Содержание статьи
Автор статьи
Нержавеющая сталь серии 300: AISI 304, AISI 316 и AISI 321
Дата актуализации статьи: 05.11.2025
Дата публикации статьи: 05.11.2025
Время чтения: 9 минут
9
За что ценится нержавеющая сталь? В первую очередь - это прочность, долговечность и коррозионную стойкость. Основа нержавеющих сплавов - это железо, повышенное содержание хрома (≥10,5%) и добавление легирующих элементов, таких как углерод, никель или молибден. В новой статье базы знаний ОНИКС расскажем про основные свойства и химический состав нержавеющих сталей AISI 304, AISI 316 и AISI 321.
С какими сталями мы работаем
AISI относится к международному классу сталей. Внутри классы делятся на серии, например, в нашем случае (AISI 304, 316 и 321), речь идет про нержавеющую сталь серии 300. Она характеризуется высоким содержанием хрома и никеля. Хром достигает 16-20%, никель 8-14%. Дополнительно легируют молибденом, титаном. Благодаря своим превосходным свойствам, нержавейка применяется в различных областях. Хром - это легирующий элемент, который придает нержавеющим сталям их коррозионностойкие свойства. Соединяясь с кислородом, он образует на поверхности тонкую защитную пленку из оксида хрома. Хром улучшает стабильность пленки. Молибден и повышает устойчивость к проникновению хлоридов. Никель улучшает стойкость пленки в некоторых кислых средах.
AISI 304
Нержавеющая сталь AISI 304 относится к аустенитной стали. В ее основу входит хром 18% и никель 8%. Сплав обладает высокой коррозионной стойкостью, особенно к ржавчине и образованию пятен. Сталь стойка к коррозии в мягкой атмосфере и пресной воде. Широко используется в медицинском оборудовании, нефтехимической промышленности, на водоочистных сооружениях и т.д. Аналог: 08Х18Н10.
Преимущества
- Коррозионная стойкость. В повседневных условиях сталь выдерживает высокую устойчивость к ржавчине. Благодаря окислению хрома и железа образуется плотная пассивная плёнка, защищающая сталь от внешних воздействий.
- Свариваемость. Обладает отличной свариваемостью и не требует предварительного подогрева. Легко сваривается различными методами.
- Безопасность. AISI 304 подходит для пищевой и медицинской промышленности. Не вступает в реакцию с продуктами и устойчива к стерилизации.
Недостатки
- Коррозионная стойкость. Неустойчива к средам с высоким содержанием хлоридов. Подвержена точечной и щелевой коррозии (галогенидная коррозия).
- Теплостойкость. При длительной работе в водной среде стойкость снижается. При кратковременном воздействии выдерживает до 870 °C.
- Механические свойства. Может деформироваться при значительных ударных нагрузках.
| Железо, Fe | Хром, Cr | Никель, Ni | Марганец, Mn | Кремний, Si | Углерод, C | Азот, N | Фосфор, P | Сера, S |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Баланс | 18–20% | 8–10,5% | ≤2,0% | ≤1,0% | ≤0,08% | ≤0,10% | ≤0,045% | ≤0,03% |
Рекомендуемые фланцы из AISI 304
AISI 316
AISI 316 принято считать второй по популярности сталью после AISI 304. Сплав широко применяется в химической отрасли, медицине и морской среде благодаря высокой коррозионной стойкости к хлоридам. Химический состав содержит хром в пределах от 16 до 18%, 10-14% никеля и 2-3% молибдена. Добавление молибдена особенно важно, поскольку оно значительно повышает стойкость сплава к точечной и щелевой коррозии в хлорсодержащих и кислых средах. Аналоги: 08Х17Н13М2.
Преимущества
- Коррозионная стойкость. Хорошо сопротивляется точечной и щелевой коррозии, идеальна для применения в морской и химической среде, включая хлоридные растворы.
- Прочность. Высокие показатели прочности делают сталь пригодной для эксплуатации в разных климатических условиях.
- Теплостойкость. При высоких температурах сохраняет прочность и не окисляется.
Недостатки
- Электрическое напряжение. Возможны трещины под действием хлоридов при высоких температурах (коррозионное растрескивание под напряжением).
- Обработка. Сложнее в механической обработке, требует больше времени и затрат.
- Стоимость. Более дорогая по сравнению с другими марками, что ограничивает применение в бюджетных проектах.
| Хром, Cr | Никель, Ni | Молибден, Mo | Марганец, Mn | Кремний, Si | Углерод, C | Фосфор, P | Сера, S | Азот, N | Железо, Fe |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 16–18% | 10–14% | 2–3% | ≤2,00% | ≤0,75% | ≤0,08% | ≤0,045% | ≤0,030% | ≤0,10% | Баланс |
Рекомендуемые фланцы из AISI 316
AISI 321
Сталь AISI 321 широко используется в конструкциях с высокой температурой. Это могут быть теплообменники, сосуды под давлением, трубопроводы, котельные, газовые турбины и т.д. Основу сплава 321 составляет хром в пределах от 17 до 19%. Легирующие компоненты - это никель 9-12% и титан ≤0,7%. Можно отметить стойкость к окислению и образованию окалины при высоких температурах среды до 870°C. Аналоги: 08Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, 12Х18Н10Т.
