Rostfreie Stähle in der 316 Familie liefert herausragende Korrosionsbeständigkeit, mechanische Leistung, und Vielseitigkeit der Herstellung.
Jedoch, subtile Alloying -Veränderungen - Kohlenstoffverringerung in 316L（1,4404/1.4432）oder Titan -Addition in 316Von（1,4571）- Kann das Verhalten in Schweißzonen dramatisch beeinflussen, Hochtemperaturumgebungen, und spezielle Anwendungen.
Dieser eingehende Vergleich entpackt ihre Chemikalien, Leistungsmetriken, und praktische Kompromisse, Ermöglicht es den Ingenieuren, die optimale Note für jede Servicebedingung auszuwählen.
1. Legierungschemie & Stabilisierungsstrategien
Im Herzen jeder Klasse liegt das Vertraute 16–18% Chrom, 10–14% Nickel, 2–3% Molybdän Matrix. Noch, Kleinere Variationen ergeben wichtige Effekte:
| Element | 316 | 316L | 316Von |
|---|---|---|---|
| Kohlenstoff (Max) | 0.08% | 0.03% | 0.08% |
| Titan | - | - | 0.5–0,7% |
| Chrom | 16–18% | 16–18% | 16–18% |
| Nickel | 10–14% | 10–14% | 10–14% |
| Molybdän | 2–3% | 2–3% | 2–3% |
| Holz (≈) | 20 | 20 | 20 |
- 316L (1.4404/316S1, 1.4432/316S13) erreicht den Status „niedriger Kohlenstoff“, c <0.03% Um Chrom-Kohlenstoff-Ausfällung im Sensibilisierungsbereich von 425–815 ° C zu verhindern.
- 316Von（1,4571）emuliert diesen Schutz durch Zugabe von 0,5–0,7% Titanium, das bildet stabile Titan -Karbonitriden (Von(C, N)) Dieser Karbon, bevor Chromcarbide sich bilden können.
Folglich, Sowohl 316L als auch 316Ti widersetzen die intergranuläre Korrosion (IGC) effektiv, während nicht modifiziert 316 Erfordert eine strenge Kontrolle der Wärmeeingänge und Behandlungen nach dem Schweigen.
2. Korrosionsbeständigkeit & Intergranularer Angriff
Bei der Auswahl von Edelstählen für kritische Anwendungen, Korrosionsbeständigkeit, Besonders Widerstand gegen intergranulare Angriffe (Iga), ist oft der entscheidende Faktor.
Während 316, 316L (1.4404/316S11 und 1.4432/316S13), Und 316Von（1,4571）Edelstähle teilen eine weitgehend ähnliche chemische Grundlage, Ihr Verhalten unter korrosiven Bedingungen unterscheidet sich auf wichtige Weise.
Um eine geeignete Materialauswahl sicherzustellen, Es ist wichtig, ihre Leistung sowohl aus allgemeinen als auch aus lokalisierten Korrosionsperspektiven zu untersuchen, unterstützt durch empirische Daten.
Allgemeines Korrosionsverhalten
Alle drei Klassen - 316, 316L, und 316ti - nicht herausragende Widerstand gegen allgemeine Korrosion in einer Vielzahl von Umgebungen, vor allem aufgrund ihres hohen Chroms (16–18%) und Molybdän (2–3%) Inhalt.
In neutralen Chloridlösungen, wie zum Beispiel 3.5% NaCl bei 25 ° C., Labortests zeigen Korrosionsraten von etwa 0.02 Zu 0.04 mm/Jahr über alle drei Klassen.
Potentiodynamische Polarisationskurven zeigen passive Stromdichten im Bereich von 0.02-0,05 mA/cm², Angeben der Bildung stabiler und selbstheilender passiver Filme.
In industriellen sauren Umgebungen, wie verdünnte Schwefelsäure (H₂so₄, 1 M), Gewichtsverlusttest bestätigt vergleichbare Massenverlustraten für alle Klassen, Mittelung 0.015 g/cm² · h.
