Stal nierdzewna 316 a stal nierdzewna 316L: limity węgla, spawalność i-wybór gatunku morskiego

Jedna-różnica liczbowa: zawartość węgla

Gatunek 316 (UNS S31600, EN 1.4401, JIS SUS316) i gatunek 316L (UNS S31603, EN 1.4404, JIS SUS316L) to poza tym identyczne austenityczne stale nierdzewne zawierające molibden-. Jedyną zamierzoną różnicą jest maksymalna zawartość węgla: 0,08% dla 316 i 0,030% dla 316L zgodnie z ASTM A240. Ta niewielka różnica w zawartości węgla zmienia właściwości spawalnicze, odporność na korozję w-strefie wpływu ciepła oraz wytrzymałość-w temperaturze pokojowej, dlatego te dwa gatunki służą różnym segmentom zastosowań morskich i chemicznych.

Porównanie składu chemicznego (ASTM A240)

Element (% masowy)	316 (S31600)	316L (S31603)
C	maks. 0,08	0,030 maks
Kr	16.0-18.0	16.0-18.0
Ni	10.0-14.0	10.0-14.0
Pon	2.00-3.00	2.00-3.00
Mn	2,00 maks	2,00 maks
Si	maks. 0,75	maks. 0,75
N	maks. 0,10	maks. 0,10

Ponieważ oba gatunki zawierają to samo 2,00-3,00% molibdenu, ich wartości równoważne odporności na wżery (PREN=Cr + 3.3 Mo + 16 N) są faktycznie równe i wynoszą w przybliżeniu 24-26. W stanie wyżarzonym niespawane gatunki 316 i 316L mają tę samą odporność na korozję w środowisku chlorkowym.

Właściwości mechaniczne: co traci niska-gatunek węgla

Właściwość (płyta, ASTM A240)	316 (S31600)	316L (S31603)
Wytrzymałość na rozciąganie, min	515 MPa	485 MPa
Granica plastyczności, min	205 MPa	170 MPa
Wydłużenie, min	40%	40%

Dolna granica węgla zmniejsza udział wytrzymałościowy węgla w roztworze stałym. W przypadku-części niespawanych różnica jest zwykle nieistotna, ponieważ typowe projekty pozostają znacznie poniżej wartości minimalnych. W przypadku-nośnych konstrukcji spawanych strefa spoiny 316L będzie nadal tak samo wytrzymała jak metal nieszlachetny, jeśli zostanie zastosowany odpowiedni metal wypełniający, a korzyści korozyjne przewyższają niewielkie zmniejszenie wytrzymałości.

Uczulanie i spawanie: dlaczego 316L wygrywa w usługach spawalniczych

Gdy dowolny gatunek austenitu zostanie podgrzany do temperatury w zakresie 425-815 C, węgiel może dyfundować do granic ziaren i łączyć się z chromem, tworząc węgliki chromu, pozostawiając-strefy zubożone w chrom obok granic. W środowiskach chlorkowych strefy te korodują preferencyjnie, co powoduje awarię zwaną uczuleniem, która objawia się-linią noża lub atakiem międzykrystalicznym. Spawanie nieuchronnie powoduje powstanie takiego cyklu temperaturowego w-strefie wpływu ciepła. W 316 zawartość węgla 0,08% powoduje prawdopodobieństwo uczulenia w grubszych odcinkach; w przypadku stali 316L granica węgla wynosząca 0,030% pozostawia zbyt mało węgla, aby nastąpiło znaczne wytrącenie węglika, więc złącze spawane zachowuje odporność na wżery i korozję międzykrystaliczną bez obróbki cieplnej po spawaniu. Jest to główny powód, dla którego 316L dominuje w spawanych urządzeniach przybrzeżnych i chemicznych.

Kiedy wybrać 316 vs 316L

Niespawany sprzęt morski: osprzęt łodzi, łączniki, drabinki basenowe i wykończenia dekoracyjne mogą wykorzystywać stal 316, co pozwala zaoszczędzić koszty przy zachowaniu identycznej odporności na korozję.

Do spawanych konstrukcji morskich i przybrzeżnych: rurociągów, zbiorników odsalania i statków procesowych obsługujących chlorki należy używać stali 316L z pasującym spoiwem 316L.

Łączenie śrubami w-podwyższonych temperaturach i komponenty, w przypadku których wytrzymałość w temperaturze pokojowej-ma większe znaczenie niż spawanie: czasami preferowany jest gatunek 316 w przypadku-niespawanych elementów złącznych.

Sprzęt ciśnieniowy o grubym-profilu: gatunek 316L lub-wzmocniony azotem, taki jak 316LN (S31653), jest zalecany w celu połączenia spawalności z wytrzymałością.

Rabaty dotyczące kosztów i produkcji-

Stal 316L kosztuje zazwyczaj 10-15% więcej niż stal 316, ponieważ producent stali musi kontrolować zawartość węgla do maksymalnie 0,030%, co zawęża okno rafinacji i przetwarzania. Obydwa gatunki łatwo spawają się z metalami dodatkowymi 316/316L, takimi jak ER316L, i żaden z nich nie wymaga podgrzewania wstępnego ani obróbki cieplnej po-spawaniu, jeśli jest dostarczany w postaci niskowęglowej. W przypadku zastosowań niespawanych zakup stali 316L zamiast 316 zwiększa koszty bez zwiększania wydajności, dlatego standardową praktyką jest określanie stali 316L tylko w przypadku spawania.

Często zadawane pytania

Jaka jest różnica między 316 a 316L?

Tylko limit emisji dwutlenku węgla: maks. 0,08% dla 316 w porównaniu z maks. 0,030% dla 316L. Zakresy chromu, niklu i molibdenu są takie same, więc odporność na korozję wyżarzoną jest taka sama; do spawania preferowany jest gatunek nisko-węglowy.

Czy 316L jest silniejszy czy słabszy niż 316?

Nieco słabsze w minimalnych określonych wartościach: 485 MPa wytrzymałości na rozciąganie i 170 MPa plastyczności dla blachy 316L w porównaniu z 515 MPa i 205 MPa dla 316. W typowych konstrukcjach różnica nie jest ograniczająca, a złącza spawane 316L przewyższają uczulone złącza 316 w pracy z chlorkiem.

Dlaczego 316L kosztuje więcej niż 316?

Ściślejsza kontrola emisji dwutlenku węgla wymaga dodatkowych etapów rafinacji i przetwarzania podczas produkcji stali, podnosząc koszty produkcji o około 10–15% na większości rynków.

Czy 316 można stosować w wodzie morskiej?

W stojącej lub szczelinowej wodzie morskiej zarówno modele 316, jak i 316L mogą się wżerać. Zawartość molibdenu jest pomocna, ale niewystarczająca do stałego działania w zanurzonej wodzie morskiej; do takich zastosowań zwykle określa się gatunki duplex (np. S32205) lub super-austenityczne (np. S31254).

Czy stal 316L wymaga-obróbki cieplnej po spawaniu?

Nie. Niska zawartość węgla zapobiega uczulaniu, dlatego złącza spawane 316L stosuje się w stanie-spawanym, dlatego też jest on zalecany do grubych konstrukcji spawanych, gdzie PWHT 316 byłby niepraktyczny.