Преимущества
- Коррозионная стойкость. Устойчива в агрессивных средах при высокой температуре. Титан стабилизирует структуру и предотвращает межкристаллитную коррозию.
- Теплостойкость. Жаропрочная, выдерживает циклические перепады температур без потери прочности.
- Свариваемость. Легко сваривается и формуется, подходит для широкого спектра применений.
Недостатки
- Стоимость. Дороже других сталей серии 300 из-за добавления титана и меньшей распространённости.
- Ограничения коррозионной стойкости. Менее эффективна в сильно кислотных средах, особенно при присутствии серосодержащих соединений.
| Элемент | Углерод, C | Хром, Cr | Железо, Fe | Марганец, Mn | Никель, Ni | Азот, N | Фосфор, P | Кремний, Si | Сера, S | Титан, Ti |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| % масс. | ≤0,080 | 17–19 | Баланс | ≤2,0 | 9–12 | ≤0,10 | ≤0,045 | ≤0,75 | ≤0,030 | ≤0,70 |
Рекомендуемые фланцы из AISI 321
Сравнение нержавеющей стали марок 304, 316 и 321
Критерии выбора
Нержавеющие стали - это конструкционные материалы с хорошей коррозионной стойкостью, прочностью и производственными характеристиками. Чтобы выбрать подходящую нержавеющую сталь, поможет четыре критерия:
1. Стойкость к коррозии и термостойкость - основные причины для выбора конкретной нержавеющей стали. Специалист должен знать природу окружающей среды и требуемую степень коррозионной стойкости и термостойкости на объекте. Нержавейка прекрасно сохраняет свои свойства при высоких и низких температурах. Многие переменные характеризуют коррозионную среду, например - химические вещества и их концентрация, атмосферные условия, температура, срок эксплуатации.
2. Механические свойства - второй важный критерий. Механические свойства определяют, насколько прочным будет изделие при растяжении, сжатии и других нагрузках, что особенно важно для конструкций, работающих под давлением или в химически активных средах.
3. Способ обработки. Производственные операции тоже влияют на конечный выбор марки стали. Сюда входит ковка, механическая обработка, формовка, сварка и т.д. Вы должны заранее знать, какие задачи предстоит выполнить.
4. Общая стоимость. Обоснование экономической выгоды учитывается не только в качестве затрат на материалы, но и техническое обслуживание, длительность срока службы.
Сравнение основных свойств нержавеющей стали AISI 304, 316 и 321
| Свойство | AISI 304 | AISI 316 | AISI 321 |
|---|---|---|---|
| Тип | Аустенитный | Аустенитный | Аустенитный |
| Кристаллическая структура | ГЦК (гранецентрированная кубическая) | ГЦК (гранецентрированная кубическая) | ГЦК (гранецентрированная кубическая) |
| Химический состав | Cr: 18–20%, Ni: 8–10,5% | Cr: ≤18%, Mo: ≤3%, Ni: ≤14% | Cr: 17–19%, Ni: 9–12%, Ti: ≤0,70% |
| Коррозионная стойкость | Высокая устойчивость к атмосферной, морской и пресной воде, а также слабым кислотам (кроме серной). | Отличная стойкость в хлоридной и морской среде, устойчива к большинству органических и неорганических кислот. | Повышенная устойчивость к межкристаллической коррозии благодаря титану, стабильна в большинстве химических сред. |
| Предел прочности | 515–720 МПа | 515–580 МПа | 515–580 МПа |
| Предел текучести (типичное значение) | 205–215 МПа | 205–320 МПа | 205–280 МПа |
| Твердость по Роквеллу | 70–85 HRB | 88–95 HRB | 70–90 HRB |
| Твердость по Бринеллю | 170–210 HB | 165–217 HB | 163–170 HB |
| Свариваемость | Отличная, без ограничений по методам сварки. | Хорошая, термообработка после сварки обычно не требуется. | Хорошая, без ограничений, с минимальным риском межкристаллитной коррозии. |
| Применение | Пищевое и медицинское оборудование, мойки, посуда, хирургические инструменты. | Химическая и нефтегазовая промышленность, насосы, резервуары, теплообменники. | Теплообменники, сосуды под давлением, реакторы, детали НПЗ и газовых установок. |
В трубопроводной отрасли чаще всего встречается сталь AISI 304, она считается более востребованной и популярной. По свойствам, сплав 304 часто сравнивают с маркой 316. Вторая сталь содержит немного больше никеля, чем тип 304, и 2-3% молибдена, что придает лучшую устойчивость к коррозии. Сталь 316 была разработана для использования на сульфитных целлюлозных заводах, поскольку она устойчива к серной кислоте. Впоследствии, сталь 316 получила широкое применение для обработки химических веществ в перерабатывающей промышленности. Сталь 321 обеспечивает лучшую жаропрочность и термостойкость.
Офис в Москве (499) 673-3838
Офис в Екатеринбурге (343) 384-3838
Офис в Санкт-Петербурге (812) 328-3838
Бесплатно по РФ 8 (800) 555-3883
Сайт onyxspb.ru
E-mail: info@onyxspb.ru
