304 против 316 Нержавеющая сталь

В мире часто используются марки нержавеющей стали 304 и 316 во всех сферах нашей повседневной жизни. Это извечный спор между нержавеющей сталью 304 и 316.

Нержавеющая сталь менее восприимчива к пятнам, чем другие металлы на основе железа, но она не является полностью нержавеющей. Нержавеющая сталь, как и обычная сталь, отпечатки пальцев и жир могут потускнеть, обесцветиться и заржаветь. Разница заключается в способности к восстановлению. Нержавеющая сталь способна выдержать большее количество воздействий и злоупотреблений, прежде чем на ней появятся признаки износа.

В результате в производственной сфере можно встретить несколько марок нержавеющей стали. Давайте рассмотрим марочный состав этих марок нержавеющей стали и разберемся, в чем разница между 304 и 316.

Что такое марки нержавеющей стали

Углерод, железо, хром от 10,5 % до 30%, никель, молибден и другие легирующие компоненты составляют марки нержавеющей стали. Это широко используемый металл в широком спектре промышленных, коммерческих и бытовых изделий, инструментов, оборудования и конструкций.

Самым ценным свойством нержавеющей стали является ее коррозионная стойкость. За коррозионную стойкость отвечает легирующий элемент хром. Нержавеющие стали, помимо коррозионной стойкости, отличаются исключительными механическими свойствами, такими как высокая прочность, вязкость, гибкость, усталостная прочность и износостойкость.

Существует пять основных типов марок нержавеющей стали:

• Аустенитные нержавеющие стали: Наиболее распространенной разновидностью нержавеющей стали является аустенитная нержавеющая сталь. Она включает в себя серии 200 и 300 и является наиболее широко используемой категорией нержавеющей стали.
• Ферритные нержавеющие стали: Кристаллическая структура ферритной нержавеющей стали - телесно-центрированная кубическая (ТЦК). Они содержат значительное количество хрома - от 11 до 27 процентов, но лишь незначительное количество никеля. Ферритная нержавеющая сталь имеет низкое содержание углерода (около 0,03 процента), что делает ее вязкой и пластичной. Их, как и аустенитные стали, нельзя подвергать термической обработке для придания им твердости.
• Мартенситные нержавеющие стали: Тетрагональная кристаллическая структура мартенситной нержавеющей стали является телесно-центрированной. Содержание хрома в них составляет 11,5-18%, а углерода - 0,1-1,2 процента. Высокое содержание углерода в мартенситных нержавеющих сталях обуславливает их исключительную прочность и хрупкость.
• Дуплексные нержавеющие стали: Микроструктуры этих сталей содержат почти равное количество аустенитной и ферритной фаз. Они обладают вдвое большей прочностью, чем стандартная аустенитная и ферритная нержавеющая сталь.
• Закаленные осаждением нержавеющие стали: Медь, алюминий, титан и молибден присутствуют в незначительных количествах в нержавеющей стали, подвергнутой осадковой закалке. После того как в процессе производства происходит сплавление компонентов нержавеющей стали, она подвергается процессу возрастной закалки, в результате чего эти компоненты выпадают в осадок в виде сложных интерметаллических элементов.

Состав и свойства нержавеющей стали

Сравнение 304 и 316 выдержало испытание временем благодаря поразительному сходству. Оба сплава относятся к аустенитной нержавеющей стали, одной из пяти разновидностей нержавеющей стали. Каждый из этих типов стали обладает своим набором характеристик, которые помогают им удовлетворять различным физическим и экологическим требованиям.

Химический состав, свойства и внешний вид у марок 304 и 316 одинаковы. Оба варианта известны своей прочностью и устойчивостью к ржавчине и коррозии.

Наличие молибдена в нержавеющей стали 316 является принципиальным отличием между этими двумя сплавами. Этот химический компонент способствует закалке и упрочнению стали. В этом сплаве также больше никеля, чем в нержавеющей стали 304, но меньше хрома.

