SUS304, SUS316, SUS430: odpowiedniki PN-EN i AISI

Na japońskich rysunkach, w ofertach i w atestach stal nierdzewna pojawia się najczęściej jako SUS304, SUS316L lub SUS430. Oznaczenie znajduje się zwykle w tabliczce rysunkowej w polu 材質 (zaishitsu, „materiał”), a dokument kontroli z huty, który w Polsce potocznie nazywa się atestem hutniczym, w Japonii określa się jako ミルシート (miru shīto, „mill sheet”). Są to gatunki według norm JIS (Japanese Industrial Standards) i każdy z nich ma bliski odpowiednik wśród europejskich numerów materiałów: SUS304 odpowiada w dużej mierze stali 1.4301, SUS316 stali 1.4401, a SUS430 stali 1.4016.

Bliski odpowiednik nie oznacza jednak materiału identycznego. JIS, PN-EN i ASTM ustalają dla porównywalnych gatunków różne wartości graniczne, a sama nazwa gatunku nie mówi nic o postaci wyrobu ani o warunkach dostawy. W artykule znajdzie się tabela z najbliższymi numerami materiałów, omówienie różnic między trzema najpopularniejszymi gatunkami oraz lista pytań, które warto wyjaśnić z japońskim partnerem, zanim zastąpi się materiał zakupionym w Polsce lub w Europie.

Spis treści

1. Jak czytać japońskie oznaczenie stali nierdzewnej
2. Pięć grup stali nierdzewnych
3. Tabela odpowiedników: gatunki JIS a numery materiałów EN
4. SUS304, SUS316 i SUS430 w skrócie
5. Jak działają pierwiastki stopowe
6. Odporność na korozję: chlorki i spoiny
7. Magnetyzm, własności cieplne i wytrzymałość
8. Skrawanie, kształtowanie, spawanie i koszty
9. Dobór gatunku w sześciu krokach
10. Przed zamianą materiału: lista kontrolna do uzgodnień z Japonią
11. Ograniczenia tego artykułu
12. Podsumowanie
13. FAQ
14. Źródła

Jak czytać japońskie oznaczenie stali nierdzewnej

„SUS” to skrót od Steel Use Stainless, czyli symbol, którym JIS oznacza stal nierdzewną. Trzy kolejne cyfry nawiązują do numeracji AISI i, tak jak w typach AISI, pierwsza cyfra wskazuje grupę stopową.

Litery na końcu oznaczają odmianę gatunku podstawowego. Na przykład „L” w SUS316L oznacza bardzo niską zawartość węgla, którą japońskie rysunki często wymagają dla części spawanych. Dopiski J1 lub J2 oznaczają gatunki opracowane w Japonii, które często nie mają bezpośredniego odpowiednika w AISI ani w EN.

Rysunek 1: Jak odczytać oznaczenie „SUS316L”

Po podzieleniu oznaczenia na symbol, numer i dopisek widać, jaki to materiał.

SUSSteel Use Stainless. Symbol stali nierdzewnej w JIS

316Seria 300 = Fe-Cr-Ni. „16” to numer gatunku w serii

LLow Carbon: bardzo niska zawartość węgla

Pierwsza cyfra: seria 200 = Fe-Cr-Ni-Mn / seria 300 = Fe-Cr-Ni / seria 400 = Fe-Cr / seria 600 = utwardzane wydzieleniowo
Dopisek: L = bardzo niski węgiel / F = stal automatowa (łatwo skrawalna) / N1, N2 = z dodatkiem azotu / J1, J2 = gatunek japoński / Se = z dodatkiem selenu

Na podstawie FAQ Japońskiego Stowarzyszenia Stali Nierdzewnej (Japan Stainless Steel Association, JSSA) o numerach gatunków JIS i literach w oznaczeniach.

Pięć grup stali nierdzewnych

Stale nierdzewne dzieli się na pięć grup według struktury w temperaturze pokojowej. Od grupy zależy, czy stal jest magnetyczna, czy da się ją utwardzić obróbką cieplną i jak dobrze poddaje się kształtowaniu.

Zdecydowanie najczęściej stosuje się gatunki austenityczne, takie jak SUS304. Według JSSA przypada na nie ponad 60% całej produkcji stali nierdzewnej. Na drugim miejscu są stale ferrytyczne, takie jak SUS430, która prawie nie zawiera niklu. Te dwie grupy obejmują większość stali nierdzewnej spotykanej na co dzień.

Rysunek 2: Pięć grup stali nierdzewnych

Różnice w strukturze przekładają się na magnetyzm, twardość i podatność na kształtowanie.

Austenityczne

SUS304, SUS316Bazowo 18% Cr / 8% Ni. Ciągliwe i odporne na pękanie, dobrze się gną, tłoczą i spawają. W stanie przesyconym niemagnetyczne

Ferrytyczne

SUS43018% Cr, prawie bez niklu. Obróbka cieplna prawie ich nie utwardza, stosowane w stanie wyżarzonym. Magnetyczne

Martenzytyczne

SUS410, SUS420J2, SUS440CBazowo 13% Cr. Utwardzane przez hartowanie, na narzędzia tnące i łożyska. Magnetyczne

Dupleks (austenityczno-ferrytyczne)

np. SUS329J4LStruktura mieszana austenitu i ferrytu. Wysoka wytrzymałość, dobra odporność na wodę morską i korozję naprężeniową

Utwardzane wydzieleniowo

np. SUS631Obróbka cieplna powoduje wydzielanie związków aluminium lub miedzi, co daje wysoką wytrzymałość. SUS631: 17% Cr / 7% Ni / 1% Al

Według podziału JSSA. Artykuł porównuje SUS304, SUS316 i SUS430, czyli najczęściej spotykane gatunki ogólnego przeznaczenia.

