الفرق بين الفولاذ المقاوم للصدأ 316 و 316L
مقدمة
ما هو الفولاذ المقاوم للصدأ؟ يُطلق عادةً على الفولاذ السبائكي الذي يحتوي على أكثر من ١٢٪ كروم أو أكثر من ٨٪ نيكل اسم الفولاذ المقاوم للصدأ.
يتميز هذا النوع من الفولاذ بمقاومة معينة للتآكل في الغلاف الجوي أو في الوسائط المسببة للتآكل، كما يتميز بقوة تحمل أعلى عند درجات حرارة أعلى (>450 درجة مئوية). يُطلق على الفولاذ الذي يحتوي على نسبة كروم تتراوح بين 16% و18% اسم الفولاذ المقاوم للأحماض أو الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للأحماض، وعادةً ما يُطلق عليه اسم الفولاذ المقاوم للصدأ. عندما تزيد نسبة الكروم في الفولاذ عن 12%، تتشكل طبقة من غشاء التخميل الغني بالكروم بسرعة على السطح نتيجةً للتفاعل الكهروكيميائي مع الوسائط المؤكسدة لحماية الجزء الداخلي من المعدن من التآكل؛ ولكن في الوسائط المسببة للتآكل غير المؤكسدة، يصعب تكوين غشاء تخميل صلب. لتحسين مقاومة الفولاذ للتآكل، عادةً ما تُزاد نسبة الكروم، أو تُضاف عناصر سبائكية تُعزز التخميل، مثل النيكل، والموليبدينوم، والمنجنيز، والنحاس، والنيوبيوم، والتيتانيوم، والحديد، والكوبالت، وغيرها.
لا تُحسّن هذه العناصر مقاومة الفولاذ للتآكل فحسب، بل تُغيّر أيضًا تركيبه الداخلي وخواصه الفيزيائية والميكانيكية. وتختلف محتويات هذه العناصر السبيكية في الفولاذ باختلاف خصائصه.
بعضها مغناطيسي، وبعضها غير مغناطيسي، وبعضها قابل للمعالجة الحرارية، وبعضها الآخر غير قابل للمعالجة الحرارية. بفضل خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ المذكورة أعلاه، يزداد استخدامه على نطاق واسع في قطاعات الطيران والفضاء والكيماويات والبترول والبناء والأغذية وغيرها من الصناعات، وفي الحياة اليومية. عناصر السبائك التي يحتويها تؤثر بشكل كبير على قابلية التشغيل، وبعضها يصعب قطعه.
لمساعدة القراء على فهم واختيار المادة المناسبة لهم بشكل أفضل، ستتناول هذه المقالة بالتفصيل الفروقات بين الفولاذ المقاوم للصدأ 316 و316L. 316 هو فولاذ مقاوم للصدأ منخفض الكربون بدرجة 0Cr17Ni12Mo2 للاستخدام المحلي، بينما 316L هو فولاذ مقاوم للصدأ منخفض الكربون للغاية بدرجة 00Cr17Ni14Mo2 للاستخدام المحلي. ومن الواضح أن 316L، على الرغم من مقاومته العالية للتآكل، يتمتع 316 بخصائص ميكانيكية فائقة.
الفرق بين الفولاذ المقاوم للصدأ 316 و 316L هو كما يلي:
يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 316 و316L على الموليبدينوم. يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 316L على كمية من الموليبدينوم أكبر بقليل من الفولاذ المقاوم للصدأ 316. بالمقارنة مع الفولاذين المقاوم للصدأ 310 و304، يتميز هذا الفولاذ بأداء أفضل بشكل عام بفضل الموليبدينوم الذي يحتويه. عندما تتراوح نسبة حمض الكبريتيك بين 15% و85% في درجات الحرارة العالية، يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 316 لأغراض متنوعة. يُستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ 316 بكثرة في المناطق البحرية نظرًا لمقاومته القوية للتآكل بالكلور.
عندما تكون هناك حاجة لأعلى مقاومة للتآكل والتلدين بعد اللحام، يمكن استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 316L، الذي يحتوي على أقصى محتوى كربون بنسبة 0.03 بالمائة.