Свойства нержавеющей стали 304

Нержавеющая сталь 304 - это популярный аустенитный сплав нержавеющей стали, известный своей долговечностью, прочностью на разрыв, устойчивостью к окислению и коррозии.

Температура плавления нержавеющей стали 304 выше, чем у нержавеющей стали 316, и составляет от 2550 до 2650 градусов по Фаренгейту (от 1399 до 1454 градусов по Цельсию). Однако, когда материал приближается к этим температурам, его прочность на разрыв начинает снижаться.

Исключительная прочность сплава нержавеющей стали на разрыв, составляющая около 621 МПа или 90 KSI, делает его особенным. Нержавеющая сталь марки 304 также может выдерживать температуру до 870°C.

Химический состав нержавеющей стали марки 304 составляет 18% хрома и 8% никеля, что говорит о разнице в химическом составе между ней и нержавеющей сталью 316.

Помимо двух основных компонентов, в состав этой марки нержавеющей стали могут входить следы марганца и углерода. Благодаря этим компонентам она устойчива к окислению, что делает ее отличным средством для дезинфекции и очистки.

Нержавеющая сталь 304 также популярна при изготовлении покрышек для шин, резервуаров для хранения, молдингов и обшивки автомобилей, кухонных приборов и оборудования, электрических шкафов и в других областях.

Свойства нержавеющей стали 316

Марка 316 - это стандартный сплав нержавеющей стали с диапазоном плавления от 2 500 до 2 550 градусов по Фаренгейту (от 1 371 до 1 399 градусов по Цельсию). Поскольку это аустенитный сплав нержавеющей стали, он обладает коррозионной стойкостью, высоким содержанием никеля и хрома, а также большой прочностью.

Предел прочности сплава на разрыв составляет 579 МПа (84 KSI) (килограммов на квадратный дюйм). Максимальная рабочая температура составляет 800 градусов Цельсия (1 472 градуса по Фаренгейту).

В состав сплава входит дополнительное количество молибдена, как указывалось ранее. Благодаря этому свойству сплав Grade 316 устойчив к хлоридному питтингу, щелочам и кислотам.

По степени сходства эта марка нержавеющей стали сопоставима с маркой 304. Она обладает теми же механическими и физическими свойствами, и ее практически невозможно определить без специального оборудования или испытаний.

Состав материала нержавеющей стали 316 является ее ключевой отличительной особенностью. Содержание хрома в ней составляет 16%, никеля - 10%, а молибдена - 2%.

Этот сплав стоит дороже в расчете на унцию материала, чем 304. Из-за содержания молибдена и дополнительного никеля цена колеблется.

Морские компоненты, корзины из нержавеющей стали, медицинское/хирургическое оборудование, химическое оборудование, фармацевтическое оборудование, наружные электрические шкафы и другие предметы - вот примеры использования сплава нержавеющей стали 316.

Не содержит ли нержавеющая сталь 304 и 316 никеля?

Нет. Никель присутствует в нержавеющей стали марок 304 и 316. Это одна из причин, по которой конкретные марки стали обладают таким блеском и долговечностью. С другой стороны, некоторые виды нержавеющей стали содержат меньше никеля, чем другие.

Однако прямой ответ на этот вопрос заключается в том, что 304 содержит 18% хрома и 8% никеля, а 316 - 16% хрома, 10% никеля и 2% молибдена.

Это пищевая нержавеющая сталь?

Благодаря своей устойчивости к окислению и коррозии нержавеющая сталь 304 и 316 широко популярна в пищевой промышленности. Хром, содержащийся в продукте, защищает его от окисления или ржавчины, а никель, содержащийся в пищевой бочке, - от коррозии. Чем выше концентрация никеля, тем более устойчива к ржавчине нержавеющая сталь.