Daher, Für allgemeine Exposition gegenüber wässrigen Medien, Es gibt kein großer Leistungsunterschied zwischen unter 316, 316L, und 316ti.
Widerstand gegen intergranulare Angriffe (Iga)
Jedoch, Herausforderungen ergeben sich, wenn Materialien dem Sensibilisierungstemperaturbereich ausgesetzt sind, etwa 425° C bis 815 ° C..
In diesem Fenster, Chromabbau an Korngrenzen kann auftreten, führt zu lokalisierter Korrosion, insbesondere, wenn sich Kohlenstoff mit Chrom zusammenschließen, um Chromcarbide zu bilden (CR23C6).
Der Leistungsvergleich ist unten detailliert aufgeführt:
| Grad | Kohlenstoffgehalt (%) | Sensibilisierungsrisiko | ASTM A262 Übungstest (Gewichtsverlust) |
|---|---|---|---|
| 316 | ≤ 0.08 | Hoch | 0.015–0.025 g |
| 316L | ≤ 0.03 | Sehr niedrig | < 0.002 G |
| 316Von | ≤ 0.08 + Von | Sehr niedrig | < 0.001 G |
- 316 Edelstahl: Mit einem Standard -Kohlenstoffgehalt (≤ 0,08%), 316 leicht ausfällt Chromcarbide, wenn sie Wärme ausgesetzt werden, Es ist anfällig für intergranuläre Angriff.
- 316L Edelstahl: Das "L" bezeichnet "niedriger Kohlenstoff", speziell ≤ 0,03%.
Diese signifikante Reduktion minimiert Chromkarbidniederschlag auch bei langsamer Abkühlung, Gewährleistung einer hervorragenden Resistanz gegen Sensibilisierung.
ASTM A262 Practice E bestätigt einen minimalen Gewichtsverlust, Einrichtung von 316L als sehr zuverlässige Wahl für geschweißte Strukturen. - 316Ti Edelstahl: Anstatt sich auf die Kohlenstoffkontrolle zu verlassen, 316Ti enthält Titan (~ 0,5%) Bevorzugt Titancarbide zu bilden (Tic) und Carbonitriden.
Diese Verbindungen bilden bei höheren Temperaturen und erschöpfen kein Chrom aus Korngrenzen, effektiv stabilisieren das Material gegen IgA.
Praktisch, Sowohl 316L als auch 316Ti bieten eine äquivalente Immunität zur intergranularen Korrosion in den meisten industriellen Anwendungen.
Trotzdem, Der Stabilisierungsmechanismus unterscheidet sich, und diese Unterschiede können sich auf das mechanische Verhalten auswirken, wie später untersucht.
3. Hochtemperaturmechanische Leistung
Wenn die Servicetemperaturen überschreiten 600 ° C, 316Von (1.4571) zeigt überlegene Stärke dank seiner Titanstabilisierung:
| Temperatur | 316L Ertragsfestigkeit | 316Ti Ertragsfestigkeit |
|---|---|---|
| 650 ° C | ~ 60 MPa | ~ 80 MPa |
| 700 ° C | ~ 45 MPa | ~ 65 MPa |
| 750 ° C | ~ 30 MPa | ~ 45 MPa |
Darüber hinaus, Kriechbrupturleben bei 700 ° C verbessert sich um ungefähr 20–30% mit 1.4571 gegen 1.4404,
Machen Sie es zur bevorzugten Wahl für Ofenschellen, Wärme-Exchanger-Röhrchen, und andere kontinuierliche Servicekomponenten im Bereich von 600–800 ° C.
Im Gegensatz, 1.4404Die Stärke fällt schnell ab 600 ° C, Begrenzung seiner erhöhten Temperaturanwendungen.
4. Herstellung, Bildung & Verarbeitbarkeit
Trotz seiner Hochtemperaturvorteile, 316Von (1.4571) präsentiert Kompromisse in der täglichen Herstellung:
- Aufprallzählung: Bei –50 ° C., 316Ti Charpy V-Notch Energy fällt auf 10–15 j, im Vergleich zu 20–25 j für 316L-eine Hinweise auf eine verringerte Duktilität mit niedriger Temperatur.
