекта, SogaWorks может предоставлять котировки за 5 секунд, подбирать лучшие мощности и отслеживать каждый шаг. Это сокращает сроки поставки и повышает качество продукции.