Tabela odpowiedników: gatunki JIS a numery materiałów EN

Poniższa tabela zestawia gatunki najczęściej spotykane na japońskich rysunkach z numerem materiału i znakiem stali według PN-EN 10088 oraz z typem AISI/ASTM i numerem UNS. Przyporządkowanie należy traktować jako najbliższy odpowiednik, a nie identyczną specyfikację, bo każda norma ma własne granice składu chemicznego i własności mechanicznych.

Gatunek JIS	Grupa	Numer materiału (znak stali)	AISI/ASTM	UNS
SUS303	Austenityczna (automatowa)	1.4305 (X8CrNiS18-9)	303	S30300
SUS304	Austenityczna	1.4301 (X5CrNi18-10)	304	S30400
SUS304L	Austenityczna, niskowęglowa	1.4307 (X2CrNi18-9) lub 1.4306 (X2CrNi19-11)	304L	S30403
SUS316	Austenityczna z Mo	1.4401 (X5CrNiMo17-12-2)	316	S31600
SUS316L	Austenityczna z Mo, niskowęglowa	1.4404 (X2CrNiMo17-12-2)	316L	S31603
SUS316Ti	Austenityczna z Mo, stabilizowana Ti	1.4571 (X6CrNiMoTi17-12-2)	316Ti	S31635
SUS430	Ferrytyczna	1.4016 (X6Cr17)	430	S43000

W starszej dokumentacji w Polsce można jeszcze spotkać oznaczenia według wycofanej normy PN-H-86020, np. 0H18N9 (najbliżej 1.4301) lub H17N13M2T (najbliżej 1.4571). Norma ta dzieliła stale na nierdzewne i kwasoodporne, stąd w handlu gatunki z molibdenem nadal nazywa się często „kwasoodpornymi”. W nowych zamówieniach i rysunkach lepiej nie używać ani starych znaków PN, ani nazw handlowych, tylko numeru materiału według PN-EN lub gatunku JIS. Jeśli starszy rysunek zawiera znak PN, jego odpowiednik trzeba uzgodnić przed zakupem.

W dokumentacji europejskiej dla części z molibdenem często spotyka się 1.4571, podczas gdy na japońskich rysunkach zwykle widnieje SUS316 lub SUS316L. Najbliższym odpowiednikiem JIS dla 1.4571 jest SUS316Ti. To, czy 1.4571 i SUS316L są w danym przypadku zamienne, musi rozstrzygnąć konstruktor.

Normy wyrobu: najbliższe normy PN-EN i ASTM dla norm JIS

Sama nazwa gatunku nie określa dostarczanego materiału. Japońskie atesty podają również normę wyrobu JIS, a po stronie europejskiej i amerykańskiej dla każdej postaci wyrobu obowiązują osobne normy. Dla postaci omawianych w artykule typowe przyporządkowanie wygląda tak:

Postać wyrobu	Norma JIS	Najbliższa norma PN-EN	Najbliższa norma ASTM
Pręty	JIS G 4303 (pręty ze stali nierdzewnej)	PN-EN 10088-3 (półwyroby, pręty, walcówka, kształtowniki i wyroby jasne ogólnego przeznaczenia)	ASTM A276/A276M (pręty i kształtowniki). Stale automatowe, np. 303, obejmuje osobna norma ASTM A582/A582M
Blachy i taśmy walcowane na gorąco	JIS G 4304 (blachy i taśmy walcowane na gorąco)	PN-EN 10088-2 (blachy i taśmy ogólnego przeznaczenia)	ASTM A240/A240M
Blachy i taśmy walcowane na zimno	JIS G 4305 (blachy i taśmy walcowane na zimno)	PN-EN 10088-2	ASTM A240/A240M

SUS304 i 304, SUS430 i 430: blisko, ale nie to samo

Minimalne własności mechaniczne pokazują, dlaczego słowo „odpowiednik” trzeba czytać ostrożnie. Dla wyżarzanej blachy cienkiej JIS G 4305 i ASTM A240 podają dla tych gatunków taką samą granicę plastyczności i wydłużenie, ale różne wytrzymałości na rozciąganie:

Własność (minimum)	SUS304 (JIS G 4305)	304 (ASTM A240)	SUS430 (JIS G 4305)	430 (ASTM A240)
Wytrzymałość na rozciąganie Rm	520 MPa	515 MPa	420 MPa	450 MPa
Umowna granica plastyczności Rp0,2	205 MPa	205 MPa	205 MPa	205 MPa
Wydłużenie	40%	40%	22%	22%

W efekcie blacha 304 spełniająca A240 może mieć wytrzymałość poniżej minimum JIS (520 MPa), a 430 według JIS może nie osiągać minimum A240 (450 MPa). To samo dotyczy materiału według PN-EN 10088-2, którego wartości trzeba porównać z wartościami JIS z rysunku. Dlatego warto zamówić materiał certyfikowany jednocześnie według kilku specyfikacji (wymienionych w świadectwie) albo sprawdzić, czy skład chemiczny i wartości rzeczywiste w świadectwie spełniają wymagania wszystkich przywołanych norm. Jeśli rysunek przywołuje normę JIS, należy uzyskać od japońskiego klienta lub konstruktora pisemne potwierdzenie, że odpowiednik według PN-EN lub ASTM jest dopuszczalny.

