304 и 316: нержавеющая сталь — что дает молибден

Одна добавка, одна задача

304 (EN 1.4301, 18% Cr / 8% Ni) — аустенитная нержавеющая сталь общего назначения. 316 (EN 1.4401) сохраняет ту же основу и добавляет 2–2.5% молибдена. Главная задача молибдена — стойкость к точечной и щелевой коррозии в хлоридсодержащих средах.

Измерение различия: PREN

Эквивалентное число стойкости к точечной коррозии, PREN = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N, дает приблизительное ранжирование:

• 304: PREN обычно около 18–19.
• 316/316L: PREN обычно около 23–26.

На практике 304 легко подвергается точечной коррозии в морской воде и брызгах противогололедной соли; 316 сопротивляется точечной коррозии в прибрежном воздухе, пищевых рассолах и многих технологических водах, хотя теплая застойная морская вода все же атакует ее под отложениями и в щелях.

Где различие не имеет значения

Прочность, пластичность, формуемость, свариваемость и жаростойкость в целом сходны — ни одна из марок не является маркой с высокой жаропрочностью, и обе сенсибилизируются, если выдерживаются в диапазоне 450–850 °C в высокоуглеродистой форме. Для эксплуатации внутри помещений, в сухих или слабо коррозионных условиях молибден в 316 не дает ничего видимого.

Среда эксплуатации	Разумный выбор по умолчанию
Оборудование внутри помещений, архитектура (вдали от моря)	304
Пищевая промышленность, без рассолов	304 (316 для соленых продуктов)
Прибрежная архитектура, морская фурнитура	316
Бассейны, дозирование химикатов	Минимум 316; рассмотреть дуплексную сталь
Погружение в морскую воду	Ни одна не идеальна; дуплексные/супер марки

Логика цены

316 обычно торгуется с надбавкой к 304 — обычно 20–40%, обусловленной надбавками за молибден и никель как легирующие элементы. Указание 316 везде «на всякий случай» раздувает стоимость без прироста срока службы в безобидной эксплуатации; указание 304 в хлоридной эксплуатации экономит деньги один раз и платит ремонтами точечной коррозии. Подбирайте марку под воздействие хлоридов, а не по привычке.

Детали, которые сдвигают границу

Несколько реальных факторов сдвигают решение сильнее, чем номинальная марка. Качество поверхности имеет значение: полированная или электрополированная деталь из 316 служит дольше, чем шероховатая деталь из 316 с окалиной, а загрязненная поверхность 316 со внедренным свободным железом будет покрываться пятнами ржавчины, как углеродистая сталь. Геометрия имеет значение: щели под прокладками, отложения и соединения внахлест улавливают хлориды, а щелевая коррозия начинается при более низких температурах, чем точечная — конструкция, которая дренируется и может промываться, защищает любую марку. Температура умножает агрессивность хлоридов; теплые хлоридные растворы, которые марка переносит в холодном виде, могут ее победить. Наконец, варианты L (304L/316L) являются обычным выбором для сварных конструкций в обоих семействах и следуют той же логике PREN, поскольку именно молибден — а не углерод — определяет различие между 304/316. Там, где ни одна из марок недостаточна в горячей, застойной морской воде или крепких рассолах, обычным следующим шагом является дуплексная или супераустенитная марка, а не более толстая стенка из 316.

Аналоги в кратком обзоре

304 соответствует EN 1.4301 (X5CrNi18-10), JIS SUS304 и GB 06Cr19Ni10; 316 — EN 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2), JIS SUS316 и GB 06Cr17Ni12Mo2. Номера UNS S30400 и S31600 чаще всего встречаются в североамериканских сертификатах.