Нержавеющая сталь 18/8 и 18/10 - это два других названия или кода для нержавеющей стали марки 304. Эти статистические данные относятся к содержанию хрома и никеля в нержавеющей стали.

Лист из пищевой нержавеющей стали

Нержавеющая сталь пригодна для использования в пищевом секторе в условиях воздействия тепла, воды и агрессивных чистящих средств. Пищевая нержавеющая сталь должна оставаться прочной, не подвергаться ржавчине/коррозии и легко чиститься при таких воздействиях.

Кроме того, устойчивость к питтингу обеспечивает легкость очистки и ухода за поверхностью. Наконец, жаропрочность металла предполагает, что он может выдерживать высокие температуры без повреждений.

По этим причинам многие производители продуктов питания используют в своих производственных процессах металлические лотки из нержавеющей стали. Однако некоторые люди могут не понимать, что для этого подойдет любая нержавеющая сталь. На рынке представлены сотни различных видов нержавеющей стали, каждый из которых имеет свой собственный набор характеристик.

Наиболее популярными марками нержавеющей стали, используемыми для приготовления и употребления пищи, являются 18/8 и 18/10, которые относятся к серии 300 и также известны как тип 304 (304 Grade). Самыми популярными листами из пищевой нержавеющей стали, помимо 304, являются:  

• Нержавеющая сталь 316: Этот вид нержавеющей стали славится своей коррозионной стойкостью. Хотя нержавеющая сталь 316 относится к пищевым материалам, она часто используется не только на кухне, но и в морской и клинической практике.
• Нержавеющая сталь 416: Нержавеющая сталь 416 - это "столовая" нержавеющая сталь, устойчивая к коррозии и достаточно прочная для интенсивного использования на кухне.
• Нержавеющая сталь 420: Эта марка нержавеющей стали также подходит для кухни. Нержавеющая сталь 420, иногда известная как хирургическая сталь, содержит молибден, который помогает противостоять коррозии.
• Серия 200: Наконец, нержавеющая сталь класса 200 известна и в пищевом бизнесе. Контейнеры для хранения продуктов, изготовленные из нержавеющей стали 200-го класса, являются наиболее распространенными.

Как видите, существует несколько видов альтернатив пищевой нержавеющей стали для вашей кухни. Альтернативы из нержавеющей стали доступны для пищевых контейнеров, а также для пищевых кастрюль и сковородок.

Ржавеет или тускнеет ли нержавеющая сталь 304 по сравнению с 316

В обычных условиях нержавеющая сталь 304 не ржавеет. Подумайте, что может вызвать точечную коррозию (соленая вода), щелевую коррозию (плохо нанесенная краска), гальваническую коррозию (соединение болтами с другим металлом) или химическое воздействие на поверхность (отбеливатель). В этом случае нержавеющая сталь будет быстро ржаветь.

Благодаря наличию хрома в составе сплава нержавеющие стали 304 и 316 устойчивы к коррозии. Когда хром присутствует в количестве более 12 масс%, он образует высокопрочный поверхностный оксидный слой, который обладает исключительной коррозионной стойкостью.

Когда этот слой нарушен или удален, металл под ним может заржаветь или потускнеть, если подвергнется воздействию соответствующей атмосферы. Вышеуказанная коррозия пробивает пассивированную поверхность, позволяя продолжить коррозию основного металла.

Физические свойства (включая магнетизм)

При выборе сортов нержавеющей стали важными механическими параметрами являются предел прочности, предел текучести, предел прочности при сжатии и модуль сдвига. Сравнение нержавеющей стали 304 и 316 по каждому из этих параметров:

Прочность на разрыв

Предел прочности на разрыв нержавеющей стали 304 толщиной 8 мм составляет 520-720 МПа. При толщине 8-75 мм прочность на разрыв составляет 540-750.

С другой стороны, предел прочности на разрыв прутков из нержавеющей стали 304 толщиной 160 мм составляет 500-700 МПа.