Atest: JIS G 0415 i PN-EN 10204

W polskich i europejskich zamówieniach stali nierdzewnej często wymaga się świadectwa odbioru 3.1 według PN-EN 10204. Japońską normą dotyczącą dokumentów kontroli jest JIS G 0415, a niektóre japońskie huty wystawiają świadectwa powołujące się jednocześnie na JIS G 0415 i EN 10204 3.1. Sama nazwa ミルシート (podobnie jak polski „atest”) nie mówi jednak, jaki to rodzaj dokumentu. Wymagany dokument kontroli trzeba więc określić już w zamówieniu.

SUS304, SUS316 i SUS430 w skrócie

Poniższe porównanie opiera się na granicach składu i własności mechanicznych z JIS oraz na danych JSSA o własnościach fizycznych i odporności na korozję. Najprościej zapamiętać to tak: punktem wyjścia jest 304. Dodatek molibdenu dla odporności na chlorki daje 316, a usunięcie niklu dla obniżenia kosztów daje 430.

Rysunek 3: Porównanie SUS304, SUS316 i SUS430

Punktem odniesienia jest 304: 316 lepiej znosi sól, 430 prawie nie ma niklu i jest tańsza.

SUS304Austenityczna

SUS316Austenityczna

SUS430Ferrytyczna

Główne pierwiastki (%)

Cr 18–20, Ni 8–10,5

Cr 16–18, Ni 10–14, Mo 2–3

Cr 16–18, Ni maks. 0,60

Odporność na korozję

Wystarczająca w większości zastosowań wewnątrz, na zewnątrz i w strefach mokrych. Wybór standardowy

Najwyższa z trzech. Lepiej znosi wodę morską i chlorki

Niższa niż 304. Najlepiej do pomieszczeń i suchego otoczenia

Magnetyczna?

Nie (po obróbce plastycznej na zimno może wykazywać własności magnetyczne)

Nie (jak 304)

Tak

Rm / wydłużenie

min. 520 MPa / min. 40%

min. 520 MPa / min. 40%

min. 420 MPa / min. 22%

Przewodność cieplna / rozszerzalność cieplna

16,3 W/(m·K) / 17,3 × 10⁻⁶/K

16,3 W/(m·K) / 16,0 × 10⁻⁶/K

26,4 W/(m·K) / 10,4 × 10⁻⁶/K

Obróbka

Dobrze się gnie, tłoczy i spawa. Trudna w skrawaniu z powodu umocnienia przez zgniot

Podobnie jak 304

Mniejsze wydłużenie, więc gorzej się tłoczy niż 304. Gorsza spawalność

Cena względna

Punkt odniesienia

Wyższa niż 304 (więcej niklu i dodatek molibdenu)

Niższa niż 304 (prawie bez niklu)

Typowe zastosowania

Urządzenia spożywcze, okucia budowlane, ogólna aparatura chemiczna, śruby i nakrętki

Praca w wodzie morskiej, instalacje w strefie nadmorskiej, części mające kontakt z medium w aparaturze chemicznej i farmaceutycznej

Sprzęt kuchenny, części AGD, okładziny wewnętrzne w budownictwie, części samochodowe

Skład: zakresy JIS, tylko główne pierwiastki. Rm i wydłużenie: minima według JIS G 4305 (blacha walcowana na zimno). Przewodność i rozszerzalność cieplna: wartości typowe JSSA (rozszerzalność w zakresie 0–100 °C). Wartości rzeczywiste należy dodatkowo sprawdzić w świadectwie.

Tabela pokazuje, że większość różnic między trzema gatunkami wynika z zawartości niklu i molibdenu. Nikiel tworzy strukturę austenityczną, od której zależą podatność na kształtowanie i magnetyzm, a molibden zwiększa odporność na sól.

Są to dane z norm materiałowych i wartości typowe. Zachowanie gotowej części zależy dodatkowo od kształtu, wykończenia powierzchni i środowiska pracy, dlatego dalej omawiamy kolejno poszczególne czynniki.

Jak działają pierwiastki stopowe

Kto wie, za co odpowiadają chrom, nikiel, molibden i węgiel, oceni materiał na rysunku bez uczenia się list gatunków na pamięć.

Rysunek 4: Zakresy składu chemicznego według JIS

Zawartość chromu jest w trzech gatunkach prawie taka sama. Różnice dotyczą niklu i molibdenu.

Chrom (Cr)

SUS30418–20%

SUS31616–18%

SUS43016–18%

Nikiel (Ni)

SUS3048–10,5%

SUS31610–14%

SUS430maks. 0,60%

Molibden (Mo)

SUS304Nie określono

SUS3162–3%

SUS430Nie określono

0%10%20%30%

Wskaźnik odporności na korozję wżerową (Cr + 3,3Mo, obliczony z minimów JIS): SUS304 18,0 / SUS316 22,6 / SUS430 16,0
Im wyższa wartość, tym lepsza odporność na korozję wżerową wywołaną chlorkami. (Tabela JSSA dla składu typowego: 304 = 19,0 / 316 = 25,0 / 430 = 17,0)

Paski pokazują zakres JIS dla każdego pierwiastka na skali 0–30%. Na podstawie tabel składu JIS opublikowanych przez JSSA.

Chrom: podstawa odporności na korozję

Chrom tworzy ochronną warstwę na powierzchni, dzięki której stal nierdzewna w ogóle jest nierdzewna. Wszystkie trzy gatunki zawierają 16–20% chromu, więc tu różnice są niewielkie. Podobna zawartość chromu nie oznacza jednak, że 430 jest tak samo odporna na korozję jak 304, bo o różnicy decydują pozostałe pierwiastki.

