1. 介绍
不锈钢由于其出色而彻底改变了现代工程和工业设计 耐腐蚀性, 机械强度, 和 卫生特性.
在各种不锈钢中, 304 和 316 仍然是两个最常用的奥氏体等级.
关键区别? 侵略性环境中的耐腐蚀性, 特别涉及氯化物和酸性物质.
了解特定的优势, 限制, 在选择合适的高性能材料时，每个年级的经济考虑至关重要, 长寿应用.
2. 什么是不锈钢?
不锈钢 是一个耐腐蚀的合金钢的家族，主要由 铁 (铁), 铬 (CR≥10.5％), 和 碳 (C≤1.2％),
带有可选的添加 镍 (在), 钼 (莫), 锰 (Mn), 和 氮 (n) 增强特定特性.
铬的存在能够形成 被动氧化物层 在表面, 防止生锈并使不锈钢具有抗腐蚀的质量.
是什么 304 不锈钢?
304 不锈钢(EN 1,4301/X5CRNI18-10), 也称为 18/8 防锈的 (指它的铬和镍含量), 由于其出色的耐腐蚀性，是通用不锈钢应用的行业标准, 易于制造, 和负担能力.
是什么 316 不锈钢?
316 不锈钢(和1,4401 / x5crnimo17-12-2) 与 304 但 包含钼 (莫) - 一种合金元素，增强了对 氯化物, 酸, 和盐水状况.
因此, 316 通常被标记为 “海洋级” 不锈钢.
常见变体及其特征
| 年级 | 类型 | 碳含量 | 关键功能 | 常用用途 |
| 304 | 标准 | ≤ 0.08% | 通用不锈钢, 良好的形成性和耐腐蚀性 | 水槽, 电器, 汽车装饰 |
| 304l | 低碳 | ≤ 0.03% | 更好的可焊性; 焊接后抵抗碳化物降水 | 压力容器, 坦克, 焊接结构 |
| 304h | 高碳 | ≥ 0.04% | 高温下的强度提高 | 热交换器, 锅炉, 高温管道 |
| 316 | 标准 | ≤ 0.08% | 增强的耐腐蚀性 (钼) | 海军陆战队, 化学, 食物 & 制药设备 |
| 316l | 低碳 | ≤ 0.03% | 氯化物环境中出色的可焊性 | 焊接坦克, 手术工具, 海洋管道 |
| 316h | 高碳 | ≥ 0.04% | 高温的强度更大 | 炼油厂设备, 压力容器 |
| 316的 | 钛稳定 | ≤ 0.08% | 在高温下抵抗晶间腐蚀; 耐热 | 排气歧管, 烟气脱硫 |
标准化学成分 (%)
| 元素 | 304 | 304l | 316 | 316l |
| 碳 (c) | ≤ 0.08 | ≤ 0.03 | ≤ 0.08 | ≤ 0.03 |
| 铬 (Cr) | 18.0 - 20.0 | 18.0 - 20.0 | 16.0 - 18.0 | 16.0 - 18.0 |
| 镍 (在) | 8.0 - 10.5 | 8.0 - 12.0 | 10.0 - 14.0 | 10.0 - 14.0 |
| 钼 (莫) | - | - | 2.0 - 3.0 | 2.0 - 3.0 |
| 锰 (Mn) | ≤ 2.0 | ≤ 2.0 | ≤ 2.0 | ≤ 2.0 |
| 硅 (和) | ≤ 1.0 | ≤ 1.0 | ≤ 1.0 | ≤ 1.0 |
| 磷 (p) | ≤ 0.045 | ≤ 0.045 | ≤ 0.045 | ≤ 0.045 |
| 硫 (s) | ≤ 0.03 | ≤ 0.03 | ≤ 0.03 | ≤ 0.03 |
| 氮 (n) | ≤ 0.10 | ≤ 0.10 | ≤ 0.10 | ≤ 0.10 |
| 铁 (铁) | 平衡 | 平衡 | 平衡 | 平衡 |
3. 物理特性 304 vs 316 不锈钢
比较时 304 和 316 不锈钢, 评估他们的 物理特性,
确定机械设计的性能, 热条件, 磁灵敏度, 和制造过程.
