Różnica między stalą nierdzewną 316 a 316L

Wstęp

Czym jest stal nierdzewna? Stal stopowa zawierająca ponad 12% chromu lub ponad 8% niklu jest zazwyczaj nazywana stalą nierdzewną.

Ten rodzaj stali charakteryzuje się pewną odpornością na korozję w atmosferze lub środowisku korozyjnym oraz wyższą wytrzymałością w wyższych temperaturach (>450°C). Stal o zawartości chromu od 16% do 18% nazywana jest stalą kwasoodporną lub kwasoodporną stalą nierdzewną i zwykle nazywana jest stalą nierdzewną. Gdy zawartość chromu w stali przekracza 12%, na powierzchni szybko tworzy się warstwa pasywacji bogatej w chrom, w wyniku działania elektrochemicznego w kontakcie z mediami utleniającymi, chroniąc wnętrze metalu przed korozją; jednak w nieutleniających mediach korozyjnych nadal trudno jest utworzyć stałą warstwę pasywacji. Aby poprawić odporność stali na korozję, zazwyczaj zwiększa się zawartość chromu lub dodaje się pierwiastki stopowe, które mogą sprzyjać pasywacji, takie jak Ni, Mo, Mn, Cu, Nb, Ti, W, Co itp.

Pierwiastki te nie tylko poprawiają odporność stali na korozję, ale także zmieniają jej strukturę wewnętrzną oraz właściwości fizyczne i mechaniczne. Różna zawartość tych pierwiastków stopowych w stali ma różny wpływ na właściwości stali nierdzewnej.

Niektóre są magnetyczne, inne niemagnetyczne, niektóre można poddać obróbce cieplnej, a niektóre nie. Ze względu na powyższe właściwości stali nierdzewnej, jest ona coraz szerzej stosowana w lotnictwie, przemyśle kosmicznym, chemicznym, naftowym, budowlanym, spożywczym i innych sektorach przemysłu, a także w życiu codziennym. Zawarte w niej pierwiastki stopowe mają ogromny wpływ na skrawalność, a niektóre są wręcz trudne do skrawania.

Aby pomóc czytelnikom lepiej zrozumieć i wybrać odpowiedni dla siebie materiał, niniejszy artykuł szczegółowo omawia różnice między stalą nierdzewną 316 a 316L. Stal 316 to stal nierdzewna niskowęglowa o krajowym gatunku 0Cr17Ni12Mo2, natomiast stal 316L to stal nierdzewna ultraniskowęglowa o krajowym gatunku 00Cr17Ni14Mo2. Oczywiste jest, że podczas gdy stal 316L jest bardziej odporna na korozję, stal 316 ma lepsze właściwości mechaniczne.

Różnice pomiędzy stalą nierdzewną 316 i 316L są następujące:

Stale nierdzewne 316 i 316L zawierają molibden. Stal nierdzewna 316L zawiera nieco więcej molibdenu niż stal nierdzewna 316. W porównaniu ze stalami nierdzewnymi 310 i 304, stal ta charakteryzuje się lepszymi parametrami technicznymi ze względu na zawartość molibdenu. Przy zawartości kwasu siarkowego od 15% do 85% w wysokich temperaturach, stal nierdzewna 316 może być stosowana do różnych celów. W obszarach morskich stal nierdzewna 316 jest często wykorzystywana ze względu na jej wysoką odporność na korozję chlorową.

Gdy wymagana jest najwyższa odporność na korozję i wyżarzanie po spawaniu, można zastosować stal nierdzewną 316L, której maksymalna zawartość węgla wynosi 0,03 procent.

316 VS 316L Skład chemiczny (ułamek masowy, %)

Odporność na korozję:

W procesie produkcji masy celulozowo-papierniczej charakteryzuje się dobrą odpornością na korozję, przewyższając stal nierdzewną 304. Co więcej, stal nierdzewna 316 nie ulega erozji w agresywnym środowisku przemysłowym i morskim.

Odporność na ciepło:

Stal nierdzewna 316 wykazuje dobrą odporność na utlenianie przy ciągłym użytkowaniu w temperaturach poniżej 1700°F i okresowo poniżej 1600°F. Stal nierdzewna 316 charakteryzuje się dobrą odpornością na ciepło przy ciągłym użytkowaniu poza zakresem temperatur 800–1575°F, chociaż zaleca się unikanie jej stosowania w tym zakresie przez cały dzień. Górny zakres temperatur jest odpowiedni dla stali nierdzewnej 316L, która jest bardziej odporna na wytrącanie węglików niż stal nierdzewna 316.

Obróbka cieplna:

Wyżarzać w temperaturze 1850–2050 stopni, a następnie szybko wyżarzać, po czym szybko schłodzić. Przegrzanie nie spowoduje utwardzenia stali nierdzewnej 316.

Spawalniczy:

Stal nierdzewna 316 dobrze się spawa. Można stosować wszystkie popularne techniki spawania. W zależności od zastosowania, do spawania można użyć elektrod ze stali nierdzewnej lub prętów spawalniczych ze stali 316Cb, 316L lub 309Cb. Po spawaniu, element ze stali nierdzewnej 316 musi zostać wyżarzony, aby uzyskać najwyższy poziom odporności na korozję. W przypadku stali nierdzewnej 316L wyżarzanie po spawaniu nie jest konieczne.

Typowe zastosowania:

Stal nierdzewna 316 i 316L w porównaniu ze stalą nierdzewną 304

Do produkcji urządzeń i części, które muszą charakteryzować się dobrymi właściwościami (takimi jak odporność na korozję i podatność na odkształcanie), powszechnie stosuje się stal nierdzewną 304.