Nikiel: struktura i podatność na kształtowanie

Nikiel stabilizuje strukturę austenityczną w temperaturze pokojowej. Austenit jest ciągliwy i plastyczny, co ułatwia gięcie, tłoczenie i spawanie, i właśnie dlatego 304 i 316 w stanie przesyconym nie przyciągają magnesu. SUS316 zawiera więcej niklu niż 304 (10–14% wobec 8–10,5%).

SUS430 to gatunek ferrytyczny z niklem ograniczonym do 0,60%. Brak niklu sprawia, że jest tańszy od 304. Nikiel jest drogi, a dział zakupów musi się liczyć z tym, że ceny gatunków austenitycznych idą za rynkiem niklu. W Europie widać to na przykład w dopłacie stopowej.

Molibden: odporność na chlorki

Cechą charakterystyczną SUS316 jest 2–3% molibdenu. Molibden zwiększa odporność na korozję wżerową (małe, głębokie wżery) i szczelinową wywołaną jonami chlorkowymi. JSSA posługuje się orientacyjnym wskaźnikiem Cr + 3,3Mo, a w jej tabeli 304 ma wartość 19,0, a 316 wartość 25,0.

Po podstawieniu minimów JIS (obliczenie własne) 316 również wypada lepiej: 22,6 wobec 18,0 dla 304. Ta różnica jest powodem, dla którego konstruktorzy wybierają 316 do wody morskiej i innych mediów zawierających chlorki. Stal 316 ma też więcej niklu niż 304.

Węgiel: im mniej, tym lepiej w częściach spawanych

Gdy materiał nagrzewa się podczas spawania, węgiel łączy się z chromem i w pobliżu spoiny brakuje chromu. Prowadzi to do korozji międzykrystalicznej (opisanej niżej). Gatunki „L”, takie jak SUS304L i SUS316L, ograniczają węgiel do 0,030%, żeby zmniejszyć to ryzyko.

Dla porównania SUS304 dopuszcza do 0,08% węgla, a SUS304L tylko 0,030%. JIS przewiduje też dla SUS304L nieco wyższy zakres niklu (9–13%) niż dla SUS304 (8–10,5%).

Odporność na korozję: chlorki i spoiny

JIS G 0203 definiuje stal nierdzewną jako stal stopową zawierającą co najmniej 10,5% chromu i najwyżej 1,2% węgla, o celowo zwiększonej odporności na korozję. Angielska nazwa „stainless” znaczy „bez plam”: choć głównym składnikiem jest żelazo, materiał rdzewieje znacznie słabiej niż stal niestopowa.

Stal nierdzewna jest odporna, bo chrom tworzy z tlenem szczelną warstwę pasywną o grubości zaledwie kilku nanometrów. W odróżnieniu od farby czy powłoki galwanicznej warstwa ta po zarysowaniu odbudowuje się sama, o ile jest dostęp tlenu. Tam, gdzie to niemożliwe, stal nierdzewna również może rdzewieć. Dlatego przy doborze gatunku trzeba wyjść z założenia, że jest to stal trudno rdzewiejąca, a nie niezniszczalna.

Rysunek 5: Dlaczego stal nierdzewna słabo rdzewieje

Cienka warstwa bogata w chrom chroni metal i odbudowuje się po uszkodzeniu.

Żelazo + co najmniej 10,5% chromu (węgiel maks. 1,2%)Definicja według JIS G 0203. Wiele gatunków zawiera dodatkowo nikiel lub molibden

Reakcja z tlenem z powietrza

Powstaje warstwa pasywnaGrubość kilku nanometrów. Szczelna warstwa, głównie chromu związanego z tlenem i grupami hydroksylowymi, pokrywa powierzchnię

Po zarysowaniu

Samoodbudowa przy dostępie tlenuW odróżnieniu od farby czy powłoki warstwa odtwarza się sama, więc ochrona się utrzymuje

Przy dużym stężeniu chlorków albo w szczelinach bez dostępu tlenu warstwa nie nadąża się odbudowywać i może pojawić się korozja miejscowa.

Przy wyborze między 304 a 316 pierwsze pytanie brzmi: czy w środowisku występują chlorki (sól)?

W ośmioletnim teście ekspozycji w strefie nadmorskiej, opisanym przez JSSA, ubytek masy SUS304 wyniósł 0,10 mg/cm², a SUS430 0,16 mg/cm². Blacha ocynkowana straciła 39,0 mg/cm². Oba gatunki nierdzewne straciły więc kilkaset razy mniej niż stal ocynkowana, ale 304 i tak mniej niż 430.

Stal nierdzewna rzadko koroduje równomiernie. Korozja skupia się w określonych miejscach i znajomość jej głównych rodzajów podpowiada, gdzie szukać problemów.

Rysunek 6: Cztery częste rodzaje korozji stali nierdzewnej

Wszystkie zaczynają się tam, gdzie warstwa pasywna jest miejscowo osłabiona.

