AISI 304, 321, 316: характеристики, состав, аналоги

Химический состав

Химический состав, % (максимум, если не указан диапазон)
Марка	C	Cr	Ni	Mo	Ti	Mn	Si
AISI 304 (ASTM A240)	0,07	17,5–19,5	8,0–10,5	—	—	2,0	0,75
08Х18Н10 (ГОСТ 5632)	0,08	17–19	9–11	—	—	2,0	0,80
AISI 321 (ASTM A240)	0,08	17–19	9–12	—	5(C+N)–0,70	2,0	0,75
12Х18Н10Т (ГОСТ 5632)	0,12	17–19	9–11	—	5C–0,80	2,0	0,80
AISI 316 (ASTM A240)	0,08	16–18	10–14	2–3	—	2,0	0,75
AISI 316L (ASTM A240)	0,030	16–18	10–14	2–3	—	2,0	0,75
03Х17Н14М3 (ГОСТ 5632)	0,030	16,8–18,3	13,5–15	2,2–2,8	—	1–2	0,40

Фосфор по ASTM A240 — до 0,045 %, сера — до 0,030 %, азот — до 0,10 %. В ГОСТ 5632-2014 фосфор ограничен 0,035–0,040 %, сера — 0,020 %. В старых редакциях AISI и в стандартах на трубы и пруток для 304 встречаются пределы C ≤ 0,08 % и Cr 18–20 % — это не ошибка, а разные документы.

Механические свойства листа

Минимальные значения, отожжённое (закалённое) состояние
Марка, стандарт	σв, МПа	σ0,2, МПа	δ, %	Твёрдость, не более
AISI 304 — ASTM A240	515	205	40	201 HB / 92 HRB
AISI 321 — ASTM A240	515	205	40	217 HB / 95 HRB
AISI 316 — ASTM A240	515	205	40	217 HB / 95 HRB
AISI 316L — ASTM A240	485	170	40	217 HB / 95 HRB
08Х18Н10 — ГОСТ 5582 / 7350	510	185 / 205	45 / 43	не нормируется
12Х18Н10Т — ГОСТ 5582 / 7350	530	205 / 235	40 / 38	не нормируется
10Х17Н13М2Т — ГОСТ 5582 / 7350	530	225 / 235	38 / 37	не нормируется

ГОСТ 5582-75 относится к тонколистовому прокату (до 3,9 мм), ГОСТ 7350-77 — к толстолистовому.

Физические свойства при 20 °C

Физические свойства
Свойство	AISI 304 / 321	AISI 316 / 316L
Плотность	7,9 г/см³	8,0 г/см³
Модуль упругости	193–200 ГПа	193–200 ГПа
Теплопроводность при 20 / 100 °C	15 / 16,1–16,3 Вт/(м·К)	15 / 16,3 Вт/(м·К)
Коэффициент теплового расширения, 20–100 °C	16,0 × 10⁻⁶ 1/К	16,0 × 10⁻⁶ 1/К
Удельное электросопротивление	0,72–0,73 мкОм·м	0,74–0,75 мкОм·м

Подробнее о теплофизических свойствах — в статье теплопроводность и тепловое расширение нержавейки, о плотности — в статье плотность нержавеющей стали.

Чем отличаются марки и где их применяют

Ключевые отличия
Марка	Главная особенность	Типичное применение
AISI 304	Базовая хромоникелевая нержавейка	Пищевое оборудование, кухни, ёмкости, архитектура, бытовые изделия
AISI 321 / 12Х18Н10Т	Титан связывает углерод — стойкость к межкристаллитной коррозии после нагрева	Сварные конструкции, выхлопные системы, оборудование для повышенных температур
AISI 316 / 316L	2–3 % молибдена — стойкость к хлоридам и ряду кислот; у 316L — низкий углерод	Химическое и фармацевтическое оборудование, рассолы, морская атмосфера

Как выбирать между ними под конкретную задачу, разобрано в статье AISI 304, 316L или 321 — какую марку выбрать.