316 VS 316L التركيب الكيميائي (الكسر الكتلي، %)
| يكتب | من | ص | ج | و | الأعلى | كر | في | ل | آخر |
| 316 | 0.08 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 16-18 | 10-14 | 2-3 | - |
| 316 لتر | 0.03 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 16-18 | 10-14 | 2-3 | - |
مقاومة التآكل:
في عملية إنتاج اللب والورق، يتميز بمقاومة جيدة للتآكل، متفوقًا على الفولاذ المقاوم للصدأ 304. علاوة على ذلك، لا يُسبب التآكل الناتج عن البيئات الصناعية والبحرية المسببة للتآكل تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ 316.
مقاومة الحرارة:
يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ 316 بمقاومة جيدة للأكسدة عند استخدامه باستمرار في درجات حرارة أقل من 1700 درجة مئوية، وبشكل متقطع عند 1600 درجة مئوية. كما يتميز بمقاومة جيدة للحرارة عند استخدامه باستمرار خارج نطاق درجة الحرارة 800-1575 درجة مئوية، مع أنه يُفضل عدم استخدامه في هذا النطاق طوال اليوم. يناسب نطاق درجة الحرارة الأعلى الفولاذ المقاوم للصدأ 316L، وهو أكثر مقاومة لترسب الكربيد من الفولاذ المقاوم للصدأ 316.
المعالجة الحرارية:
قم بالتلدين بين ١٨٥٠ و٢٠٥٠ درجة، ثم قم بالتلدين بسرعة قبل التبريد السريع. لن يؤدي التسخين الزائد إلى تصلب الفولاذ المقاوم للصدأ ٣١٦.
اللحام:
يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ 316 بأداء ممتاز في اللحام. ويمكن استخدام جميع تقنيات اللحام الشائعة. وحسب الاستخدام، يمكن استخدام أقطاب الفولاذ المقاوم للصدأ أو قضبان الحشو المصنوعة من 316Cb أو 316L أو 309Cb في اللحام. بعد اللحام، يجب تلدين مقطع الفولاذ المقاوم للصدأ 316 للحصول على أعلى مستوى من مقاومة التآكل. لا يلزم التلدين بعد اللحام عند استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 316L.
الاستخدامات النموذجية:
| كود الفولاذ المقاوم للصدأ | التركيب الكيميائي (الكسر الكتلي)/% | وظيفة مقاومة التآكل |
| الوظائف الفيزيائية والكيميائية | ميزة | صناعة التطبيقات |
| SUS316 06Cr17Ni12Mo2 | ج≤0.08؛ سي ≤ 0.75؛ منجنيز ≤ 2.00؛ P ≤ 0.040؛ س ≤ 0.030؛ الساعة: 10.00-14.00؛ كر: 16.00-18.00؛ الوقت: 2.00-3.00 | يتميز بمقاومة ممتازة للتآكل ومقاومة درجات الحرارة العالية ويمكن استخدامه في ظل ظروف قاسية. |
| يتميز بمقاومة ممتازة للتآكل، والمرونة، والصلابة، وقوة تحمل درجات الحرارة العالية، والتشوه البارد وأداء عملية اللحام. | مقاومة قوية للتآكل، وقوة ممتازة في درجات الحرارة العالية، وأداء لحام متفوق. | يستخدم لمياه الشرب، مياه الشرب، الماء البارد، الماء الساخن، الغاز، الغاز الطبي، معدات مياه البحرمساءًالصناعة الكيميائية، الوقود، صناعة الورق، حمض الأكساليك، معدات الأسمدة، التصوير الفوتوغرافي، صناعة الأغذية، المرافق الساحلية. |
| SUS316L 022Cr17Ni12Mo2 | ج≤0.030؛ سي ≤ 0.75؛ منجنيز ≤ 2.00؛ P ≤ 0.040؛ س ≤ 0.030؛ الساعة: 10.00-14.00؛ كر: 16.00-18.00؛ الوقت: 2.00-3.00 | مقاومة التآكل أفضل من 316، ولكن قوة درجات الحرارة العالية أسوأ قليلاً، لذلك يمكن استخدامها في ظل ظروف قاسية. |
| يتميز بمقاومة ممتازة للتآكل والقوة والمرونة والصلابة والقدرة على التشكيل البارد والأداء الممتاز في درجات الحرارة المنخفضة. | مقاومة التآكل أفضل من SUS316، ولكن قوة درجات الحرارة العالية أسوأ قليلاً. | تستخدم لمياه الشرب، مياه الشرب، الماء البارد، الماء الساخن، الغاز، الغاز الطبي، معدات مياه البحر، المواد الكيميائية، الوقود، صناعة الورق، حمض الأكساليك، معدات الأسمدة، التصوير الفوتوغرافي، صناعة الأغذية، المرافق الساحلية. |
الفولاذ المقاوم للصدأ 316 و316L مقابل 304
الفولاذ المقاوم للصدأ الشائع الاستخدام في صنع المعدات والأجزاء التي تحتاج إلى أن تتمتع بصفات عامة جيدة (مثل مقاومة التآكل وقابلية التشكيل) هو 304.