摘要表: 物理特性
| 财产 | 304 不锈钢 | 316 不锈钢 |
| 密度 | 7.93 g/cm³ | 7.98 g/cm³ |
| 融化 范围 | 1,400–1,450°C | 1,375–1,400°C |
| 导热率 (在 100 °C) | 〜16.2 w/m·k | 〜16.3 w/m·k |
| 电阻率 | 0.72 µΩ·m | 0.74 µΩ·m |
| 热膨胀系数 | 〜17.2 µm/m·°C | 〜16.0 µm/m·°C |
| 磁反应 (退火) | 非磁性 | 非磁性 |
| 弹性模量 | 〜193 GPA | 〜193 GPA |
| 比热容量 | 〜500 j/kg·k | 〜500 j/kg·k |
4. 机械性能 304 vs 316 不锈钢
了解 机械性能 不锈钢的不锈钢对于选择合适的承重材料至关重要, 成型, 焊接, 和压力下的耐用性.
机械性能概述
| 财产 | 304 不锈钢 | 316 不锈钢 |
| 抗拉强度 (MPA) | 515–750 | 485–745 |
| 产生强度 (MPA) | 〜205 | 〜170–290 |
| 休息时伸长 (%) | 〜40–60 | 〜40–60 |
| Brinell硬度 (HB) | 〜201 | 〜217 |
| 罗克韦尔硬度 (B量表) | 〜85–90 | 〜79–95 |
| 弹性模量 (GPA) | 〜193 | 〜193 |
| 影响韧性 (Charpy v) | 出色的 | 出色的 |
笔记: 值可能会根据产品形式而有所不同 (床单, 酒吧, 管子), 制造过程, 和热处理.
不能热处理
作为奥氏体不锈钢, 两个都 304 和 316 在传统意义上，像铁素体或马氏体钢一样，不锈钢无法通过热处理加热。. 它们的特性主要通过冷工作和合金元素来控制.
5. 耐腐蚀性 304 vs 316 不锈钢
不锈钢以其耐腐蚀性而闻名, 它们在不同行业中广泛使用的关键原因.
一般的大气和水性表演
在典型的室内环境中, 淡水条件, 两个都 304 和 316 不锈钢的性能异常很好 由于氧化铬的形成 (cr₂o₃) 表面上的被动胶片.
该层充当氧气和水分的障碍, 保护基础金属.
- 304 不锈钢: 普通耐药性优异的耐腐蚀性, 食品加工等非侵略性环境, 建筑用途, 和家用设备.
- 316 不锈钢: 在轻度条件下表现良好，但 提供出色的性能 在更苛刻或略微污染的环境中，尤其是存在氯化物或酸的地方.
钼在斑点中的作用 & 缝隙腐蚀性
这 钼 (莫) 内容中的内容 316 不锈钢 - 周围 2–3％ - 很好地提高其对局部腐蚀的抵抗力.
- 点腐蚀: 由氯离子在被动层中攻击弱点的引起.
- 缝隙腐蚀: 发生在狭窄的差距 (例如。, 法兰关节, 垫片界面) 随着时间的流逝，停滞的解决方案变得越来越积极.
比较性能:
- 在对照研究中使用 6% 铁氯化铁溶液, 316 显示 将腐蚀速率达到 5 较低 比 304.
- 304 在这种环境中很容易在数小时内看到可见的点, 尽管 316 抵抗攻击时间更长的时间.
氯化物中的比较腐蚀, 酸性 & 海洋环境
| 环境 | 304 不锈钢 | 316 不锈钢 |
| 淡水 | 出色的 | 出色的 |
| 氯化物丰富 (盐喷雾, 游泳池) | 中度 - 主要是凹陷 | 优秀的 - 抑制剂蚀和缝隙腐蚀 |
| 酸性 (温和的有机酸) | 公平 | 由于MO的表现更好 |
| 海军陆战队 (盐空气, 飞溅区) | 不建议没有涂层 | 首选的材料 - 预先的海洋级钢 |
| 去冰盐暴露 (道路) | 容易生锈和染色 | 高电阻, 需要最小的维护 |
钝化 & 维护要求
虽然这两个等级都从中受益 钝化, 去除自由铁并促进氧化铬薄膜的化学过程, 他们的 维护轮廓不同:
- 304 不锈钢: 需要 更频繁的清洁 在腐蚀性或氯化物暴露的环境中保持完整性.