Korozja wżerowa i szczelinowaJony chlorkowe i podobne miejscowo niszczą warstwę i powstają głębokie wżery. W szczelinach tlen nie dociera do powierzchni, by odbudować warstwę. Zapobieganie: gatunek z Mo, np. 316

Korozja międzykrystalicznaWystępuje w obszarach nagrzanych do ok. 550–900 °C, np. w strefie wpływu ciepła spoin, gdzie chrom łączy się z węglem. Zapobieganie: gatunki L, np. 304L i 316L

Korozja naprężeniowaPęknięcia powstają, gdy chlorki lub inne czynniki korozyjne działają razem z naprężeniami rozciągającymi. Głównie w gatunkach austenitycznych. Zapobieganie: obniżenie naprężeń lub rozważenie gatunków dupleks albo ferrytycznych

Rdza nalotowa od zanieczyszczeń żelazemCząstki żelaza lub innych metali osiadają na powierzchni i rdzewieją, przez co stal nierdzewna wygląda na skorodowaną. Pozostawiona bez reakcji może doprowadzić do korozji materiału. Zapobieganie: czyszczenie powierzchni i osobne narzędzia

Na podstawie FAQ JSSA o odporności na korozję i zjawiskach korozyjnych oraz materiałów japońskiego stowarzyszenia branży budownictwa mieszkaniowego (hia-net.gr.jp).

Korozja wżerowa i szczelinowa: przy soli 316

Korozja wżerowa zostawia na powierzchni małe wżery. Korozja szczelinowa rozwija się w szczelinach, np. pod łbami śrub lub pod uszczelkami. Obie występują głównie w obecności jonów chlorkowych lub innych halogenkowych. Rdza na powierzchni może wyglądać niegroźnie, podczas gdy uszkodzenie sięga głęboko.

Dla instalacji zewnętrznych w strefie nadmorskiej, rurociągów wody morskiej lub solanki oraz urządzeń mytych środkami zawierającymi chlor pierwszym wyborem jest 316 z molibdenem. JSSA również zaleca w środowisku chlorkowym gatunki o wyższej zawartości chromu lub molibdenu.

Korozja międzykrystaliczna: gatunki L do części spawanych

Tam, gdzie do materiału dociera ciepło spawania, chrom i węgiel mogą łączyć się na granicach ziaren i zostawiać strefy zubożone w chrom. Zjawisko to nazywa się uczuleniem i sprawia, że korozja postępuje wzdłuż granic ziaren.

Rozwiązaniem są niskowęglowe gatunki 304L i 316L. Ten sam cel spełniają gatunki stabilizowane tytanem lub niobem, które wiążą węgiel, np. popularna w Europie 1.4571. Spawane zbiorniki i rurociągi wykonuje się w Japonii często z SUS316L, żeby połączyć odporność na sól z odpornością spoin na korozję.

Korozja naprężeniowa: obniżyć naprężenia lub zmienić gatunek

To pękanie dotyczy głównie gatunków austenitycznych. Mogą je wywołać naprężenia własne rozciągające po spawaniu lub gięciu, jeśli jednocześnie obecne są chlorki lub inne czynniki korozyjne. Sam wybór 304 lub 316 nie chroni więc przed tym zjawiskiem.

W gorącym środowisku z chlorkami warto zmniejszyć naprężenia własne konstrukcyjnie lub obróbką cieplną albo rozważyć gatunek dupleks lub ferrytyczny, odporniejszy na ten rodzaj pękania.

Rdza nalotowa: chronić powierzchnię przed zanieczyszczeniem żelazem

Wiele zgłoszeń z produkcji o „rdzewiejącej nierdzewce” okazuje się rdzą nalotową od przylegających cząstek żelaza, a nie korozją samej stali nierdzewnej. Typowe przyczyny to pył ze szlifowania stali niestopowej albo zarysowania stalowymi narzędziami. Rdzę mogą też wywołać środki czyszczące z chlorem pozostawione na powierzchni.

Rdzę we wczesnym stadium zwykle można usunąć specjalnym środkiem do stali nierdzewnej i przywrócić pierwotną powierzchnię. Aby zachować odporność na korozję, do stali nierdzewnej należy używać osobnych narzędzi i szczotek, a po obróbce oczyścić powierzchnię.

Magnetyzm, własności cieplne i wytrzymałość

Po odporności na korozję kolejne duże różnice dotyczą magnetyzmu i zachowania w temperaturze. Łatwo je przeoczyć, a przy częściach w pobliżu czujników lub urządzeń elektromagnetycznych albo przy częściach obciążonych cieplnie mogą przesądzić o wyborze gatunku.

Rysunek 7: Porównanie własności cieplnych

430 lepiej przewodzi ciepło i mniej się rozszerza przy zmianach temperatury.

Przewodność cieplna (W/(m·K), temperatura pokojowa)

SUS30416,3

SUS31616,3

SUS43026,4

01530

Współczynnik rozszerzalności cieplnej (× 10⁻⁶/K, 0–100 °C)

SUS30417,3

SUS31616,0

SUS43010,4

01020

Gęstość (g/cm³): SUS304 7,93 / SUS316 7,98 / SUS430 7,70
Magnetyzm: SUS304 i SUS316 w stanie przesyconym praktycznie niemagnetyczne / SUS430 ferromagnetyczna

Na podstawie tabeli JSSA z własnościami fizycznymi (przewodność, przenikalność magnetyczna, rozszerzalność cieplna).

Magnetyzm

304 i 316 w stanie przesyconym prawie nie przyciągają magnesu, a 430 przyciąga. Dlatego na produkcji magnes jest popularnym szybkim testem, który odróżnia 304 od 430.

Obróbka plastyczna na zimno, np. gięcie lub tłoczenie, może przemienić część austenitu w 304 i nadać materiałowi własności magnetyczne. Według JSSA ten magnetyzm nie pogarsza odporności na korozję. Jeśli magnes się trzyma, nie dowodzi to więc, że materiał to 430, a gatunek należy potwierdzić na podstawie świadectwa lub cechowania.

Magnetyzm może też sam w sobie stanowić problem. Jeśli część musi być niemagnetyczna, np. w pobliżu czujnika lub w urządzeniach elektromagnetycznych, materiał i metodę kształtowania trzeba ustalić razem i uwzględnić magnetyzm, który może wywołać obróbka.

