SUS316 против SUS316L: стандартная и аустенитная нержавеющая сталь с низким-углеродом и молибденом

Химический состав согласно JIS G4303 и G4304

Эти две марки имеют одинаковую конструкцию сплава, за исключением предела содержания углерода, который и является основой различия между ними.

Эквивалентные обозначения: SUS316=UNS S31600, EN 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2), AISI 316; SUS316L=UNS S31603, EN 1.4404 (X2CrNiMo17-12-2), AISI 316L.

Механические свойства

Минимальные свойства после отжига показаны ниже; более высокий уровень углерода в SUS316 дает ему небольшое преимущество в прочности.

Эквивалентные минимальные значения ASTM A240 составляют 515/205 МПа для S31600 и 485/170 МПа для S31603 с максимальной твердостью 217 HBW для обоих. Обе марки сохраняют превосходную ударную вязкость при криогенных температурах примерно до -196 градусов, поэтому выбор между ними редко определяется поведением при низких температурах.

Свариваемость и межкристаллитная коррозия

Когда нестабилизированный аустенитный сорт нагревается до температуры 425-815 градусов, углерод и хром образуют карбиды хрома на границах зерен, обедняя хром и вызывая межкристаллитную коррозию. Это происходит в зоне термического-шовного воздействия и во время эксплуатации в этом температурном диапазоне. SUS316 с содержанием углерода 0,08% подвержен такой сенсибилизации, и для эксплуатации в коррозионно-активных условиях его сварные детали должны подвергаться отжигу на раствор, что непрактично для больших сосудов и монтажных соединений. SUS316L с содержанием углерода 0,03 % содержит настолько мало углерода, что осаждение-карбида хрома эффективно подавляется, поэтому он противостоит межкристаллитной коррозии в-состоянии сварки и не требует термообработки после-сварки для большинства толщин. Для сварных конструкций, работающих в хлоридной, кислой среде или среде с высокой-чистотой, стандартным выбором является SUS316L; SUS316 подходит для несварных деталей, таких как поковки, корпуса клапанов и механически обработанные детали.

Коррозионная стойкость и температура эксплуатации

Обе марки содержат один и тот же молибден, поэтому их устойчивость к точечной, щелевой коррозии и хлоридной коррозии под напряжением в морской воде, рассоле и химических средах эквивалентна, если материал находится в правильном-термически обработанном состоянии. Разница ограничивается сварным состоянием, где SUS316L сохраняет свою стойкость, а SUS316 — без отжига. Температуры непрерывной эксплуатации обычно составляют около 870 градусов для легконагруженных деталей в окислительной атмосфере для обоих марок, с пониженной прочностью в верхней части диапазона; при проектировании с углом выше 550 градусов следует использовать данные о ползучести. В сильно восстанавливающих кислотах или при очень высоких концентрациях хлоридов ни одна марка не достаточна, и следует рассмотреть сплав более высокой-класса, такой как 904L или 6% молибденовый супер-аустенитный сплав.

Применение и руководство по выбору

SUS316 предпочтителен для компонентов, не требующих -сварки или после-сварки-отжига, работающих в условиях умеренной коррозии: кованые корпуса и штоки клапанов, механически обработанные детали насосов, валы, крепежные детали, компоненты печей и архитектурное оборудование. SUS316L используется по умолчанию для изготовления-интенсивных сварочных работ в суровых условиях: резервуары для химических реакций, резервуары для хранения и трубопроводы, установки для опреснения морской воды, фармацевтическое и биотехнологическое оборудование, компоненты морской техники, а также предприятия по переработке продуктов питания и напитков. Практическое правило: если деталь сварная и окружающая среда агрессивна, используйте SUS316L; если деталь подвергается механической обработке или ковке, испытывает более высокие нагрузки и сварка отсутствует, SUS316 предлагает небольшое преимущество в прочности и стоимости.

Часто задаваемые вопросы

В1: В чем единственная разница в составе между SUS316 и SUS316L?A1: Содержание углерода. SUS316 ограничивает содержание углерода максимум 0,08%, а SUS316L - максимум 0,030%; все остальные элементы идентичны.

В2: Почему для сварного оборудования предпочтительнее использовать SUS316L?A2: Низкое содержание углерода подавляет выделение-карбида хрома в зоне сварного-теплового воздействия, поэтому сварное соединение противостоит межкристаллитной коррозии без после-отжига после сварки. Сварные детали SUS316 требуют отжига на раствор для работы в условиях сильной коррозии.

В3: SUS316 прочнее, чем SUS316L?А3: Немного. Согласно JIS G4304, SUS316 имеет минимальную прочность на разрыв 520 МПа и условное напряжение 205 МПа по сравнению с 480 МПа и 175 МПа для SUS316L. Разница невелика и редко влияет на дизайн.

Вопрос 4. Требуется ли для SUS316L термообработка после-сварки?A4: Не для коррозионной стойкости для большинства толщин. Очень толстые секции или эксплуатация в диапазоне сенсибилизации все же могут требовать проверки с помощью испытаний на межкристаллитную коррозию в соответствии с ASTM A262.

В5: Какой сорт дороже?О5: SUS316L обычно на 5–10% дороже, чем SUS316, из-за более жесткого контроля выбросов углерода и более сложной очистки. Премия невелика по сравнению с расходами на сварку и контроль, которые она позволяет сэкономить.

Вопрос 6: Может ли SUS316 заменить SUS316L при сварке?A6: Только если сварную деталь можно подвергнуть отжигу после сварки. В крупных сварных конструкциях, где отжиг невозможен, в зоне термического-воздействия SUS316 существует риск межкристаллитной коррозии, поэтому необходимо использовать SUS316L.