La differenza tra acciaio inossidabile 316 e 316L

Introduzione

Cos'è l'acciaio inossidabile? L'acciaio legato che contiene più del 12% di cromo o più dell'8% di nichel è solitamente definito acciaio inossidabile.

Questo tipo di acciaio ha una certa resistenza alla corrosione in atmosfera o in mezzi corrosivi e una maggiore resistenza a temperature più elevate (>450 °C). L'acciaio con un contenuto di cromo dal 16% al 18% è chiamato acciaio resistente agli acidi o acciaio inossidabile resistente agli acidi ed è comunemente chiamato acciaio inossidabile. Quando il contenuto di cromo nell'acciaio è superiore al 12%, uno strato di pellicola di passivazione ricca di cromo si forma rapidamente sulla superficie a causa dell'azione elettrochimica a contatto con mezzi ossidanti per proteggere l'interno del metallo dalla corrosione; tuttavia, in mezzi corrosivi non ossidanti, è ancora difficile formare una pellicola di passivazione solida. Per migliorare la resistenza alla corrosione dell'acciaio, la percentuale di cromo viene solitamente aumentata o vengono aggiunti elementi di lega che possono promuovere la passivazione, come Ni, Mo, Mn, Cu, Nb, Ti, W, Co, ecc.

Questi elementi non solo migliorano la resistenza alla corrosione dell'acciaio, ma ne modificano anche l'organizzazione interna e le proprietà fisiche e meccaniche. Il diverso contenuto di questi elementi di lega nell'acciaio ha effetti diversi sulle proprietà dell'acciaio inossidabile.

Alcuni sono magnetici, altri non magnetici, alcuni possono essere trattati termicamente e altri no. Grazie alle caratteristiche sopra descritte, l'acciaio inossidabile è sempre più utilizzato nei settori aeronautico, aerospaziale, chimico, petrolifero, edile, alimentare e in altri settori industriali, nonché nella vita quotidiana. Gli elementi di lega in esso contenuti influenzano notevolmente la lavorabilità e alcuni sono persino difficili da tagliare.

Per aiutare i lettori a comprendere meglio e a scegliere il materiale più adatto alle loro esigenze, questo articolo approfondirà le differenze tra acciaio inossidabile 316 e 316L. Il 316 è un acciaio inossidabile a basso tenore di carbonio con grado nazionale 0Cr17Ni12Mo2, mentre il 316L è un acciaio inossidabile a bassissimo tenore di carbonio con grado nazionale 00Cr17Ni14Mo2. È evidente che, sebbene il 316L sia più resistente alla corrosione, il 316 presenta qualità meccaniche superiori.

Le differenze tra l'acciaio inossidabile 316 e 316L sono le seguenti:

Gli acciai inossidabili 316 e 316L contengono molibdeno. L'acciaio inossidabile 316L contiene una quantità leggermente superiore di molibdeno rispetto all'acciaio inossidabile 316. Rispetto agli acciai inossidabili 310 e 304, questo acciaio offre prestazioni complessivamente migliori grazie al molibdeno che contiene. Quando il contenuto di acido solforico è compreso tra il 15% e l'85% ad alte temperature, l'acciaio inossidabile 316 può essere utilizzato per una varietà di scopi. Le aree marine utilizzano frequentemente l'acciaio inossidabile 316 per la sua elevata resistenza alla corrosione da cloro.

Quando è richiesta la massima resistenza alla corrosione e la ricottura dopo la saldatura, è possibile utilizzare l'acciaio inossidabile 316L, che ha un contenuto massimo di carbonio dello 0,03%.

Composizione chimica 316 VS 316L (frazione di massa, %)

Resistenza alla corrosione:

Nel processo di produzione della cellulosa e della carta, ha una buona resistenza alla corrosione, superiore a quella dell'acciaio inossidabile 304. Inoltre, la corrosione derivante da ambienti industriali corrosivi e marittimi non può erodere l'acciaio inossidabile 316.

Resistenza al calore:

L'acciaio inossidabile 316 resiste bene all'ossidazione se utilizzato ininterrottamente a temperature inferiori a 1700 gradi e a temperature inferiori a 1600 gradi in modo intermittente. L'acciaio inossidabile 316 ha una buona resistenza al calore se utilizzato costantemente al di fuori dell'intervallo di temperatura 800-1575 gradi, sebbene sia preferibile non utilizzarlo in questo intervallo per tutto il giorno. L'intervallo di temperatura superiore è adatto all'acciaio inossidabile 316L, che è più resistente alla precipitazione di carburi rispetto all'acciaio inossidabile 316.

Trattamento termico:

Ricottura tra 1850 e 2050 gradi, quindi ricottura rapida prima di raffreddamento rapido. Il surriscaldamento non indurisce l'acciaio inossidabile 316.

Saldatura:

L'acciaio inossidabile 316 offre ottime prestazioni in termini di saldatura. È possibile utilizzare tutte le comuni tecniche di saldatura. A seconda dell'applicazione, è possibile utilizzare elettrodi in acciaio inossidabile o bacchette di apporto in 316Cb, 316L o 309Cb. Dopo la saldatura, la sezione in acciaio inossidabile 316 deve essere sottoposta a ricottura per ottenere la massima resistenza alla corrosione. La ricottura post-saldatura non è necessaria quando si utilizza l'acciaio inossidabile 316L.

Utilizzi tipici:

Acciaio inossidabile 316 e 316L vs. 304

Un acciaio inossidabile comunemente utilizzato per realizzare apparecchiature e parti che devono avere buone qualità generali (come resistenza alla corrosione e formabilità) è il 304.

