Нержавеющие стали 316 и 304 против 18/8: полное руководство по изготовлению

Выбирая нержавеющую сталь в качестве материала для производства, важно знать различия между нержавеющими сталями 18/8 и 316 и 304, чтобы сделать проект успешным. Эти три марки наиболее часто используются в современном производстве аустенитных нержавеющих сталей, при этом каждая из них обладает своими свойствами, которые могут быть использованы в конкретных областях применения.

По состоянию на 2023 год, стоимость отрасли производства нержавеющей стали в мире оценивалась в 111,5 миллиарда долларов США, при этом аустенитные марки составляют примерно 75 процентов всей производимой нержавеющей стали. Из них марки 304 и 316 составляют почти 60 процентов от общего объема нержавеющей стали, используемой во всем мире, что делает их особенно важными для промышленного использования.

Что такое нержавеющая сталь 18/8?

Химический состав и свойства

Термин "нержавеющая сталь 18/8" - это классификация, а не марка. Обозначение означает, что содержание хрома составляет 18 процентов, а никеля - 8 процентов, что обеспечивает очень хорошую устойчивость к коррозии и долговечность. Этот состав лежит в основе множества марок, таких как 301, 302 и 304.

Благодаря содержанию хрома в ней образуется оксидный слой, защищающий от коррозии, а никель добавляется для придания ей пластичности и легкости формования. Благодаря легированию сталь 18/8 находит применение в областях, где требуется умеренная коррозионная стойкость в сочетании с приемлемыми механическими характеристиками.

Применение в производстве

Эквивалентные оценки 18/8 нержавеющая сталь обычно применяются в:

• Оборудование для пищевой промышленности и кухонная техника
• Декоративные элементы для автомобилей
• Емкости и сосуды для химической обработки Емкости и сосуды для химической обработки Емкости и сосуды для химической обработки
• Строительная фурнитура и винты

Глубокий обзор нержавеющей стали 304

Анализ химического состава

Нержавеющая сталь AISI 304 содержит 18-20% хрома и 8-10,5% никеля, что делает ее самой распространенной маркой в семействе 18/8. Этот стандарт включает в себя:

• Хром: 18-20%
• Никель: 8-10,5 процента.
• Карбон: до 0,08 %
• Марганец: 2% максимум
• Кремний: 0,75% макс.
• Железо: Баланс

Механические свойства

Нержавеющая сталь 304 обладает превосходными механическими свойствами:

• Прочность на разрыв: 515-620 МПа (75-90 кси)
• Легкая сталь: 205-310 МПа (30-45 ksi)
• Удлинение: 40, по крайней мере
• Твердость: 92-максимальный HRB

Преимущества производства

Сталь 304 идеально подходит для сложных производственных процессов благодаря своей превосходной пластичности. Она упрочняется при холодной обработке, но при этом сохраняет исключительную свариваемость при изготовлении.

Исследование превосходства нержавеющей стали 316

Улучшенный химический состав

Нержавеющая сталь 316 представляет собой значительную трансформацию стали 304, в которую был добавлен молибден (до 3%), что отличает ее от серии 18-8. Добавление молибдена повышает устойчивость к коррозии, особенно к коррозии под воздействием хлоридов и морской среды.

Основные структурные моменты:

• Хром: 16-18%
• Никель: 10-14%
• Молибден: 2-3%
• Карбон: 0,08 макс.
• Железо: Баланс

Превосходная коррозионная стойкость

Добавка молибдена придает исключительную стойкость:

• Питтинговая коррозия, вызванная хлоридами
• Коррозия в щелях в суровых условиях
• Коррозионное растрескивание под напряжением
• Общая коррозия в кислотных условиях

Специализированные приложения

Сталь 316 обычно используется в морских судах и контейнерах для хранения химикатов, и ее повышенная коррозионная стойкость оправдывает высокую цену. Ее можно использовать и в других областях:

• Пружины из нержавеющей стали 316 для жестких условий эксплуатации
• Медицинские имплантаты и хирургические инструменты
• Оборудование для фармацевтической промышленности
• Прибрежная строительная фурнитура

Сравнение характеристик: нержавеющие стали 18/8 и 316 и 304

Оценка коррозионной стойкости

Результаты сравнения коррозионной стойкости трех видов стали показали, что 316 значительно превосходит по коррозионной стойкости 304 и обычные сорта 18/8. Благодаря своему химическому составу 316 более устойчива к коррозии, чем остальные, в то время как 304 обладает достойными механическими свойствами при более низкой цене.

