316 vs 316L: hiili, herkistyminen ja hitsaus

Ainoa ero, jolla on merkitystä

316 (EN 1.4401) sallii enintään 0.08% hiiltä; 316L (EN 1.4404) rajoittaa sen 0.03%. Kromi, nikkeli ja molybdeeni ovat samat. Hiiliraja on olemassa yhdestä syystä: hitsauksen vuoksi.

Herkistyminen yhdessä kappaleessa

Kun vakiohiilinen austeniittinen ruostumaton teräs on 450–850 °C alueella — täsmälleen se, minkä hitsin lämpövaikutusvyöhyke kokee — hiili yhdistyy kromiin muodostaen karbideja raerajoille. Näiden rajojen vieressä oleva metalli köyhtyy kromista ja menettää korroosionkestävyyden: herkistyminen, joka johtaa raerajahyökkäykseen ("hitsin rappeutuminen"). Kun hiili on enintään noin 0.03%, karbidien muodostuminen on niin hidasta, ettei tavallinen hitsaus herkistä liitosta, eikä hitsauksen jälkeistä liuotushehkutusta tarvita.

Kompromissit

• Lujuus: 316L:n vähimmäismyötö- ja vetolujuusarvot ovat standardeissa hieman alemmat kuin 316:n (luokkaa 10–15 MPa myötölujuudessa EN 10088:n mukaan). Useimmille valmistuksille tämä on merkityksetöntä, mutta paineastiakoodeissa on erilliset sallitut arvot — tarkista, kumpaa lajia laskelma käytti.
• Korkean lämpötilan käyttö: virumisalueen käytössä (karkeasti yli 500 °C) spesifioidaan sen sijaan korkeahiilinen muunnos (316H); 316L on siellä väärä valinta.
• Kustannukset ja saatavuus: monilla markkinoilla 316L on nykyään varastoitu oletus ja 316 erikoistilaus — historiallinen hintasuhde on suurelta osin kääntynyt levyssä ja ohutlevyssä.

Kaksoissertifiointi

Suuri osa kaupallisesta varastosta on kaksoissertifioitua 316/316L: sulatettu L-lajin hiileen, mutta testattu täyttämään 316:n korkeammat mekaaniset ominaisuudet ja merkitty molempiin standardeihin. Tämä varasto täyttää kumman tahansa vaatimuksen. Hitsatulle valmistukselle syövyttävässä käytössä käytännön sääntö on yksinkertainen: spesifioi 316L (tai kaksoissertifioitu), ja varaa suora 316 hitsaamattomiin tai korkean lämpötilan sovelluksiin.

Todistuksen lukeminen

Ero näkyy ainestodistuksessa ja on tarkistamisen arvoinen toimituksen yhteydessä: 316L:n hiilirivin on luettava enintään 0.03%, todellisten arvojen ollessa yleisesti 0.01–0.02%. Kaksoissertifioiduksi myyty materiaali näyttää molemmat lajimerkinnät ja mekaaniset tulokset, jotka täyttävät korkeammat 316-vähimmäisarvot. Yleinen spesifikaatiovirhe on kirjoittaa "316" valmistuspiirustukseen laitteelle, joka hitsataan ja jota käytetään kloridikäytössä; valmistaja sitten joko hitsaa vakiohiilistä materiaalia ja hyväksyy herkistymisriskin tai ostaa hiljaa 316L:n. Kirjoittamalla "316L (kaksoissertifioitu 316:een hyväksyttävä)" epäselvyys poistuu yhdellä rivillä. Huomaa myös, että lisäaineet sovitetaan L-lajiin (316L-lisäaine on vakio myös 316-perusmetallilla), joten kulutusvarastojen tarvitsee harvoin muuttua, kun projekti vaihtaa L-lajiin.

Vielä yksi tunnettava muunnos

EN-käytäntö erottaa saman parin nimillä 1.4401 (316) ja 1.4404 (316L); JIS SUS316/SUS316L noudattavat samaa hiilisääntöä. Titaanistabiloidulla alueella rinnakkaispari on 316Ti/1.4571, joka ratkaisee herkistymisen sitomalla hiilen titaanikarbideina sen sijaan — eri mekanismi, jota ei pidä sekoittaa L-lajeihin spesifioitaessa.