Przewodzenie ciepła i rozszerzalność cieplna

Z przewodnością 26,4 W/(m·K) stal 430 przewodzi ciepło znacznie lepiej niż 304 i 316 (16,3). Jej współczynnik rozszerzalności cieplnej wynosi 10,4 × 10⁻⁶/K wobec 17,3 dla 304, więc jej wymiary mniej zmieniają się z temperaturą. Razem z niższą ceną te własności wyjaśniają, dlaczego 430 jest popularna w naczyniach kuchennych i częściach AGD.

Gatunki austenityczne przewodzą ciepło gorzej i bardziej się rozszerzają przy nagrzewaniu. Przy spawaniu i innych procesach z doprowadzeniem ciepła ciepło gromadzi się miejscowo i części łatwo się odkształcają. Dlatego ważne są dobre przyrządy mocujące i zaplanowana kolejność spawania.

Wytrzymałość i wydłużenie

Według JIS G 4305 (blacha walcowana na zimno) wszystkie trzy gatunki mają tę samą minimalną umowną granicę plastyczności Rp0,2 205 MPa. Minimalna wytrzymałość na rozciąganie wynosi 520 MPa dla 304 i 316 oraz 420 MPa dla 430.

Wyraźna różnica dotyczy wydłużenia: co najmniej 40% dla 304 i 316, a dla 430 tylko 22%. Przy głęboko tłoczonych zbiornikach lub częściach z blachy z ciasnymi promieniami gięcia większe wydłużenie 304 i 316 daje większy zapas.

Skrawanie, kształtowanie, spawanie i koszty

Gatunek, który spełnia wszystkie wymagania co do własności, może mimo to wydłużyć termin i podnieść koszty, jeśli trudno go obrabiać. Gatunek warto dobrać do technologii już na etapie konstrukcji, żeby uniknąć poprawek.

Skrawanie: 304 jest ciągliwa i szybko się umacnia

304 jest ciągliwa i łatwo się umacnia, przez co obrabiana powierzchnia twardnieje podczas skrawania. Niska przewodność cieplna zatrzymuje dodatkowo ciepło skrawania na ostrzu narzędzia. Skutkiem są szybkie zużycie narzędzi i długie, splątane wióry.

Do części wykonywanych głównie przez skrawanie można rozważyć SUS303 (1.4305), która dla lepszej skrawalności zawiera co najmniej 0,15% siarki. Jej skład różni się jednak od 304. Jeśli ważne są odporność na korozję lub spawanie, przed wyborem należy sprawdzić, czy 303 może zastąpić 304.

Tłoczenie i gięcie: decyduje wydłużenie

Dzięki dużemu wydłużeniu 304 i 316 nadają się do obróbki plastycznej na zimno, takiej jak tłoczenie i gięcie. Wyroby głęboko tłoczone, np. zlewy i zbiorniki, wykonuje się zwykle z 304 i podobnych gatunków austenitycznych.

Ponieważ 430 mniej się wydłuża, przy głębokim tłoczeniu rośnie ryzyko pęknięć. Przy płytkim kształtowaniu lub częściach prawie płaskich 430 jest jednak rozsądnym sposobem na obniżenie kosztów.

Spawanie: 304 spawa się łatwo, ale trzeba uważać na odkształcenia

Gatunki austenityczne mają dobrą spawalność i są szeroko stosowane w konstrukcjach spawanych. Uwagę trzeba zwrócić na opisaną wyżej korozję międzykrystaliczną i odkształcenia spowodowane dużą rozszerzalnością cieplną. Dla części, które po spawaniu pracują w środowisku korozyjnym, warto rozważyć gatunek L lub gatunek stabilizowany.

430 uchodzi za gorzej spawalną niż 304. Jeśli ma być użyta w konstrukcji spawanej, przed decyzją należy sprawdzić złącza spawane.

Koszty: cenę wyznaczają nikiel i molibden

Zwykle najtańsza jest 430, 304 jest pośrodku, a najdroższa jest 316. Japońscy dystrybutorzy stali i producenci urządzeń opisują 430 jako tańszą od 304, a 316 (oraz 316L) jako droższą. Różnica wynika z zawartości niklu i molibdenu, czyli dwóch drogich dodatków stopowych.

Przy porównywaniu kosztów warto patrzeć dalej niż na cenę materiału za kilogram:

• Jak łatwo obrabia się dany gatunek?
• Czy potrzebna jest obróbka powierzchni?
• Jak długo część wytrzyma do wymiany?

Może się okazać, że 316, która posłuży wiele lat, wyjdzie w sumie taniej niż tania 430, która zardzewieje i trzeba ją będzie wcześnie wymienić.

Dobór gatunku w sześciu krokach

Jeśli zastosuje się omówione kryteria po kolei, wybór staje się prostszy: zacząć od 304 i w zależności od warunków przejść na 316 lub 430.

Rysunek 8: Sześć kroków do właściwego gatunku

Najpierw środowisko i warunki pracy, na końcu bilans kosztów.

Sprawdzić środowisko i warunki

01Środowisko pracyCzy występuje sól, woda morska, chemikalia z chlorem lub wysoka temperatura? Jeśli tak, zacząć od 316

02SpawanieJeśli części spawane pracują w środowisku korozyjnym, rozważyć gatunek L, np. 304L lub 316L

03Wymagania magnetyczne i cieplneCzy część musi być niemagnetyczna? Czy rozszerzalność cieplna ma być mała?