فيما يتعلق بمقاومة التآكل الكيميائي، نادرًا ما يختلف الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و316 عن بعضهما البعض، على الرغم من وجود بعض الاختلافات الخاصة بالوسائط.
في بعض الظروف، يكون الفولاذ المقاوم للصدأ 304، وهو أول فولاذ مقاوم للصدأ يُصنع، عرضة للتآكل النقطي. قد تُخفف إضافة 2-3% من الموليبدينوم هذه الحساسية، مما ينتج عنه الفولاذ 316. كما يُمكن لهذه الكمية الإضافية من الموليبدينوم أن تُخفف التآكل الناتج عن بعض الأحماض العضوية الساخنة.
في صناعة الأغذية والمشروبات، يعتبر الفولاذ المقاوم للصدأ 316 مادة قياسية عمليًا. يعد الفولاذ المقاوم للصدأ 316 أكثر تكلفة من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 بسبب الندرة العالمية للموليبدينوم وزيادة محتوى النيكل في الفولاذ المقاوم للصدأ 316.
بسبب غياب الأكسجين وعدم القدرة على تكوين طبقة واقية من أكسيد الكروم، فإن التآكل النقطي يحدث في الغالب بسبب التآكل الترسيبي على سطح الفولاذ المقاوم للصدأ.
يعد التآكل النقطي نادرًا، وخاصةً في الصمامات الصغيرة، نظرًا لوجود فرصة ضئيلة لترسبه على لوحة الصمام.
يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ 304 و 316 بمقاومة متساوية تقريبًا للتآكل في مجموعة متنوعة من وسائط المياه (مياه الشرب، والمياه المقطرة، ومياه النهر، ومياه الغلايات، ومياه البحر، وما إلى ذلك)؛ ومع ذلك، يكون الفولاذ المقاوم للصدأ 316 أكثر ملاءمة إذا كانت الوسائط تحتوي على مستويات عالية بشكل استثنائي من أيونات الكلوريد.
على الرغم من أن مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ 304 و316 لا تختلف اختلافًا جوهريًا في كثير من الأحيان، إلا أنه قد يكون هناك اختلاف كبير أحيانًا يستدعي مزيدًا من البحث. نظرًا لاختيارهم لمواد الأنابيب والحاويات بناءً على الوسيط، ينبغي أن يكون لدى مستخدمي الصمامات فكرة واضحة بشكل عام. لا نقدم نصائح للمستخدمين بشأن أي مواد.
التركيب الكيميائي (304،304L،316،316L)
| يكتب | من | ص | ج | و | الأعلى | كر | في | ل | آخر |
| 304 | 0.08 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 18-20 | 8-12 |
| - |
| 304 لتر | 0.03 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 18-20 | 8-12 |
| - |
| 316 | 0.08 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 16-18 | 10-14 | 2-3 | - |
| 316 لتر | 0.03 | 2 | 0.045 | 0.03 | 1 | 16-18 | 10-14 | 2-3 | - |
الخصائص الميكانيكية (304،304L،316،316L)
| يكتب | جامعة تكنولوجيا سيدني نيوتن/مم² | أَثْمَر نيوتن/مم² | استطالة % | صلابة (إتش آر بي) | رقم DIN المقارن | |
| مشغول | يقذف | |||||
| 304 | 600 | 210 | 60 | 80 | 1.4301 | 1.4308 |
| 304 لتر | 530 | 200 | 50 | 70 | 1.4306 | 1.4552 |
| 316 | 560 | 210 | 60 | 78 | 1.4401 | 1.4408 |
| 316 لتر | 530 | 200 | 50 | 75 | 1.4406 | 1.4581 |
مقدمة عن أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأخرى
304 هو الفولاذ المقاوم للصدأ للأغراض العامة والذي يستخدم على نطاق واسع في صنع المعدات والأجزاء التي تتطلب خصائص شاملة جيدة (مقاومة التآكل وقابلية التشكيل).
