فولادهای ضد زنگ در 316 خانواده مقاومت در برابر خوردگی برجسته را ارائه می دهند, عملکرد مکانیکی, و تطبیق پذیری ساخت.
هر چند, تغییرات آلیاژ ظریف - کاهش کربن در 316سعادت（1.4404/1.4432یا تیتانیوم در 316از（1.4571- می تواند به طور چشمگیری بر رفتار در مناطق جوش تأثیر بگذارد, محیط های درجه حرارت بالا, و برنامه های تخصصی.
این مقایسه عمیق شیمیایی آنها را باز می کند, معیارهای عملکرد, و معاملات عملی, مهندسان را قادر می سازند درجه مطلوب را برای هر شرایط خدمات انتخاب کنند.
1. شیمی & استراتژی های تثبیت
در قلب هر درجه آشنا قرار دارد 16-18 ٪ کروم, 10–14 ٪ نیکل, 2-3 ٪ مولیبدن ماتریس. تا کنون, تغییرات جزئی اثرات عمده ای دارد:
| عنصر | 316 | 316سعادت | 316از |
|---|---|---|---|
| کربن (حداکثر) | 0.08% | 0.03% | 0.08% |
| تیتانیوم | - | - | 0.5-0.7 ٪ |
| کروم | 16-18 ٪ | 16-18 ٪ | 16-18 ٪ |
| نیکل | 10-14 ٪ | 10-14 ٪ | 10-14 ٪ |
| مولیبدن | 2-3 ٪ | 2-3 ٪ | 2-3 ٪ |
| چوب (±) | 20 | 20 | 20 |
- 316سعادت (1.4404/316S1, 1.4432/316S13) به وضعیت "کربن کم" دست می یابد, نگه داشتن ج <0.03% برای جلوگیری از بارش کروم-کربید در محدوده حساسیت 425-815 درجه سانتیگراد.
- 316از（1.4571با افزودن 0.5-0.7 ٪ تیتانیوم ، این محافظت را تقلید می کند, که کربنیتریدهای تیتانیوم پایدار تشکیل می دهند (از(جف, حرف)) آن کربن توالی قبل از کاربیدهای کروم می تواند تشکیل شود.
در نتیجه, هر دو 316L و 316TI در برابر خوردگی بین دانه ای مقاومت می کنند (igc) بطور مؤثر, در حالی که اصلاح نشده 316 نیاز به کنترل دقیق ورودی های گرما و درمان های پس از جوشکاری دارد.
2. مقاومت در برابر خوردگی & حمله بین دانه ای
هنگام انتخاب فولادهای ضد زنگ برای برنامه های مهم, مقاومت در برابر خوردگی, به خصوص مقاومت در برابر حمله بین دانه ای (ایگا), اغلب عامل تعیین کننده است.
در حالی که 316, 316سعادت (1.4404/316S11 و 1.4432/316S13), وت 316از（1.4571فولادهای ضد زنگ یک بنیاد شیمیایی کاملاً مشابه به اشتراک می گذارند, رفتار آنها در شرایط خورنده به طرق مهم واگرایی می کند.
برای اطمینان از انتخاب مناسب مواد, بررسی عملکرد آنها از دیدگاه خوردگی عمومی و بومی ضروری است, توسط داده های تجربی پشتیبانی می شود.
رفتار خوردگی عمومی
هر سه کلاس - 316, 316سعادت, و 316ti - مقاومت برجسته در برابر خوردگی عمومی در طیف گسترده ای از محیط ها, در درجه اول به دلیل کروم زیاد آنها (16-18 ٪) و مولیبدن (2-3 ٪) محتوا.
در راه حل های کلرید خنثی, مانند 3.5% NaCl در دمای 25 درجه سانتیگراد, آزمایش آزمایشگاهی میزان خوردگی را نشان می دهد تقریباً 0.02 به 0.04 MM/سال در هر سه درجه.
منحنی های قطبی سازی پتانسیلیودینامیکی تراکم جریان منفعل را در محدوده نشان می دهد 0.02-0.05 کارشناسی ارشد/سانتی متر مربع, نشانگر شکل گیری فیلم های منفعل پایدار و خود درمانی.