Zawęzić według technologii i kosztów

04Technologia wykonaniaTłoczenie lub gięcie: rodzina 304. Głównie skrawanie: możliwa także SUS303

05Koszt i trwałośćWewnątrz, przy małym ryzyku rdzy: 430. W porównaniu kosztów uwzględnić czas do wymiany

06Dostępność i zapis na rysunkuSprawdzić dostępność danej grubości i postaci, a następnie podać na rysunku gatunek i wykończenie powierzchni

W razie wątpliwości zacząć od SUS304. 316 przy soli, 430 wewnątrz, gdy priorytetem są magnetyzm lub koszt, a gatunek L, gdy grozi korozja spoin.

Do czego nadaje się SUS304

304 dobrze łączy odporność na korozję, podatność na kształtowanie i spawalność, dlatego stosuje się ją w wielu obszarach:

• Urządzenia przemysłu spożywczego
• Okucia budowlane
• Ogólna aparatura chemiczna
• Śruby i nakrętki

Jeśli nie ma szczególnego powodu, by wybrać inny gatunek, konstruktorzy zwykle zaczynają od 304. Typowe przykłady to zbiorniki, rurociągi i przenośniki w zakładach spożywczych.

Do czego nadaje się SUS316

316 stosuje się przede wszystkim do:

• urządzeń narażonych na wodę morską lub mgłę solną,
• instalacji zewnętrznych w strefie nadmorskiej,
• aparatury chemicznej i farmaceutycznej do agresywnych surowców lub roztworów.

Niektórzy producenci urządzeń stosują 316L na części aparatury farmaceutycznej, które stykają się z cieczą lub proszkiem. Można też zastąpić 304 stalą 316 tylko w tych miejscach, w których wystąpiła korozja wżerowa lub szczelinowa.

W konstrukcjach spawanych zwykle podaje się 316L i na japońskich rysunkach rurociągów i zbiorników często widać „SUS316L”. Ponieważ 316 jest droższa od 304, praktycznym rozwiązaniem jest stosowanie 316 tylko tam, gdzie jest potrzebna.

Do czego nadaje się SUS430

430 stosuje się w stosunkowo łagodnym środowisku. Typowe zastosowania to:

• sprzęt kuchenny,
• części AGD,
• wykończenie wnętrz w budownictwie,
• części samochodowe.

W częściach wewnętrznych z małym ryzykiem kondensacji lub soli i bez głębokiego tłoczenia czy dużej ilości spawania zmiana z 304 na 430 może obniżyć koszty. Ponieważ 430 jest magnetyczna, używa się jej także do części mocowanych magnesami.

Przy zmianie z 304 na 430 na zewnątrz lub w strefach mokrych trzeba założyć, że będzie mniej odporna na rdzę niż 304, i sprawdzić to przed zmianą.

Przed zamianą materiału: lista kontrolna do uzgodnień z Japonią

Jeśli japoński rysunek, oferta lub atest podaje gatunek SUS, a materiał ma być kupiony w Polsce lub w Europie albo ma zostać przyjęty odpowiednik, przed złożeniem zamówienia warto pisemnie wyjaśnić z japońskim klientem, konstruktorem lub dostawcą następujące punkty.

• Która norma wyrobu JIS obowiązuje? G 4303 (pręty), G 4304 (wyroby płaskie walcowane na gorąco), G 4305 (wyroby płaskie walcowane na zimno) czy norma na rury lub odkuwki? Od tego zależy, z którą normą PN-EN lub ASTM należy porównywać.
• Czy dopuszczalny jest odpowiednik według PN-EN lub ASTM? Jeśli tak, czy materiał musi spełniać dodatkowo minima JIS (np. 520 MPa wytrzymałości dla SUS304), czy tylko normę zastępczą?
• Czy dopuszczalny jest gatunek L lub materiał certyfikowany według kilku specyfikacji? Czy na przykład tam, gdzie podano SUS304, można użyć 1.4307 lub materiału certyfikowanego jednocześnie jako 304 i 304L?
• Czy 1.4571 może zastąpić SUS316L lub odwrotnie?
• Czy SUS303 może zastąpić SUS304 w częściach toczonych lub odwrotnie? Różnią się odpornością na korozję i spawalnością.
• Czy część musi być niemagnetyczna? Jeśli tak, czy dotyczy to też magnetyzmu wywołanego obróbką?
• Jakie wykończenie powierzchni jest wymagane? Rysunek powinien je podawać razem z gatunkiem.
• Jakie dokumenty trzeba przedstawić? Zwykle świadectwo z huty z rzeczywistym składem chemicznym i własnościami mechanicznymi oraz podaną normą. Należy ustalić rodzaj dokumentu kontroli i normę lub normy, według których ma być wystawiony, np. świadectwo odbioru 3.1 według PN-EN 10204.

Przykładowe zapytanie do japońskiego partnera

Ponumerowane, konkretne pytania ułatwiają jednoznaczne uzgodnienie na piśmie. Poniżej przykład po angielsku, który można dopasować do własnego przypadku:

Subject: Material substitution for drawing No. [___], material SUS304

Dear [Name],
For drawing No. [___], revision [___] (part: [___]), we would like to source the material in Europe. Could you please confirm the following points in writing?
1. Which JIS product standard and edition apply to this part (e.g. JIS G 4303 / G 4304 / G 4305)?
2. May we use grade 1.4301 supplied to EN 10088-[2 or 3] instead of SUS304? If so, which JIS requirements remain applicable (e.g. tensile strength min. 520 MPa)?
3. Which inspection document is required? Is an inspection certificate 3.1 according to EN 10204 acceptable?
Thank you for your support.

