Нержавеющая сталь 316L: полное руководство по составу, свойствам и применению
Ⅰ.
Введение
Нержавеющая сталь 316L, низкоуглеродистый вариант семейства аустенитных нержавеющих сталей 316, стала краеугольным материалом в отраслях, требующих исключительной коррозионной стойкости и термической стабильности.
Этот сплав, имеющий такие обозначения, как UNS S31603, AISI 316L и EN 1.4404, разработан с учетом ограничений стандартной нержавеющей стали 316 в экстремальных условиях.
.
Ⅱ.
Химический состав
Основные легирующие элементы
Нержавеющая сталь 316L обладает своими свойствами благодаря тщательно сбалансированному составу.:
Железо (Fe):
Базовый элемент (~65–70%), обеспечивая структурную целостность.
Хром (Cr):
16.0–18,0% для образования пассивного оксидного слоя для коррозионной стойкости.
Никель (Ni):
10.0–14,0% стабилизация аустенитной микроструктуры и повышение пластичности.
Молибден (Mo):
2.0–3,0% улучшение стойкости к точечной/щелевой коррозии в средах с высоким содержанием хлоридов.
Углерод (С): <000000>ле;
0,03% (сверхнизкий углерод) для минимизации выделения карбидов во время сварки.
Микроэлементы:
Марганец (Mn) <000000>le;2,00%, Кремний (Si) <000000>le;1,00%, Фосфор (P) <000000>le;0,045%, Сера (S) <000000>le;0,030%.
Ⅲ.
Механический & Физические свойства
1. Механические характеристики
Предел прочности: <000000>гэ;
480 мпа
Предел текучести (смещение 0,2%): <000000>гэ;
177 мпа
Удлинение при разрыве: <000000>гэ;40%
Твёрдость: <000000>ле;
187 HB (Бринелль), <000000>le;90 HRB (Роквелл B), <000000>le;200 HV (Виккерс)
2. Физические характеристики
Плотность:
8,0 г/см³2
Температура плавления:
1,370–1,400°C
Теплопроводность:
16,3 Вт/м·К (в 100°C)
Электрическое сопротивление:
0.74 μω·м
Ⅳ.
Коррозионная стойкость
1. Общая коррозия
Устойчив к органическим кислотам (уксусной, лимонной), разбавленной серной кислоте (<15%) и щелочные растворы.
Превосходит нержавеющую сталь 304 в морских и химических условиях обработки благодаря содержанию молибдена
.
2. Специализированное сопротивление
Питтинговая/щелевая коррозия:
Пассивный слой, обогащенный молибденом, предотвращает локальную коррозию в хлоридных средах (морская вода, рассол).
Межкристаллитная коррозия:
Сверхнизкое содержание углерода исключает риск сенсибилизации во время сварки47.
Коррозионное растрескивание под напряжением (КРН):
Сохраняет целостность в высокотемпературных хлоридных или сульфидных средах..
Ⅴ.
Высокотемпературные характеристики
Непрерывное обслуживание:
До 870°C (окислительный) и 925°С (прерывистый).
Стойкость к окислению:
Стабильный слой Cr₂O₃ предотвращает образование накипи ниже 1,100°C.
Ограничения:
Избегайте длительного воздействия 450–850°Диапазон C для предотвращения <000000>охрупчивания сигма-фазы.
Ⅵ.
Изготовление & Обработка
1. Обработка
Холодная обработка:
Требуется отжиг после формовки для восстановления пластичности..
Горячая обработка:
Выковать/прокатить на 1,150–1,260°C для оптимальной микроструктуры.
2. Сварка
Методы:
TIG, MIG и SAW с присадочным материалом ER316L.
Обработка после сварки:
Отжиг не требуется из-за низкого содержания углерода.
3. Отделка поверхности
Параметры:
Электрополировка, пассивация или травление для повышения коррозионной стойкости.
Ⅶ.
Отраслевые приложения
1. Химический & Нефтехимическая
Оборудование:
Реакторы, теплообменники и дистилляционные колонны для работы с кислотами/каустиками.
Системы трубопроводов:
Транспортировка едких сред (H₂S, хлориды).
2. Морская инженерия
Компоненты:
Корпуса судов, гребные валы, конструктивные элементы морских платформ.
Опреснительные установки:
Нагреватели рассола, испарительные трубки.
3. Еда & Фармацевтическая
Единицы обработки:
Ферментационные емкости, системы CIP (очистка на месте).
Гигиенические поверхности:
Конвейерные ленты, емкости для хранения, соответствующие санитарным стандартам FDA/3-A.
4. Медицинские приборы
Имплантаты:
Пластины для фиксации костей, хирургические инструменты (автоклавируемые).
5. Энергетический сектор
Ядерный:
Оболочка топливного стержня, трубопровод охлаждающей жидкости.
Масло & Газ:
Подводные клапаны, компоненты фонтанной арматуры.
Ⅷ.
Сравнительные преимущества
Свойство 316L против 304/304L Источник
Устойчивость к хлоридам 3–5× более длительный срок службы в морской воде
Свариваемость Не требуется отжиг после сварки
Высокая температура Превосходная прочность на ползучесть выше 500°C
Ⅸ.
Стандарты качества
316L соответствует:
ASTM A240/A480 (пластина/лист)
ASME SA-213 (бесшовные трубы)
EN 10088-2 (европейский стандарт)
JIS G4303 (Японский промышленный стандарт)
Ⅹ.
Заключение
нержавеющая сталь 316L’Уникальное сочетание сверхнизкого содержания углерода, усиления молибденом и аустенитной стабильности делает его незаменимым во всех отраслях промышленности, работающих в коррозионных или высокотемпературных средах.
От защиты морской инфраструктуры до обеспечения гигиеничного производства продуктов питания — его универсальность продолжает стимулировать инновации в материаловедении.
.