در محیط های اسیدی صنعتی, مانند اسید سولفوریک رقیق شده (H₂so₄, 1 مگس), آزمایش کاهش وزن میزان از دست دادن جرم قابل مقایسه را برای همه نمرات تأیید می کند, میانگین 0.015 g/cm² · ساعت.
بدین ترتیب, برای قرار گرفتن در معرض عموم در رسانه های آبی, تفاوت عمده عملکرد در بین وجود ندارد 316, 316سعادت, و 316ti.
مقاومت در برابر حمله بین دانه ای (ایگا)
هر چند, هنگامی که مواد در معرض محدوده دمای حساسیت قرار می گیرند ، چالش ها بوجود می آیند, تقریباً 425درجه سانتیگراد تا 815 درجه سانتیگراد.
در این پنجره, کاهش کروم در مرزهای دانه ممکن است رخ دهد, منجر به خوردگی موضعی, به خصوص اگر کربن با کروم ترکیب شود تا کاربیدهای کروم را تشکیل دهد (CR23C6).
مقایسه عملکرد در زیر شرح داده شده است:
| درجه | میزان کربن (%) | خطر حساسیت | ASTM A262 تمرین E (کاهش وزن) |
|---|---|---|---|
| 316 | رده 0.08 | عالی | 0.015-0.025 گرم |
| 316سعادت | رده 0.03 | خیلی کم | < 0.002 جف |
| 316از | رده 0.08 + از | خیلی کم | < 0.001 جف |
- 316 فولاد ضد زنگ: با محتوای کربن استاندارد (.0.08 ٪), 316 به راحتی کاربیدهای کروم را در هنگام قرار گرفتن در معرض گرما رسوب می کند, آن را در برابر حمله بین دانه ای آسیب پذیر می کند مگر اینکه پس از جوشکاری به سرعت خاموش یا محلول خاموش شود.
- 316L فولاد ضد زنگ: "L" بیانگر "کربن کم" است, به طور خاص ≤0.03 ٪.
این کاهش قابل توجه بارش کاربید کروم را حتی در هنگام خنک کننده آهسته به حداقل می رساند, اطمینان از مقاومت عالی در برابر حساسیت.
ASTM A262 تمرین E حداقل کاهش وزن را تأیید می کند, ایجاد 316L به عنوان یک انتخاب بسیار قابل اعتماد برای سازه های جوش داده شده. - 316فولاد ضد زنگ: به جای تکیه بر کنترل کربن, 316Ti شامل تیتانیوم است (0.5 ~) برای تشکیل ترجیحی کاربیدهای تیتانیوم (تیک) و کربنیتریدها.
این ترکیبات در دماهای بالاتر شکل می گیرند و کروم را از مرزهای دانه تخلیه نمی کنند, تثبیت موثر مواد در برابر IGA.
از نظر عملی, هر دو 316L و 316TI در اکثر کاربردهای صنعتی مصونیت معادل با خوردگی بین دانه ای را ارائه می دهند.
با این وجود, مکانیسم تثبیت متفاوت است, و این اختلافات ممکن است بر رفتار مکانیکی تأثیر بگذارد, همانطور که بعداً کاوش شد.
3. عملکرد مکانیکی درجه حرارت بالا
هنگامی که دمای خدمات بیش از حد است 600 درجه سانتیگراد, 316از (1.4571) به لطف تثبیت تیتانیوم ، قدرت برتر را نشان می دهد:
| درجه حرارت | 316L قدرت عملکرد | 316قدرت عملکرد TI |
|---|---|---|
| 650 درجه سانتیگراد | 60 پوند MPa | 80 پوند MPa |
| 700 درجه سانتیگراد | 45 پوند MPa | 65 پوند MPa |
| 750 درجه سانتیگراد | 30 پوند MPa | 45 پوند MPa |
علاوه بر این, زندگی پارگی خزش در 700 درجه سانتیگراد تقریباً بهبود می یابد 20-30 ٪ با 1.4571 در مقابل 1.4404,
آن را به عنوان انتخاب ترجیحی برای مافل, لوله های مبنی بر گرما, و دیگری اجزای خدمات مداوم در محدوده 600-800 درجه سانتیگراد.
در مقابل, 1.4404قدرت به سرعت در بالا می رود 600 درجه سانتیگراد, محدود کردن برنامه های درجه حرارت بالا.
