Der Unterschied zwischen Edelstahl 316 und 316L

Einführung

Was ist Edelstahl? Legierter Stahl, der mehr als 12 % Chrom oder mehr als 8 % Nickel enthält, wird üblicherweise als Edelstahl bezeichnet.

Diese Stahlsorte weist eine gewisse Korrosionsbeständigkeit in der Atmosphäre oder in korrosiven Medien auf und ist bei höheren Temperaturen (> 450 °C) fester. Stahl mit einem Chromgehalt von 16 bis 18 % wird als säurebeständiger Stahl oder säurebeständiger Edelstahl bezeichnet und üblicherweise als rostfreier Stahl bezeichnet. Wenn der Chromgehalt im Stahl mehr als 12 % beträgt, bildet sich aufgrund der elektrochemischen Wirkung bei Kontakt mit oxidierenden Medien schnell eine Schicht aus chromreichem Passivierungsfilm auf der Oberfläche, um das Innere des Metalls vor Korrosion zu schützen. In nicht oxidierenden korrosiven Medien ist es jedoch immer noch schwierig, einen festen Passivierungsfilm zu bilden. Um die Korrosionsbeständigkeit von Stahl zu verbessern, wird üblicherweise der Chromanteil erhöht oder es werden Legierungselemente hinzugefügt, die die Passivierung fördern können, wie Ni, Mo, Mn, Cu, Nb, Ti, W, Co usw.

Diese Elemente verbessern nicht nur die Korrosionsbeständigkeit von Stahl, sondern verändern auch die innere Organisation sowie die physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Stahl. Die unterschiedlichen Gehalte dieser Legierungselemente im Stahl wirken sich unterschiedlich auf die Eigenschaften von Edelstahl aus.

Manche sind magnetisch, manche nicht magnetisch, manche können wärmebehandelt werden, manche nicht. Aufgrund dieser Eigenschaften findet Edelstahl zunehmend Anwendung in der Luft- und Raumfahrt, der Chemie-, Erdöl-, Bau-, Lebensmittel- und anderen Industriezweigen sowie im täglichen Leben. Die enthaltenen Legierungselemente beeinflussen die Bearbeitbarkeit stark, manche sind sogar schwer zu schneiden.

Um den Lesern ein besseres Verständnis und die Auswahl des für sie geeigneten Materials zu ermöglichen, geht dieser Artikel detailliert auf die Unterschiede zwischen Edelstahl 316 und 316L ein. 316 ist ein kohlenstoffarmer Edelstahl der Güteklasse 0Cr17Ni12Mo2, während 316L ein ultrakohlenstoffarmer Edelstahl der Güteklasse 00Cr17Ni14Mo2 ist. Es ist offensichtlich, dass 316L zwar korrosionsbeständiger ist, 316 jedoch über bessere mechanische Eigenschaften verfügt.

Die Unterschiede zwischen Edelstahl 316 und 316L sind wie folgt:

Die Edelstähle 316 und 316L enthalten Molybdän. Edelstahl 316L enthält etwas mehr Molybdän als Edelstahl 316. Im Vergleich zu den Edelstählen 310 und 304 weist dieser Stahl aufgrund des enthaltenen Molybdäns eine insgesamt bessere Leistung auf. Bei einem Schwefelsäuregehalt zwischen 15 % und 85 % und hohen Temperaturen ist Edelstahl 316 vielseitig einsetzbar. In Meeresgebieten wird Edelstahl 316 aufgrund seiner hohen Chlorkorrosionsbeständigkeit häufig verwendet.

Wenn höchste Korrosionsbeständigkeit und Glühen nach dem Schweißen erforderlich sind, kann Edelstahl 316L mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,03 Prozent verwendet werden.

316 VS 316L Chemische Zusammensetzung (Massenanteil, %)

Korrosionsbeständigkeit:

Bei der Zellstoff- und Papierherstellung weist es eine gute Korrosionsbeständigkeit auf und übertrifft damit Edelstahl 304. Darüber hinaus kann Korrosion in korrosiven Industrieumgebungen und maritimen Umgebungen Edelstahl 316 nicht angreifen.

Hitzebeständigkeit:

Edelstahl 316 ist oxidationsbeständig, wenn er dauerhaft unter 1700 Grad und zeitweise unter 1600 Grad verwendet wird. Edelstahl 316 weist eine gute Hitzebeständigkeit auf, wenn er dauerhaft außerhalb des Temperaturbereichs von 800 bis 1575 Grad verwendet wird. Es ist jedoch ratsam, ihn nicht den ganzen Tag über in diesem Bereich zu verwenden. Der höhere Temperaturbereich eignet sich für Edelstahl 316L, der widerstandsfähiger gegen Karbidausscheidung ist als Edelstahl 316.

Wärmebehandlung:

Glühen Sie zwischen 1850 und 2050 Grad, dann schnell glühen und dann schnell abkühlen. Überhitzung härtet Edelstahl 316 nicht aus.

Schweißen:

Edelstahl 316 eignet sich gut zum Schweißen. Alle gängigen Schweißverfahren sind anwendbar. Je nach Anwendung können Edelstahlelektroden oder Schweißstäbe aus 316Cb, 316L oder 309Cb zum Schweißen verwendet werden. Nach dem Schweißen muss der Edelstahl 316 geglüht werden, um die höchste Korrosionsbeständigkeit zu erreichen. Bei Edelstahl 316L ist ein Nachglühen nicht erforderlich.

Typische Anwendungen:

Edelstahl 316 und 316L vs. 304

Ein gängiger Edelstahl, der zur Herstellung von Geräten und Teilen verwendet wird, die gute Gesamteigenschaften (wie Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit) aufweisen müssen, ist 304.