Ograniczenia tego artykułu

• Podane odpowiedniki to przyporządkowania stosowane w większości tabel porównawczych. Nie gwarantują zamienności w każdym zastosowaniu, a niektóre źródła przyporządkowują gatunki inaczej.
• Wartości to minima z norm lub wartości typowe z wymienionych niżej źródeł. Normy są nowelizowane, dlatego przed oparciem się na liczbie należy sprawdzić aktualne wydania JIS, PN-EN i ASTM.
• Dla urządzeń objętych przepisami, takich jak urządzenia ciśnieniowe (w UE według dyrektywy 2014/68/UE, np. z materiałami według PN-EN 10028-7, w Polsce także pod nadzorem dozoru technicznego), rurociągi projektowane według przepisów czy części mające kontakt z żywnością lub wyrobami medycznymi, może być wymagana konkretna norma. O dopuszczalności zamiany decydują użytkownik, odpowiedzialny konstruktor lub właściwy organ.
• Rury, kształtki, odlewy i odkuwki podlegają innym normom i nie są tu zestawione.

Podsumowanie

FAQ

Czy SUS304 to to samo co 1.4301?

SUS304 to gatunek JIS najbliższy stali 1.4301 (X5CrNi18-10) oraz AISI/ASTM 304 (UNS S30400). Składy są bardzo podobne, ale wartości graniczne nie są identyczne. JIS G 4305 wymaga na przykład dla blachy SUS304 co najmniej 520 MPa wytrzymałości na rozciąganie, a ASTM A240 dla 304 tylko 515 MPa.

Jaki numer materiału odpowiada SUS316 i SUS316L?

Najbliższym odpowiednikiem SUS316 jest 1.4401 (AISI 316, UNS S31600), a SUS316L – 1.4404 (AISI 316L, UNS S31603). Nie oznacza to automatycznej zamienności. Gatunki L ograniczają w JIS węgiel do 0,030%, żeby zmniejszyć ryzyko korozji międzykrystalicznej przy spoinach. Popularnej w Europie stali 1.4571 najbliżej do SUS316Ti.

Czy SUS430 jest magnetyczna?

Tak. SUS430 to gatunek ferrytyczny i jest magnetyczna. SUS304 i SUS316 w stanie przesyconym są praktycznie niemagnetyczne, ale po obróbce plastycznej na zimno mogą wykazywać własności magnetyczne. Sam test magnesem nie potwierdza więc gatunku.

Jaka norma PN-EN odpowiada JIS G 4305?

JIS G 4305 dotyczy blach i taśm ze stali nierdzewnej walcowanych na zimno. Najbliżej jest jej do PN-EN 10088-2 (blachy i taśmy ogólnego przeznaczenia), a po stronie amerykańskiej do ASTM A240/A240M. Dla prętów JIS G 4303 odpowiada najbliżej PN-EN 10088-3 i ASTM A276/A276M.

Czy do japońskiego rysunku z SUS304 można użyć europejskiej stali 1.4301?

W wielu przypadkach tak, ale wcześniej trzeba uzyskać pisemną zgodę japońskiego klienta lub konstruktora. Należy ustalić, jaką normę ma spełniać materiał, czy nadal obowiązują minima JIS i jakie świadectwo trzeba przedstawić.

Źródła

• Grupy i cechy stali nierdzewnych: Japan Stainless Steel Association (JSSA), „Types” (po japońsku)
• Warstwa pasywna i test ekspozycji: JSSA, „Features” (po japońsku)
• Magnetyzm i wskaźnik odporności na korozję wżerową: JSSA, „Properties” (po japońsku)
• Litery w oznaczeniu gatunku: FAQ JSSA, numery gatunków JIS i litery w oznaczeniach (po japońsku)
• Własności fizyczne: FAQ JSSA, przewodność, przenikalność magnetyczna i rozszerzalność cieplna (po japońsku)
• Rodzaje korozji i zapobieganie: FAQ JSSA, odporność na korozję i zjawiska korozyjne (po japońsku)
• Skład chemiczny: JSSA, gatunki austenityczne JIS (po japońsku), gatunki ferrytyczne JIS (po japońsku)
• Porównanie gatunków EN/USA: TWI, „What are the equivalent European and American standards for common stainless steels?”
• 430 / 1.4016: Aperam, 430 – 1.4016; 304L / 1.4307: Teamedelstahl, 1.4307
• 1.4571 / SUS316Ti: Swiss Steel Group, karta materiałowa 1.4571
• Dawne oznaczenia PN-H-86020: Total Materia, PN 0H18N9; tabela gatunków stali PN/EN/DIN/AISI (cnc.info.pl)
• Zakres EN 10088-2 i EN 10088-3: EVS, EN 10088-2:2024, EVS, EN 10088-3:2024
• PN-EN 10028-7 i PN-EN 10204 w wykazie norm do dyrektywy 2014/68/UE: TDT, wykaz norm zharmonizowanych (stan na 1.02.2025)
• Minima ASTM A240: ATI 304, ATI 430
• Tytuły norm wyrobu JIS: JIS G 4303:2021, JIS G 4304:2021, JIS G 4305:2021 (podgląd Japanese Standards Association)
• Własności mechaniczne według JIS G 4305: Sekidou Kouhan, SUS304 (po japońsku), SUS316 (po japońsku), SUS430 (po japońsku)
• Rdza nalotowa i pielęgnacja: hia-net.gr.jp, „Stainless steel” (po japońsku)
• Zakres ASTM A276: ASTM A276/A276M-17, Standard Specification for Stainless Steel Bars and Shapes