- 316 不锈钢: 需要 不太积极的维护 由于其更高的弹性，但仍会受益于定期钝化和清洁.
6. 制造 & 可加工性 304 vs 316 不锈钢
关于制造和可加工性, 两个都 304 和 316 不锈钢表现出良好的多功能性, 但是每个人都有影响制造选择的特殊特征.
成型, 弯曲, 和冲压特征
两个都 304 和 316 不锈钢是 高度延展 并且可以相对轻松地形成复杂形状.
他们的 奥氏体微观结构 提供出色的伸长和韧性, 这有助于防止变形时开裂.
- 304 不锈钢: 通常考虑 稍微易于形成 由于其较低的拉伸强度 (通常在周围 520 MPA) 相比 316.
这可以减少多步成立过程中所需的退火周期的数量. - 316 不锈钢: 具有更高的力量 (大约 580 MPA) 还有更明显的工作习惯,
这意味着 可能需要中级退火 在重复形成或弯曲期间恢复延展性并防止破裂.
可加工性评级和建议的工具实践
加工 304 和 316 不锈钢是 中度困难 因为他们 制度行为 和韧性:
- 两个等级倾向于形成 长的, 碎屑 在切割过程中, 可以堵塞工具并影响表面表面.
- 316 不锈钢略有挑战性 由于其较高的镍和钼含量增加了机器，从而提高了强度和工作率.
焊接考虑: 热开裂, 致敏, 和填充剂的选择
两者都焊接 304 和 316 不锈钢需要特别注意以避免常见缺陷并保持耐腐蚀性:
- 热开裂: 发生在焊接或热影响区域, 特别是在厚的部分或复杂的焊接接头中.
- 致敏: 碳化物可以在焊接期间在450-850°C之间的温度下沿晶界沉淀, 引起 晶间腐蚀.
缓解策略:
- 使用 低碳变体 例如304L或316L以减少碳化物沉淀.
- 选择适当的 填充材料:
-
- 为了 304: 使用 308L或309L填充剂.
- 为了 316: 使用 316L或317L填充剂, 含有钼，可增强腐蚀性.
- 申请 前焊接和焊接后热处理 根据需要恢复耐腐蚀性并减轻残留应力.
- 采用焊接技术，例如 氩弧焊, 我, 或激光焊接 带有受控的热输入.
表面处理: 抛光, 珠子喷砂, 电力
表面饰面影响 美学吸引力 和 耐腐蚀性 不锈钢产品.
- 抛光: 产生平滑, 通常需要反射表面 建筑, 食物, 和药品应用.
抛光表面减少了细菌粘附和腐蚀启动的位点. - 珠子喷砂: 创建一个 哑光的, 纹理表面 可用于握持或隐藏表面缺陷.
- 电力: 去除薄金属层的电化学过程, 导致a 明亮的, 超平滑, 和高度耐腐蚀的表面.
电抛光 316 不锈钢经常使用 医疗和高纯度环境.
7. 卫生 & 卫生应用 304 vs 316 不锈钢
在哪里 清洁, 不育, 和耐腐蚀性 是最重要的, 不锈钢 - 特别是 304 和 316 成绩 - 作为选择的材料的稳定.
| 特征 | 304 不锈钢 | 316 不锈钢 |
| FDA/USDA食品批准 | ✔️是的 | ✔️是的 |
| 生物膜耐药性 | 高的 | 很高 |
| 对清洁剂的抵抗力 | 缓和 | 出色的 (特别是针对氯化物) |
| 生物相容性 | 好的 | 出色的 |
| 高压釜兼容性 | 好的 | 出色的 |
| CIP/SIP适用性 | 合适的 | 高度合适 |
| 典型的食品服务用途 | 厨房设备, 表, 水槽 | 鱼类加工者, 奶酪桶, 盐盐水罐 |
| 典型的医疗用途 | 基本设备 | 手术工具, 植入物, 制药反应堆 |
8. 价格差异 304 不锈钢与 316
304 不锈钢通常比 316 不锈钢.