يظهر الفولاذ المقاوم للصدأ 301 صلابة واضحة عند التشوه ويُستخدم في مناسبات مختلفة تتطلب قوة أعلى.
الفولاذ المقاوم للصدأ 302 هو في الأساس أحد أشكال الفولاذ المقاوم للصدأ 304 مع محتوى كربون أعلى، والذي يمكن أن يكون له قوة أعلى من خلال الدرفلة الباردة.
302B هو الفولاذ المقاوم للصدأ الذي يحتوي على نسبة أعلى من السيليكون، والذي يتمتع بمقاومة أعلى للأكسدة في درجات الحرارة العالية.
303 و 303Se هما من الفولاذ المقاوم للصدأ حر القطع يحتويان على الكبريت والسيلينيوم على التوالي، ويستخدمان في الأماكن التي تتطلب بشكل أساسي القطع الحر والتشطيب السطحي العالي. كما يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ 303Se أيضًا في صنع الأجزاء التي تتطلب التكسير الساخن لأنه يتمتع بقابلية تشغيل جيدة على الساخن في مثل هذه الظروف.
304L هو نوع من الفولاذ المقاوم للصدأ 304 منخفض الكربون، ويُستخدم في الأماكن التي تتطلب اللحام. يُقلل هذا المحتوى الكربوني المنخفض من ترسب الكربيدات في المنطقة المتأثرة بالحرارة بالقرب من اللحام، مما قد يُسبب تآكلًا بين حبيبات الفولاذ المقاوم للصدأ (تآكل اللحام) في بيئات مُعينة.
تحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 305 و 384 على نسبة عالية من النيكل ومعدل تصلب منخفض ومناسبة لمختلف المناسبات مع متطلبات عالية للتشكيل البارد.
يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 308 في صناعة قضبان اللحام.
تحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 309 و310 و314 و330 على نسبة عالية نسبيًا من النيكل والكروم من أجل تحسين مقاومة الأكسدة وقوة الزحف للفولاذ في درجات الحرارة العالية. 30S5 و310S هما متغيرات من الفولاذ المقاوم للصدأ 309 و310، والفرق الوحيد هو أن محتوى الكربون أقل من أجل تقليل الكربيدات المترسبة بالقرب من اللحام. يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ 330 بمقاومة عالية بشكل خاص للتكرير والصدمات الحرارية.
يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ 316 و317 على الألومنيوم، لذا فإن مقاومتهما للتآكل النقطي في البيئات البحرية والصناعية الكيميائية أفضل بكثير من مقاومة الفولاذ المقاوم للصدأ 304. من بين هذه الأنواع، يتوفر الفولاذ المقاوم للصدأ 316 بأنواع مختلفة، منها الفولاذ المقاوم للصدأ 316L منخفض الكربون، والفولاذ المقاوم للصدأ عالي القوة المحتوي على النيتروجين.
316N والفولاذ المقاوم للصدأ 316F ذو القطع الحر مع نسبة عالية من الكبريت.
321 و347 و348 هي فولاذ مقاوم للصدأ مثبت بالتيتانيوم والنيوبيوم والتنتالوم على التوالي، وهي مناسبة لمكونات اللحام المستخدمة في درجات حرارة عالية. 348 هو فولاذ مقاوم للصدأ مناسب لصناعة الطاقة النووية ولديه قيود معينة على كمية التنتالوم والكوبالت.
عند الاختيار، يجب عليك مراعاة عوامل مثل متطلبات التطبيق المحددة، والظروف البيئية، وميزانية التكلفة.