Jeśli chodzi o odporność na korozję chemiczną, stale nierdzewne 304 i 316 rzadko różnią się od siebie, choć występują pewne różnice specyficzne dla danego medium.

W pewnych warunkach stal nierdzewna 304, pierwsza stal nierdzewna, która powstała, jest podatna na korozję wżerową. Dodatek 2-3% molibdenu może zmniejszyć tę wrażliwość, dając w rezultacie stal 316. Ten dodatkowy molibden może również zmniejszyć korozję powodowaną przez niektóre gorące kwasy organiczne.

W branży spożywczej i napojów stal nierdzewna 316 jest praktycznie standardowym materiałem. Stal nierdzewna 316 jest droższa niż stal nierdzewna 304 ze względu na globalny niedobór molibdenu i zwiększoną zawartość niklu w stali nierdzewnej 316.

Z powodu braku tlenu i niezdolności do wytworzenia ochronnej warstwy tlenku chromu, korozja wżerowa jest najczęściej spowodowana korozją osadową na powierzchni stali nierdzewnej.

Korozja wżerowa zdarza się rzadko, szczególnie w przypadku małych zaworów, ponieważ ryzyko gromadzenia się osadów na płytce zaworu jest niewielkie.

Stale nierdzewne 304 i 316 wykazują niemal jednakową odporność na korozję w różnych mediach wodnych (woda pitna, woda destylowana, woda rzeczna, woda kotłowa, woda morska itp.); jednak stal nierdzewna 316 lepiej sprawdza się w przypadku, gdy medium zawiera wyjątkowo wysoki poziom jonów chlorkowych.

Chociaż odporność na korozję stali nierdzewnej 304 i 316 często nie różni się znacząco, czasami mogą występować znaczne różnice, które wymagają dokładniejszej analizy. Ponieważ użytkownicy zaworów będą dobierać materiał rurociągu i zbiornika na podstawie medium, powinni mieć zazwyczaj jasne pojęcie o tym. Nie doradzamy użytkownikom w kwestii materiałów.

Skład chemiczny (304,304L,316,316L)

Właściwości mechaniczne (304,304L,316,316L)

Wprowadzenie do innych stali nierdzewnych

304 to uniwersalna stal nierdzewna, powszechnie stosowana do produkcji urządzeń i części wymagających dobrych właściwości kompleksowych (odporności na korozję i podatności na odkształcanie).

Stal nierdzewna 301 wykazuje wyraźne umocnienie podczas odkształcania i jest wykorzystywana w różnych sytuacjach wymagających większej wytrzymałości.

Stal nierdzewna 302 jest w zasadzie odmianą stali nierdzewnej 304 o wyższej zawartości węgla, którą można uzyskać w celu uzyskania wyższej wytrzymałości poprzez walcowanie na zimno.

302B to stal nierdzewna o wyższej zawartości krzemu, która charakteryzuje się większą odpornością na utlenianie w wysokiej temperaturze.

303 i 303Se to automatowe stale nierdzewne zawierające odpowiednio siarkę i selen, które są stosowane w miejscach, gdzie wymagana jest przede wszystkim automatyzacja i wysoka jakość wykończenia powierzchni. Stal nierdzewna 303Se jest również wykorzystywana do produkcji części wymagających spęczania na gorąco, ponieważ w takich warunkach dobrze poddaje się obróbce na gorąco.

Stal 304L to odmiana stali nierdzewnej 304 o niższej zawartości węgla, stosowana w miejscach wymagających spawania. Niższa zawartość węgla minimalizuje wytrącanie się węglików w strefie wpływu ciepła w pobliżu spoiny, co może powodować korozję międzykrystaliczną (erozję spoiny) stali nierdzewnej w niektórych środowiskach.

Stale nierdzewne 305 i 384 charakteryzują się wysoką zawartością niklu i niskim współczynnikiem umocnienia zgniotowego, dzięki czemu nadają się do różnych zastosowań, w których obowiązują wysokie wymagania dotyczące podatności na obróbkę plastyczną na zimno.

Do produkcji prętów spawalniczych stosuje się stal nierdzewną 308.

Stale nierdzewne 309, 310, 314 i 330 charakteryzują się stosunkowo wysoką zawartością niklu i chromu, co poprawia odporność na utlenianie i wytrzymałość na pełzanie w wysokich temperaturach. 30S5 i 310S to warianty stali nierdzewnych 309 i 310, różniące się jedynie niższą zawartością węgla, co pozwala ograniczyć tworzenie się węglików w pobliżu spoiny. Stal nierdzewna 330 charakteryzuje się szczególnie wysoką odpornością na nawęglanie i szok termiczny.

Stal nierdzewna 316 i 317 zawiera aluminium, dlatego ich odporność na korozję wżerową w środowisku morskim i chemicznym jest znacznie lepsza niż stali nierdzewnej 304. Wśród nich stal nierdzewna 316 występuje w odmianach takich jak stal nierdzewna niskowęglowa 316L oraz stal nierdzewna o wysokiej wytrzymałości zawierająca azot.

316N i automatowa stal nierdzewna 316F o wysokiej zawartości siarki.

321, 347 i 348 to stale nierdzewne stabilizowane odpowiednio tytanem, niobem i tantalem, które nadają się do spawania elementów pracujących w wysokich temperaturach. 348 to stal nierdzewna przeznaczona do zastosowań w przemyśle jądrowym, ale obowiązują w niej pewne ograniczenia dotyczące ilości tantalu i kobaltu.

Dokonując wyboru, należy wziąć pod uwagę takie czynniki, jak wymagania konkretnego zastosowania, warunki środowiskowe i budżet.