价格差异主要是由于在 316 不锈钢, 这是一个昂贵的合金元素.
平均, 316 不锈钢可以花费 10-20% 多于 304 不锈钢, 取决于市场条件, 产品形式 (例如床单, 酒吧, 或管道), 和购买数量.
然而, 在上等耐腐蚀性的应用中 316 不锈钢是必不可少的,
额外的成本可以通过减少维护来抵消, 服务寿命更长, 随着时间的推移，较低的替换成本.
9. 优势和缺点 304 vs 316 不锈钢
选择之间的选择 304 和 316 不锈钢, 了解他们各自的优势和局限.
摘要比较表: 利弊
| 财产 | 304 不锈钢 | 316 不锈钢 |
| 成本 | ✅成本较低 | ❌成本更高 |
| 一般腐蚀性 | ✅很好 | ✅✅优秀 |
| 氯化物耐药性 | ❌贫穷 (在海洋/咸条件下) | ✅✅优秀 |
| 形成性 | ✅优秀 | ✅很好 (但是更难) |
| 可加工性 | ✅中等 | ❌稍难稍难 |
| 可用性 | ✅广泛可用 | ✅广泛可用 |
| 用于积极清洁 | ❌有限 | ✅优秀 |
| 用食物接触 | FDA批准 | FDA批准 |
| 医疗/药物使用 | ❌有限 | ✅植入物和清洁系统的首选 |
| 海洋环境使用 | ❌不建议 | ✅理想的选择 |
10. 申请 304 vs 316 不锈钢
不锈钢在跨行业用于耐用性, 卫生, 和耐腐蚀性.
典型的应用 304 不锈钢
304 是 最常用的不锈钢等级 由于成本的良好平衡，全球范围, 耐腐蚀性, 和表现性.
食物 & 饮料行业
- 商业厨房设备 (水槽, 表, 冰箱)
- 炊具和餐具
- 酿造和乳制品坦克
- 食品存储容器
建筑学 & 建造
- 内部和外部装饰面板
- 扶手和栏杆
- 电梯门和墙壁
汽车
- 排气歧管和装饰
- 隔热罩
- 油箱
消费品
- 洗碗机, 洗衣机
- 户外家具
- 紧固件和螺钉
其他用途
- 热交换器
- 非腐败环境中的管道系统
- 化学容器 (非氯化物)
典型的应用 316 不锈钢
316 首选 更具侵略性的环境, 特别是氯化物的地方, 盐, 或苛刻的化学物质.
海洋工业
- 船配件和硬件
- 沿海建筑组件
- 离岸油平台和设备
药物 & 医疗的
- 手术器械
- 骨科植入物
- 洁净室设备
化学处理
- 化学罐和管道
- 暴露于氯化物或酸性培养基的热交换器
- 阀, 泵, 和腐蚀性环境中的配件
食物 & 饮料 (高卫生区)
- 暴露于酸性食品或盐的设备
- 高温蒸汽清洁系统 (CIP/SIP)
- 啤酒厂和肉类加工设施
工业设备
- 纸浆和纸质加工
- 纺织品染色和完成
- 淡化植物
11. 304 vs 316 不锈钢: 全面比较
不锈钢等级 304 和 316 都是奥氏体, 非磁性 (在退火状态下), 并广泛使用的行业, 但是由于他们的 化学成分和耐腐蚀性.
比较表
| 财产 | 304 不锈钢 | 316 不锈钢 |
| 主要合金元素 | 〜Cr, 〜8％有 | 〜16％Cr, 〜10％, 〜2％mo |
| 耐腐蚀性 | 在一般环境中出色 | 优越 - 尤其是在氯化物和海洋媒体中 |
| 点蚀/缝隙阻力 | 缓和 | 高的 (由于钼) |
| 抗拉强度 | 〜515 MPA | 〜515 MPA |
| 产生强度 | 〜205 MPA | 〜205 MPA |
| 硬度 (布里尔) | 〜201 HB | 〜217 hb |
| 磁反应 | 非磁性 (冷工时可能会略有磁性) | 相同的 |
| 可焊性 | 出色的 | 出色的, 需要更多的关心 |
| 可加工性 | 缓和 (评级〜45％) | 稍微困难 (〜40％) |
| 形成性 | 出色的 | 非常好 |
| 成本 | 降低 | 高约20–35％ 304 (取决于市场) |
| 典型用途 | 水槽, 刀具, 电器, 坦克 | 海军陆战队, 医疗的, 食品加工, 化学植物 |
| FDA/USP批准 | 批准食物接触 | 批准食物和医疗用途 |
关键差异
耐腐蚀性
- 304 适用于一般室内/室外使用，但 容易受到氯化物诱导的斑点的影响.