Нержавеющая сталь 316 толщиной 8 мм, напротив, имеет прочность на разрыв 530-680 Мпа. Она имеет предел прочности на разрыв 520-670 и толщину 8-75 мм.

С другой стороны, предел прочности на разрыв нержавеющей стали 316 толщиной 160 мм составляет 500-700 МПа.

Предел текучести

Предел текучести - это наиболее значительное усилие, приложенное к металлу до того, как он окончательно изменит свою форму. Предел текучести нержавеющей стали 304 составляет 215 МПа, а нержавеющей стали 316 - 290 МПа. Это говорит о том, что нержавеющая сталь 316 лучше, чем нержавеющая сталь 304, подходит для изготовления изделий, подвергающихся большим силовым нагрузкам.

Твердость

Твердость вещества определяет, насколько эффективно оно сопротивляется деформации, истиранию, проникновению и вдавливанию. Твердость нержавеющей стали 316 по шкале Роквелла B составляет 79, в то время как твердость нержавеющей стали 304 по шкале Роквелла B составляет 70. Хотя разница незначительна, нержавеющая сталь 316 лучше подходит для задач с высоким коэффициентом трения.

Модуль упругости

Связь между напряжением и деформацией и реакцией металла на деформацию - это модуль упругости. Модуль упругости нержавеющей стали 316 составляет 164 ГПа, в то время как модуль упругости нержавеющей стали 304 составляет 193-200 ГПа. Это свидетельствует о том, что нержавеющая сталь 304 лучше реагирует на деформацию.

Магнетизм

Обе марки являются аустенитными, что означает, что они не магнитятся; однако холодная обработка может изменить это. При изготовлении или резке нержавеющей стали будет наблюдаться небольшое увеличение магнитных характеристик, но оно не будет существенным.

Способность сопротивления жары

Если вы используете предметы в условиях высоких температур, термостойкость - важный фактор, который необходимо учитывать. Нержавеющая сталь 304 обладает более высокой термостойкостью, чем нержавеющая сталь 316, с температурой плавления от 50 до 100 градусов по Фаренгейту.

Нержавеющая сталь 304 обладает высокой термостойкостью. Однако длительное использование при температуре 425-860 °C (797-1580 °F) может привести к коррозии. Нержавеющая сталь 316, напротив, обеспечивает высокую жаростойкость при температурах свыше 843 °C (1550 °F) и ниже 454 °C (850 °F).

Сварка и формоустойчивость

Количество углерода определяет свариваемость стали; с увеличением содержания углерода свариваемость снижается. Процентное содержание углерода в нержавеющей стали 304 и нержавеющей стали 316 составляет 0,08%, с незначительными различиями в других компонентах.

Хотя люди сваривают обе марки с помощью методов дуговой сварки, крошечные различия в их компонентах приводят к небольшой разнице в их свариваемости.

Разница в стоимости

С точки зрения стоимости преимущество имеет нержавеющая сталь 304. Из-за дополнительных химических компонентов нержавеющая сталь 316 стоит дороже (на 75 % больше, чем SS 304). Как следствие, усложняется процесс производства. Кроме того, различные компоненты повышают коррозионную стойкость и, как следствие, стоимость.

Как выбрать лучшую нержавеющую сталь между 304 и 316 нержавеющей сталью

Нержавеющая сталь 316 имеет более высокую температуру плавления, чем нержавеющая сталь 304, но она более устойчива к воздействию химикатов и хлоридов (например, соли), чем нержавеющая сталь 304. Нержавеющая сталь марки 316 идеально подходит для применения в хлорированных растворах или при воздействии соли.

Сравнивая листы нержавеющей стали 304 и 316, важно помнить, что 316 - более качественный сплав. Однако эта классификация сопровождается более высокой ценой и преимуществами, которые, в зависимости от сферы применения, могут быть или не быть оправданными. Технические характеристики определят оптимальный вариант нержавеющей стали для вашего проекта.