Аналоги по ГОСТ и EN

Соответствие марок
AISI	ГОСТ 5632-2014	EN
304	08Х18Н10	1.4301
321	12Х18Н10Т, 08Х18Н10Т	1.4541
316	точного аналога нет	1.4401
316L	03Х17Н14М3	1.4404
316Ti	10Х17Н13М2Т, 08Х17Н13М2Т	1.4571

Аналоги близки по назначению, но составы не совпадают полностью: у 12Х18Н10Т выше допустимый углерод, чем у 321, а у 03Х17Н14М3 больше никеля и уже диапазон молибдена, чем у 316L. Если проект требует конкретного стандарта, в заказе указывают именно его, а марку подтверждают сертификатом с химическим анализом плавки.

Магнитность, сварка и рабочие температуры

Магнитность. В отожжённом состоянии все три марки немагнитны. После холодной деформации 304 и 321 могут слабо магнититься, 316 — почти нет.
Свариваемость. Хорошая у всех трёх. Для 304 и 316 в ответственных сварных узлах выбирают низкоуглеродистые версии L, для 321 присадку обычно берут типа 347 — титан плохо переходит через дугу.
Холод. Вязкость сохраняется до −196 °C — аустенит применяют в криогенной технике.
Нагрев на воздухе. По данным Atlas Steels стойкость к окислению: 304 и 316 — до 870 °C при периодическом и до 925 °C при постоянном нагреве, 321 — до 900 и 925 °C. Если после нагрева нужна коррозионная стойкость, 304 и 316 не рекомендуют длительно держать в интервале 425–860 °C.

Частые вопросы

12Х18Н10Т и AISI 321 — одно и то же?

Это функциональные аналоги, но не одна и та же марка. У 12Х18Н10Т по ГОСТ 5632-2014 допускается до 0,12 % углерода, у AISI 321 по ASTM A240 — до 0,08 %. Никеля в 12Х18Н10Т 9–11 %, в 321 — 9–12 %. Обе стабилизированы титаном и стойки к межкристаллитной коррозии.

Чем AISI 316L отличается от 316?

Содержанием углерода: в 316L не больше 0,030 %, в 316 — до 0,08 %. Низкий углерод делает 316L стойкой к межкристаллитной коррозии после сварки без стабилизации титаном. Прочность 316L по ASTM A240 чуть ниже: σв от 485 МПа против 515 МПа у 316.

Какой российский аналог AISI 316L?

По ГОСТ 5632-2014 ближайший аналог — 03Х17Н14М3: углерод до 0,030 %, хром 16,8–18,3 %, никель 13,5–15 %, молибден 2,2–2,8 %. В торговле часто встречается обозначение 03Х17Н14М2, но в ГОСТ 5632-2014 такой марки нет. Европейский аналог — 1.4404.

Магнитится ли AISI 304?

В отожжённом состоянии — нет: 304, 321 и 316 — аустенитные стали. После холодной деформации (гибка, штамповка, прокатка) 304 и 321 могут слабо притягивать магнит, 316 — почти нет.

Почему прочность 12Х18Н10Т по ГОСТ и AISI 321 по ASTM отличается?

Стандарты задают разные минимумы и для разного проката. Например, у 12Х18Н10Т предел текучести не меньше 205 МПа для тонкого листа по ГОСТ 5582 и не меньше 235 МПа для толстого по ГОСТ 7350, а у AISI 321 по ASTM A240 — не меньше 205 МПа.

Какая из трёх марок лучше в морской среде?

AISI 316 и 316L — благодаря 2–3 % молибдена они заметно лучше держат хлориды, чем 304 и 321. Для морской атмосферы и брызг 316L подходит, но для постоянного погружения в морскую воду со щелями нужны ещё более легированные стали.

Характеристики AISI 304, 321 и 316L: состав, свойства и аналоги ГОСТ

Короткий ответ