Per quanto riguarda la resistenza alla corrosione chimica, gli acciai inossidabili 304 e 316 raramente differiscono tra loro, sebbene vi siano alcune variazioni specifiche per ciascun mezzo.

In alcune condizioni, il 304, il primo acciaio inossidabile ad essere creato, è soggetto a corrosione puntiforme. Un'ulteriore aggiunta di molibdeno del 2-3% potrebbe ridurre questa sensibilità, dando origine al 316. Questo ulteriore molibdeno può anche attenuare la corrosione causata da alcuni acidi organici caldi.

Nel settore alimentare e delle bevande, l'acciaio inossidabile 316 è praticamente un materiale standard. L'acciaio inossidabile 316 è più costoso dell'acciaio inossidabile 304 a causa della scarsità globale di molibdeno e dell'elevato contenuto di nichel dell'acciaio inossidabile 316.

A causa dell'assenza di ossigeno e dell'incapacità di generare uno strato protettivo di ossido di cromo, la corrosione puntiforme è causata principalmente dalla corrosione da deposizione sulla superficie dell'acciaio inossidabile.

La corrosione puntiforme è rara, soprattutto nelle valvole di piccole dimensioni, perché le probabilità che si depositi sulla piastra della valvola sono scarse.

L'acciaio inossidabile 304 e 316 hanno una resistenza alla corrosione pressoché uguale in una varietà di mezzi idrici (acqua potabile, acqua distillata, acqua di fiume, acqua di caldaia, acqua di mare, ecc.); tuttavia, l'acciaio inossidabile 316 è più adatto se il mezzo contiene livelli eccezionalmente elevati di ioni cloruro.

Sebbene la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile 304 e 316 spesso non sia sostanzialmente diversa, occasionalmente potrebbero verificarsi variazioni significative che richiedono ulteriori indagini. Poiché la scelta del materiale della tubazione e del contenitore avverrà in base al fluido, gli utilizzatori di valvole dovrebbero generalmente avere le idee chiare. Non forniamo consulenza agli utenti su alcun materiale.

Composizione chimica (304,304L,316,316L)

Proprietà meccaniche (304,304L,316,316L)

Introduzione ad altri acciai inossidabili

Il 304 è un acciaio inossidabile di uso generale, ampiamente utilizzato per realizzare apparecchiature e parti che richiedono buone proprietà complessive (resistenza alla corrosione e formabilità).

L'acciaio inossidabile 301 presenta un evidente incrudimento quando viene deformato e viene utilizzato in varie occasioni in cui è richiesta una maggiore resistenza.

L'acciaio inossidabile 302 è essenzialmente una variante dell'acciaio inossidabile 304 con un contenuto di carbonio più elevato, che può essere reso più resistente tramite laminazione a freddo.

Il 302B è un acciaio inossidabile con un contenuto di silicio più elevato, che presenta una maggiore resistenza all'ossidazione ad alte temperature.

303 e 303Se sono acciai inossidabili ad alta lavorabilità, contenenti rispettivamente zolfo e selenio, utilizzati in applicazioni in cui sono richieste principalmente elevata lavorabilità e finitura superficiale. L'acciaio inossidabile 303Se viene utilizzato anche per realizzare parti che richiedono ricalcatura a caldo, poiché presenta una buona lavorabilità a caldo in tali condizioni.

Il 304L è una variante dell'acciaio inossidabile 304 con un contenuto di carbonio inferiore, utilizzato in luoghi in cui è richiesta la saldatura. Il basso contenuto di carbonio riduce al minimo la precipitazione di carburi nella zona termicamente alterata vicino alla saldatura, che può causare corrosione intergranulare (erosione della saldatura) dell'acciaio inossidabile in determinati ambienti.

Gli acciai inossidabili 305 e 384 contengono un elevato contenuto di nichel e un basso tasso di incrudimento e sono adatti a varie occasioni con elevati requisiti di formabilità a freddo.

Per realizzare le bacchette per saldatura si utilizza l'acciaio inossidabile 308.

Gli acciai inossidabili 309, 310, 314 e 330 presentano un contenuto relativamente elevato di nichel e cromo, che ne migliora la resistenza all'ossidazione e la resistenza allo scorrimento viscoso ad alte temperature. Gli acciai 30S5 e 310S sono varianti degli acciai inossidabili 309 e 310, con l'unica differenza che il contenuto di carbonio è inferiore per ridurre al minimo la precipitazione di carburi in prossimità della saldatura. L'acciaio inossidabile 330 presenta una resistenza particolarmente elevata alla carburazione e agli shock termici.

Gli acciai inossidabili 316 e 317 contengono alluminio, quindi la loro resistenza alla corrosione per vaiolatura in ambienti marini e chimici industriali è molto migliore di quella dell'acciaio inossidabile 304. Tra questi, l'acciaio inossidabile 316 presenta varianti tra cui l'acciaio inossidabile a basso tenore di carbonio 316L e l'acciaio inossidabile ad alta resistenza contenente azoto.

316N e acciaio inossidabile 316F ad alto contenuto di zolfo.

321, 347 e 348 sono acciai inossidabili stabilizzati rispettivamente con titanio, niobio e tantalio e sono adatti alla saldatura di componenti utilizzati ad alte temperature. 348 è un acciaio inossidabile adatto all'industria nucleare e presenta alcune restrizioni sulla quantità di tantalio e cobalto.

Nella scelta è necessario considerare fattori quali i requisiti specifici dell'applicazione, le condizioni ambientali e il budget di spesa.