- Kaltform: Titaniumkarbonitriden Pin -Korngrenzen, Erhöhung der berufstätigen Raten durch 10–15% und Reduzierung der erreichbaren Belastung vor dem Knacken.
- Verarbeitbarkeit: Shop -Tests zeigen 25% höhere Werkzeugkleidung Bei der Bearbeitung 316ti, Angetrieben von hartem Ti(C, N) Partikel.
Umgekehrt, 316L zeichnet sich aus tiefes Zorn, Spinnen, Und Bearbeitung, mit überlegener Duktilität und gleichmäßigerer Chipbildung rühmen.
daher, für Stempelte Komponenten, tief gezeichnete Muscheln, oder Hochvolumige raue Bearbeitung, 316L erweist sich oft kostengünstiger.
5. Oberflächenbeschaffenheit & Polierverhalten
Polierer sollten beachten: 316VonHardcarbonitrid-Partikel manifestieren sich manchmal als „Kometenschwanz“ während des Spiegels fertig (Bsen 10088-2:1995 NEIN. 8).
Dagegen, 316L (1.4404/1.4432) liefert einheitlichere reflektierende Oberflächen mit Ra < 0.2 µm an elektropolierten Oberflächen erreichbar.
Folglich, Anwendungen forderend architektonische helle Oberflächen, Innenräume von Lebensmitteln, oder Pharmazeutische Ausrüstung in der Regel 316l bevorzugen.
6. Lokalisierte Korrosion: Lochfraß & SCC
Allgemeine Korrosion kann über die Klassen übereinstimmen, Aber Lochfraßwiderstand (gemessen durch Lochfraßresistenz -Äquivalentzahl, Holz) Und Stresskorrosionsrisse (SCC) Schwellenwerte können variieren:
- In 3.5% NaCl bei 25 ° C, Pit-Initiation-Potentiale überschreiten +500 MV vs. AG/AGCL für 316L und 316Ti.
- Jedoch, Langzeit-Immersionstests bei 50 ° C zeigen weniger Gruben pro cm² auf 316l (~ 2 Pits/cm²) als auf 316ti (~ 5 Pits/cm²), möglicherweise aufgrund von Restschwefel oder Einschlüssen.
- SCC -Tests beim Kochen mgcl₂ geben a 30 ° C niedrigere Schwelle für 316ti gegen 316L, was etwas größere Anfälligkeit hindeutet.
daher, In Chloridreich, Hochstressumgebungen, 316L bietet oft eine bescheidene Kante in Lokalisierte Korrosionsresistenz.
7. Schweißbarkeit & Wärme-betroffenes Zonenverhalten
Beide 316L (1.4404/1.4432) und 316ti schweißen leicht mit Standard 316L -Verbrauchsmaterialien. Dennoch:
- 316L Füllstoffe Liefern Sie einen robusten Korrosionsbeständigkeit im Schweißmetall und beseitigen Sie das Schweißnahtrisiko.
- 316Von (1.4571) Strukturen manchmal erfordert Niob-stabilisierte Füllstoffe (Z.B., En iso 1600-s ncr20nn) Die Hochtemperaturstärke in der HAZ aufrechtzuerhalten.
- Messer-Line-Angriff, Eine lokalisierte intergranulare Korrosion unmittelbar neben der Fusionslinie, kann in 316ti Haz auftreten, wenn die Kühlung langsam ist-ein weiterer Grund, 316L in wässrigen korrosiven Schweißanwendungen zu bevorzugen.
Zusammenfassend, Schweißsysteme Siehe weniger Kopfschmerzen und niedrigere Nacharbeiten mit 316L Schweißgut Verbrauchsmaterialien, Unabhängig von Elternmetall.
8. Kostenüberlegungen & Verfügbarkeit
Aus Beschaffungsstandpunkt, 316L (1.4404/1.4432) in der Regel Kosten 10–15% weniger pro Kilogramm als 316Von (1.4571), Reflexion der Prämie von Titan -Ergänzungen und strengeren Qualitätskontrollen.