Согласно лабораторным исследованиям:

• Сталь 316: 95% устойчивость к морской коррозии
• Сталь 304: 75-процентная устойчивость к коррозии при сопоставимых условиях
• Сталь 18/8: 70-процентная базовая коррозионная стойкость

Сравнение механических свойств

Анализ затрат

Стоимость производства сильно отличается для разных марок:

• Стандарт 18/8: Базовая стоимость
• 304 класс: 10-15 процентов к 18/8
• 316: 40-50 процентов по сравнению с 304

Отраслевые приложения

Сектор продуктов питания и напитков

Нержавеющая сталь 304 широко используется в производстве оборудования для пищевой промышленности и производства напитков, включая кухонные приборы, посуду и резервуары для хранения, где крайне важны нереактивные и чистые характеристики.

Грили из нержавеющей стали 304 занимают лидирующие позиции на рынке уличной кухни благодаря балансу эксплуатационных характеристик и экономичности. Эта марка обладает высокой устойчивостью к воздействию пищевых кислот и чистящих средств, что делает ее превосходной для использования в кулинарных целях.

Строительство и дизайн

Применение нержавеющей стали в строительстве требует тщательного выбора марки в зависимости от воздействия окружающей среды. SS304 достаточно и устойчива к атмосферная коррозияНо SS316 следует использовать в соленых и морских условиях.

Строительство и архитектура

• Архитектурные фасады и облицовка
• Структурные опоры и каркасы
• Декоративные элементы и отделка
• Оконная и дверная фурнитура

Морские и прибрежные приложения

Метизы и крепеж, используемые в прибрежном и морском строительстве, должны быть из нержавеющей стали и правильно выбирать марки, способные выдержать давление соленой воды. Лучше всего подходит марка Sta16.

Требуется применение в морских условиях:

• Превосходная устойчивость к хлоридам
• Долговечность
• Минимальные требования к обслуживанию
• Структурная целостность под нагрузкой

Производственные соображения

Характеристики обработки

Обрабатываемость у всех трех сортов одинаковая, хотя есть и небольшие различия:

Стандартная твердосплавная оснастка хорошо работает на станках из нержавеющей стали 18/8, но скорость резания должна быть умеренной, и необходимо использовать охлаждающую жидкость. Обработка закалки требует постоянной подачи.

Нержавеющая сталь AISI 304 обладает отличной обрабатываемостью при правильном выборе инструмента. Характерное для этой марки упрочнение при обработке требует:

• Острые режущие инструменты
• Постоянная скорость подачи
• Достаточное охлаждение
• Правильная эвакуация стружки

Нержавеющая сталь 316 обрабатывается так же, как и 304, но из-за более высокого содержания сплава может потребоваться несколько меньшая скорость резания. Добавление молибдена может привести к небольшому увеличению износа инструмента.

Изготовление и сварка

Обе марки превосходно свариваются обычными методами:

• Сварка TIG: Предпочтительно для прецизионных применений
• Сварка MIG: Подходит для производственной сварки
• Сварка с помощью клея: Используется для тяжелого строительства
• Сварка сопротивлением: Идеально подходит для работы с листовым металлом

Варианты термической обработки

Эти аустенитные сорта нельзя закалить термической обработкой (но можно):

• Отжиг: Снятие стресса и смягчение
• Обработка раствором: Оптимизация коррозионной стойкости
• Стабилизация: Предотвращение выпадения карбида

Стандарты качества и сертификаты

Отраслевые стандарты

Производство требует соблюдения основных стандартов:

• ASTM A276: Стандарт на прутки и профили из нержавеющей стали
• ASTM A313: Технические характеристики пружинной проволоки из нержавеющей стали
• ASTM A240: Стандарты для листовой нержавеющей стали
• ISO 3506: Механические свойства коррозионно-стойких крепежных изделий

Проверка и тестирование

Гарантия качества означает:

• Подтверждение химического анализа
• Испытание механических свойств
• Испытание на коррозионную стойкость
• Контроль размеров

Анализ затрат и выгод

Факторы раннего инвестирования

Несмотря на то, что сталь 316 является дорогостоящей, ее преимущества компенсируют стоимость:

• Увеличенный срок службы в жестких условиях эксплуатации
• Снижение требований к техническому обслуживанию
• Снижение затрат на замену
• Повышенный запас прочности

Общая стоимость владения

При принятии решений о производстве следует учитывать:

• Разница в стоимости материалов
• Сложность обработки
• Ожидаемый срок службы
• Требования к техническому обслуживанию
• Частота замены