- 316 对 氯化物, 酸, 和海洋条件 由于添加了钼.
成本
- 316 通常是 20–35％的贵 比 304, 由于添加了MO和更高的镍含量.
化学耐用性
- 316 可以处理 恶劣的酸和盐水溶液 更好的 - 通常用于化学加工和海洋应用.
生物相容性
- 两者都是FDA批准的, 但 316 对于医疗和手术工具而言是首选, 由于对体液的抵抗力更好.
12. 标准 & 认证 304 和 316 不锈钢
不锈钢等级，例如 304 和 316 由一系列国际 标准和认证 确保质量, 一致性, 以及适用于各种工业应用.
国际标准: 304 vs 316 不锈钢
| 标准组织 | 304 | 316 | 等效名称(s) |
| 国际ASTM | ASTM A240, A276, A312, A554 | ASTM A240, A276, A312, A554 | 美国S30400 (304), 美国S31600 (316) |
| 在 (欧洲规范) | 在 1.4301 | 在 1.4401 | X5CRNI18-10 (304), X5CRNIMO17-12-2 (316) |
| ISO | ISO 15510 (S30400) | ISO 15510 (S31600) | S30400 / S31600 |
| 他是 (日本) | JIS G4303 SUS304 | JIS G4303 SUS316 | SUS304 / SUS316 |
| GB (中国) | GB/t 3280, GB/t 4237 | GB/t 3280, GB/t 4237 | 06Crooky10 (304), 06CR17NI12MO2 (316) |
13. 未来的方向 & 表面工程
新兴趋势着重于加强和扩展耐腐蚀性:
- 表面纳米涂料: 薄的, 例如，陶瓷层改善磨损和微生物耐药性, 增强 316 用于医疗设备.
- 低尼克阿斯汀: 诸如UNS S32101平衡成本控制和耐腐蚀性等级等级.
- 激光表面熔化: 表面工程层模仿316的腐蚀性能 304 基材, 提供混合利益.
14. 结论
在比较 304 vs 316 不锈钢, 该决定最终取决于申请的具体要求, 特别是 耐腐蚀性, 成本, 制造便捷, 和 法规合规性.
- 304 不锈钢 是一个成本效益的, 高通用的材料，具有出色的一般腐蚀性, 良好的形成性, 并广泛可用.
它是室内建筑项目的理想选择, 厨房用具, 和通用工业应用，暴露于恶劣环境的情况有限. - 316 不锈钢, 另一方面, 优惠 对氯化物的抗药性, 酸, 和盐水环境, 主要是由于包含 钼.
它是首选的材料 海洋, 药物, 医疗的, 和 高h酸 提高耐用性的行业, 生物相容性, 腐蚀保护至关重要.
作为 材料科学进步, 表面工程和合金创新 (例如。, 纳米涂料, 杂种结构) 可能会进一步弥合两个等级之间的差距, 提供优化两者的新解决方案 表现 和 成本效益.
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常见问题解答
更好, 304 或者 316 不锈钢?
316 由于其优质腐蚀性，不锈钢通常更好, 特别是在氯化物或海洋环境中, 但 304 通常足以满足较少恶劣的条件，并且更具成本效益.
是 304 或者 316 不锈钢更适合食物?
两者都是FDA批准的，并广泛用于食品应用, 但 316 在暴露于盐或刺激性化学物质的更具侵略性的环境中是首选.
两者之间的主要区别是什么 304 和 316 不锈钢?
关键区别在于 316 包含钼, 增强耐腐蚀性, 特别是针对氯化物和海洋环境. 304 没有钼，但更便宜且易于形成.
成本如何 304 比较 316?
316 通常 20-30% 比更昂贵 304 由于增加了钼和更好的腐蚀性能.