4. ساختگی, تشکیل دهنده & قابلیت تغییر
با وجود مزایای درجه حرارت بالا, 316از (1.4571) تجارت در ساخت روزمره را ارائه می دهد:
- سختی: در -50 درجه سانتیگراد, 316Ti Charpy V-Notch Energy سقوط می کند 10–15 j, در مقایسه با 20–25 j برای 316L-نشانه ای از کاهش انعطاف پذیری با دمای پایین.
- شکل گیری سرد: مرزهای دانه تیتانیوم کربنتریدها, افزایش نرخ سخت سازی کار توسط 10–15 ٪ و کاهش فشار قابل دستیابی قبل از ترک خوردگی.
- قابلیت تغییر: نمایش تست های فروشگاه 25% سایش ابزار بالاتر هنگام ماشینکاری 316ti, رانده شده توسط سخت ti(جف, حرف) ذرات.
برعکس, 316سعادت برتری در عمدت, ریسندگی, وت ماشینکاری, افتخار انعطاف پذیری برتر و تشکیل تراشه یکنواخت تر.
از این رو, برای اجزای مهر, پوسته های عمیق, یا ماشینکاری خشن با حجم بالا, 316l اغلب مقرون به صرفه تر اثبات می شود.
5. پایان سطح & رفتار صیقلی
پولیش باید توجه داشته باشد: 316ازذرات سخت کربنیترید سخت گاهی اوقات به عنوان رگه های "دم دنباله دار" در هنگام پایان آینه آشکار می شوند (بیزار 10088-2:1995 هیچ. 8).
در مقابل, 316سعادت (1.4404/1.4432) سطوح بازتابنده یکنواخت تر با رگ < 0.2 μM قابل دستیابی در اتمام های برقی.
در نتیجه, برنامه های کاربردی پایان های روشن معماری, فضای داخلی مواد غذایی, یا تجهیزات دارویی به طور معمول از 316L حمایت می کند.
6. خوردی موضعی: گودال & SCC
خوردگی عمومی ممکن است در نمرات همسو باشد, اما مقاومت در برابر گودال (با تعداد معادل مقاومت در برابر گودال اندازه گیری می شود, چوب) وت ترک خوردگی استرس (SCC) آستانه ها می توانند متفاوت باشند:
- در 3.5% naCl در 25 درجه سانتیگراد, پتانسیل های شروع گودال بیش از +500 MV در مقابل. AG/AGCL برای هر دو 316L و 316TI.
- هر چند, آزمایش های غوطه وری طولانی مدت در 50 نمایش ° C کمتر چاله در هر سانتی متر مربع در 316L (2 گودال/سانتی متر مربع) از 316ti (5 گودال/سانتی متر مربع), احتمالاً به دلیل گوگرد باقیمانده یا اجزاء.
- تست های SCC در جوش mgcl₂ نشان می دهد 30 آستانه پایین درجه سانتیگراد برای 316ti در مقابل 316L, حساسیت کمی بیشتر.
از این رو, در غنی از کلرید, محیط های پر استرس, 316l اغلب لبه متوسطی را ارائه می دهد مقاومت در برابر خوردگی موضعی.
7. قابلیت جوشکاری & رفتار منطقه تحت تأثیر گرما
هر دو 316سعادت (1.4404/1.4432) و 316ti جوش به راحتی با مواد مصرفی 316L استاندارد. با این وجود:
- 316L پرکننده مقاومت در برابر خوردگی قوی در فلز جوش و از بین بردن خطر دفع جوش.
- 316از (1.4571) ساختارها گاهی اوقات ضروری است پرکننده های تثبیت شده نیوبیوم (به عنوان مثال, en ISO 1600-S NCR20NN) برای حفظ قدرت درجه حرارت بالا در HAZ.
- حمله خط چاقو, خوردگی بین دانه ای موضعی بلافاصله در مجاورت خط همجوشی, اگر خنک کننده کند باشد ، می تواند در 316ti HAZ رخ دهد-دلیل دیگری برای حمایت از 316L در برنامه های جوشکاری آبی.
به طور خلاصه, سیستم های جوش داده شده سردردهای کمتری را مشاهده کنید و دوباره کار خود را انجام دهید 316من مواد مصرفی را جوش می دهم, صرف نظر از فلز والدین.