Hinsichtlich der chemischen Korrosionsbeständigkeit unterscheiden sich Edelstahl 304 und 316 kaum voneinander, obwohl es einige medienspezifische Abweichungen gibt.

Unter bestimmten Bedingungen ist 304, der erste Edelstahl überhaupt, anfällig für Lochfraß. Eine weitere Molybdänzugabe von 2–3 % kann diese Empfindlichkeit verringern und zu 316 führen. Dieses zusätzliche Molybdän kann auch die durch heiße organische Säuren verursachte Korrosion verringern.

In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie ist Edelstahl 316 praktisch ein Standardmaterial. Aufgrund der weltweiten Molybdänknappheit und des höheren Nickelgehalts ist Edelstahl 316 teurer als Edelstahl 304.

Aufgrund des Sauerstoffmangels und der Unfähigkeit, eine Schutzschicht aus Chromoxid zu bilden, wird Lochkorrosion hauptsächlich durch Ablagerungskorrosion auf der Oberfläche von Edelstahl verursacht.

Lochfraß ist insbesondere bei kleinen Ventilen selten, da die Gefahr einer Ablagerung auf der Ventilplatte gering ist.

Edelstahl 304 und 316 weisen in einer Vielzahl von Wassermedien (Trinkwasser, destilliertes Wasser, Flusswasser, Kesselwasser, Meerwasser usw.) eine nahezu gleiche Korrosionsbeständigkeit auf. Edelstahl 316 ist jedoch besser geeignet, wenn das Medium außergewöhnlich hohe Konzentrationen an Chloridionen enthält.

Obwohl sich die Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl 304 und 316 oft nicht wesentlich unterscheidet, kann es gelegentlich zu erheblichen Abweichungen kommen, die einer genaueren Untersuchung bedürfen. Da Ventilanwender das Rohrleitungs- und Behältermaterial je nach Medium auswählen, sollten sie sich grundsätzlich ein klares Konzept aneignen. Wir geben keine Materialempfehlungen ab.

Chemische Zusammensetzung (304,304L,316,316L)

Mechanische Eigenschaften (304,304L,316,316L)

Einführung in andere rostfreie Stähle

304 ist ein Allzweck-Edelstahl, der häufig zur Herstellung von Geräten und Teilen verwendet wird, die gute Gesamteigenschaften (Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit) erfordern.

Edelstahl 301 weist bei Verformung eine deutliche Kaltverfestigung auf und wird in verschiedenen Fällen verwendet, in denen eine höhere Festigkeit erforderlich ist.

Edelstahl 302 ist im Wesentlichen eine Variante von Edelstahl 304 mit einem höheren Kohlenstoffgehalt, der durch Kaltwalzen eine höhere Festigkeit erreichen kann.

302B ist ein Edelstahl mit einem höheren Siliziumgehalt, der eine höhere Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation aufweist.

303 und 303Se sind Automatenstähle mit Schwefel- bzw. Selengehalt, die dort eingesetzt werden, wo vor allem Automatenschneiden und eine hohe Oberflächengüte erforderlich sind. Edelstahl 303Se wird auch zur Herstellung von Teilen verwendet, die warmgestaucht werden müssen, da er unter diesen Bedingungen eine gute Warmverarbeitbarkeit aufweist.

304L ist eine Variante von Edelstahl 304 mit geringerem Kohlenstoffgehalt, die an Stellen verwendet wird, an denen Schweißarbeiten erforderlich sind. Der geringere Kohlenstoffgehalt minimiert die Ausfällung von Karbiden in der Wärmeeinflusszone nahe der Schweißnaht, die in bestimmten Umgebungen zu interkristalliner Korrosion (Schweißerosion) von Edelstahl führen kann.

Die rostfreien Stähle 305 und 384 weisen einen hohen Nickelgehalt und eine geringe Kaltverfestigungsrate auf und eignen sich für verschiedene Anlässe mit hohen Anforderungen an die Kaltumformbarkeit.

Zur Herstellung von Schweißstäben wird Edelstahl 308 verwendet.

Die rostfreien Stähle 309, 310, 314 und 330 haben einen relativ hohen Nickel- und Chromgehalt, um die Oxidationsbeständigkeit und Kriechfestigkeit des Stahls bei hohen Temperaturen zu verbessern. 30S5 und 310S sind Varianten der rostfreien Stähle 309 und 310. Der einzige Unterschied besteht darin, dass der Kohlenstoffgehalt niedriger ist, um die Karbidausscheidung in der Nähe der Schweißnaht zu minimieren. Edelstahl 330 weist eine besonders hohe Beständigkeit gegen Aufkohlung und Thermoschock auf.

Edelstahl 316 und 317 enthalten Aluminium und sind daher in der Meeres- und Chemieindustrie deutlich widerstandsfähiger gegen Lochfraß als Edelstahl 304. Zu den Edelstahlsorten 316 gehören unter anderem der kohlenstoffarme Edelstahl 316L und der hochfeste Edelstahl mit Stickstoffanteil.

316N und Automaten-Edelstahl 316F mit hohem Schwefelgehalt.

321, 347 und 348 sind mit Titan, Niob bzw. Tantal stabilisierte Edelstähle und eignen sich zum Schweißen von Komponenten, die bei hohen Temperaturen eingesetzt werden. 348 ist ein für die Kernkraftindustrie geeigneter Edelstahl und unterliegt bestimmten Beschränkungen hinsichtlich der Menge an Tantal und Kobalt.

Bei der Auswahl sollten Sie Faktoren wie spezifische Anwendungsanforderungen, Umgebungsbedingungen und Kostenbudget berücksichtigen.