Darüber hinaus, Der globale Bestand von 316L übersteigt die von 316Ti um einen Faktor von 5:1, Gewährleistung kürzerer Vorlaufzeiten und breiterer Mühlenverfügbarkeit.
Folglich, für niedrig- zu mittleren Volumenprojekten, 316L bietet oft die beste Mischung aus Leistung und Wirtschaftlichkeit.
9. Anwendungen & Auswahlmatrix
| Servicezustand | Bevorzugte Note | Begründung |
|---|---|---|
| Zimmertemperatur, geschweißte Strukturen | 316L | Überlegener IGC -Widerstand, Zähigkeit, Förderfähigkeit |
| Kontinuierliche 600–800 ° C -Exposition | 316Von | Verbesserte Ertragsfestigkeit, Kriechleben |
| Pharma & Lebensmittelverarbeitung | 316L | Spiegel -Oberflächen, Niedrigluftbare Oberfläche |
| Tief gezeichnete oder gesponnene Teile | 316L | Höhere Duktilität, niedrigere Arbeit Härtung |
| Hochchlorid-Offshore-Komponenten | 316L | Bessere Loch-/SCC -Schwellenwerte |
| Druckbehälter mit zyklischen Wärmebelastungen | 316Von | Stabilisierte Mikrostruktur, Reduziertem Sensibilisierungsrisiko |
10. Schlüsselunterschiede zwischen 316 VS 316L gegenüber 316ti Edelstahl
| Kategorie | 316 | 316L | 316Von |
|---|---|---|---|
| Kohlenstoffgehalt | ≤ 0.08% | ≤ 0.03% | ≤ 0.08% + Titan hinzugefügt |
| Stabilisierungsmethode | Keiner | Kohlenstoff | Titan (Von) Stabilisiert |
| Resistenz gegen intergranuläre Korrosion | Mäßig (nach dem Schweißen) | Hoch (Auch nach dem Schweißen) | Hoch (Auch bei erhöhten Temperaturen) |
| Hochtemperaturstärke (>600° C) | Arm | Arm | Exzellent |
| Lochfraß und SCC -Widerstand | Gut | Etwas besser | Mäßig |
| Schweißbarkeit | Mäßig (Sensibilisierungsrisiko) | Exzellent (Keine Sensibilisierung) | Gut, erfordert jedoch spezielle Füllstoffe |
| Kalte Verarbeitbarkeit | Gut | Exzellent | Mäßig (niedrigere Duktilität) |
| Oberflächenfinish -Qualität (Polieren) | Gut | Exzellent | Anfällig für Kometschwanzfehler |
| Kosten | Grundstufe | 5–10% höher als 316 | 15–20% höher als 316 l |
| Verfügbarkeit | Sehr häufig | Sehr häufig | Weniger verbreitet (Hauptsächlich Europa) |
| Typische Anwendungen | Allgemeiner industrieller Gebrauch | Geschweißte Strukturen, Marine, medizinisch | High-Temp-Geräte, Abgas, Druckbehälter |
11. Abschluss
In der Praxis, 316L (1.4404/1.4432) fällt als die auf vielseitiges Arbeitstier, Bieten Sie hervorragende Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit, Duktilität, und Kosteneffizienz über die überwiegende Mehrheit der Anwendungen.
Im Gegensatz, 316Von (1.4571) glänzt hinein Hochtemperatur, kriechempfindlich Umgebungen, Wo seine Titanstabilisierung die Stärke und mikrostrukturelle Integrität oben bewahrt 600 ° C.
Durch sorgfältiges Waagen der Servicetemperatur, Schweißanforderungen, Oberflächenfinische Erwartungen, und Budgetbeschränkungen.
Ingenieure können diese Erkenntnisse nutzen, um die ideale Legierung der 316er-Serie anzugeben, Gewährleistung der Leistung und des Wertes über die Lebensdauer der Komponente.
Langhe ist die perfekte Wahl für Ihre Fertigungsbedürfnisse, wenn Sie qualitativ hochwertige benötigen Edelstahlprodukte.