8. ملاحظات هزینه & در دسترس بودن
از دیدگاه تهیه, 316سعادت (1.4404/1.4432) به طور معمول هزینه ها 10–15 ٪ کمتر در هر کیلوگرم از 316از (1.4571), بازتاب حق بیمه تیتانیوم و کنترل های دقیق تر کیفیت.
علاوه بر این, سهام جهانی 316L بیش از 316TI توسط یک عامل از 316TI است 5:1, تضمین زمان سرب کوتاه تر و در دسترس بودن آسیاب گسترده تر.
در نتیجه, برای کم- به پروژه های با حجم متوسط, 316l اغلب بهترین ترکیب عملکرد و اقتصاد را فراهم می کند.
9. برنامه & ماتریس انتخاب
| وضعیت خدمات | درجه ترجیحی | عقاید |
|---|---|---|
| دم, ساختارهای جوش داده شده | 316سعادت | مقاومت برتر IGC, سختی, ساختگی |
| قرار گرفتن در معرض مداوم 600-800 درجه سانتیگراد | 316از | قدرت عملکرد افزایش یافته, زندگی خزنده |
| داروخانه & فرآوری مواد غذایی | 316سعادت | آینه تمام می شود, سطح قابل تمیز کردن |
| قطعات عمیق یا چرخانده | 316سعادت | انعطاف پذیری بالاتر, سخت شدن کار پایین |
| مؤلفه های خارج از کشور کلرید | 316سعادت | آستانه بهتر گودال/SCC |
| کشتی های فشار با بارهای حرارتی چرخه ای | 316از | ریزساختار تثبیت شده, کاهش خطر حساسیت |
10. تفاوت های کلیدی بین 316 در مقابل 316L در مقابل استیل ضد زنگ 316ti
| دسته | 316 | 316سعادت | 316از |
|---|---|---|---|
| میزان کربن | رده 0.08% | رده 0.03% | رده 0.08% + تیتانیوم اضافه شد |
| روش تثبیت | هیچ کدام | کربن کم | تیتانیوم (از) تثبیت شده |
| مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای | معتاد (بعد از جوشکاری) | عالی (حتی بعد از جوشکاری) | عالی (حتی در دمای بالا) |
| قدرت درجه حرارت بالا (>600درجه سانتیگراد) | ضعیف | ضعیف | عالی |
| گودال و مقاومت SCC | خوب | کمی بهتر | معتاد |
| قابلیت جوشکاری | معتاد (خطر حساسیت) | عالی (بدون حساسیت) | خوب, اما به پرکننده های ویژه نیاز دارد |
| قابلیت کارایی سرد | خوب | عالی | معتاد (انعطاف پذیری پایین) |
| کیفیت پایان سطح (جلا دادن) | خوب | عالی | مستعد نقص دم دنباله دار |
| هزینه | سطح پایه | 5-10 ٪ بالاتر از 316 | 15-20 ٪ بالاتر از 316L |
| در دسترس بودن | بسیار رایج | بسیار رایج | کمتر رایج (عمدتا اروپا) |
| برنامه های معمولی | استفاده عمومی صنعتی | ساختارهای جوش داده شده, دریایی, پزشکی | تجهیزات با سرعت بالا, اگزوز, رگهای فشار |
11. پایان
در عمل, 316سعادت (1.4404/1.4432) به عنوان ایستاده است اسب بخار همه کاره, مقاومت در برابر خوردگی عالی, قابلیت جوشکاری, انعطاف پذیری, و مقرون به صرفه در اکثر برنامه های کاربردی.
در مقابل, 316از (1.4571) می درخشد درجه حرارت بالا, حساس به خزش محیط, جایی که تثبیت تیتانیوم آن قدرت و یکپارچگی ریزساختاری را در بالا حفظ می کند 600 درجه سانتیگراد.
با وزن گیری دقیق دمای سرویس, الزامات جوش, انتظارات سطحی, و محدودیت های بودجه.
مهندسان می توانند از این بینش ها استفاده کنند تا آلیاژ ایده آل 316 را مشخص کنند, اطمینان از عملکرد و ارزش نسبت به عمر خدمات مؤلفه.
LangHe در صورت نیاز به کیفیت بالا ، انتخاب مناسبی برای نیازهای تولیدی شما است محصولات فولادی ضد زنگ.