Инновации и будущие тенденции

Разработка высокотехнологичных сплавов

Более совершенные составы нержавеющей стали все еще исследуются:

• Повышенная устойчивость к коррозии
• Лучшие механические свойства
• Улучшенная обрабатываемость
• Экономически эффективные альтернативы

Устойчивое производство

Инновации и внутренняя мотивация подпитываются заботой об окружающей среде:

• Повышение эффективности переработки
• Энергоэффективные методы производства
• Снижение воздействия на окружающую среду
• Устойчивые методы поиска поставщиков

Руководство по отбору

Выбор на основе применения

Выбирайте в зависимости от конкретных требований:

18/8 нержавеющая сталь для:

• Приложения общего назначения
• Внутренняя среда
• Проекты, чувствительные к затратам
• Стандартные требования к коррозионной стойкости

304 нержавеющая сталь для:

• Оборудование для пищевой промышленности
• Архитектурные приложения
• Умеренная коррозионная среда
• Соотношение производительности и стоимости

нержавеющая сталь 316 для:

• Морская среда
• Химическая обработка
• Применение в медицине
• Максимальная коррозионная стойкость

Экологические соображения

На селекцию влияют факторы окружающей среды:

• Атмосферные условия
• Химическое воздействие
• Температурные колебания
• Доступность обслуживания

Обеспечение качества на производстве

Протоколы осмотра

Контроль качества включает в себя:

• Проверка поступающих материалов
• Контроль параметров процесса
• Проверка на последнем этапе
• Сертификационная документация

Процедуры тестирования

Критические методы тестирования:

• Механические свойства при испытании на растяжение
• Испытание на устойчивость к воздействию окружающей среды: коррозия
• Проверка точности проверки размеров
• Оценка качества обработки поверхности

Заключение

Знание особенностей нержавеющих сталей 18/8 и 316 по сравнению с 304 позволяет сделать более обоснованный выбор при производстве. В то время как 304 обладает выдающимися характеристиками общего назначения, 316 имеет выдающуюся коррозионную стойкость, необходимую для сложных условий применения. Типы 18/8 включают несколько разновидностей марок, которые могут использоваться в обычных экструзиях.

Профессиональный выбор материала зависит от требований к применению, условий окружающей среды и экономических показателей. Каждая марка имеет свои преимущества, поэтому правильный выбор важен с точки зрения успеха производства.

Часто задаваемые вопросы

В чем основное различие между нержавеющей сталью 18/8 и 304?

18/8 нержавеющая сталь это классификация, указывающая на содержание хрома 18% и никеля 8%, в то время как 304 - это особый сорт в семействе 18/8. Нержавеющая сталь 304 имеет более точный состав (18-20% хрома, 8-10,5% никеля) и соответствует определенным стандартам ASTM по механическим свойствам и коррозионной стойкости.

Можно ли использовать нержавеющую сталь 304 вместо 316 для морского применения?

Хотя нержавеющая сталь 304 обладает хорошей коррозионной стойкостью, ее не рекомендуется использовать в морской среде из-за точечной коррозии, вызываемой хлоридами. нержавеющая сталь 316 Содержит молибден, который обеспечивает превосходную устойчивость к коррозии в соленой воде, что делает его предпочтительным выбором для морского применения, несмотря на более высокую стоимость.

Почему нержавеющая сталь 316 стоит дороже, чем 304?

нержавеющая сталь 316 Стоит дороже из-за содержания молибдена (2-3%), который является дорогостоящим легирующим элементом. Повышенная коррозионная стойкость, особенно к воздействию хлоридов и кислот, оправдывает высокую цену для применений, требующих превосходных характеристик в суровых условиях.

Какая марка лучше для грилей из нержавеющей стали 304?

304 нержавеющая сталь отлично подходит для грилей благодаря своей устойчивости к пищевым кислотам, легкости очистки и экономичности. Если вы не работаете в морской среде, сталь 304 обеспечивает достаточную коррозионную стойкость для приготовления пищи на открытом воздухе при сохранении разумной стоимости.

Как определить, является ли моя нержавеющая сталь 304 или 316?

Для профессиональной идентификации требуется химический анализ или проверка на искру. Однако, нержавеющая сталь 316 обычно имеет немного более высокую магнитную проницаемость и может казаться немного тяжелее из-за более высокого содержания никеля. Для критически важных применений всегда проверяйте сорт по сертификатам на материал или по результатам профессиональных испытаний.