316 vs 316L: Carbonio, Sensibilizzazione e Saldatura

L'unica differenza che conta

316 (EN 1.4401) ammette fino a 0.08% di carbonio; 316L (EN 1.4404) lo limita a 0.03%. Cromo, nichel e molibdeno sono gli stessi. Quel limite di carbonio esiste per una ragione: la saldatura.

La sensibilizzazione in un paragrafo

Quando l'inossidabile austenitico a carbonio standard staziona nell'intervallo 450–850 °C — esattamente ciò che sperimenta la zona termicamente alterata di una saldatura — il carbonio si combina con il cromo per formare carburi ai bordi di grano. Il metallo accanto a quei bordi si impoverisce di cromo e perde resistenza alla corrosione: la sensibilizzazione, che porta all'attacco intergranulare ("degrado della saldatura"). Con carbonio pari o inferiore a circa 0.03%, la formazione di carburi è abbastanza lenta che la normale saldatura non sensibilizza il giunto e non è necessaria alcuna solubilizzazione post-saldatura.

I compromessi

• Resistenza: i valori minimi di snervamento e trazione del 316L sono leggermente inferiori a quelli del 316 nelle norme (nell'ordine di 10–15 MPa sullo snervamento in EN 10088). Per la maggior parte delle fabbricazioni ciò è irrilevante, ma i codici di progettazione per recipienti in pressione riportano tensioni ammissibili separate — verificare quale grado è stato usato nel calcolo.
• Servizio ad alta temperatura: per impieghi in campo di scorrimento viscoso (circa sopra 500 °C), si specifica invece la variante a carbonio più alto (316H); il 316L è lì la scelta sbagliata.
• Costo e disponibilità: in molti mercati il 316L è ormai il default a magazzino e il 316 è l'ordine speciale — la storica relazione di prezzo si è in larga misura invertita in lamiera e lamiera spessa.

Doppia certificazione

Gran parte del materiale commerciale è a doppia certificazione 316/316L: fuso a carbonio da grado L ma provato per soddisfare le proprietà meccaniche più elevate del 316 e marcato secondo entrambe le norme. Questo materiale soddisfa l'una o l'altra prescrizione. Per fabbricazioni saldate in servizio corrosivo, la regola pratica è semplice: specificare 316L (o a doppia certificazione) e riservare il 316 puro alle applicazioni non saldate o ad alta temperatura.

Leggere il certificato

La distinzione è visibile sul certificato di colata e vale la pena verificarla alla consegna: per il 316L la riga del carbonio deve indicare 0.03% massimo, con valori effettivi comunemente di 0.01–0.02%. Il materiale venduto come a doppia certificazione mostrerà entrambe le designazioni di grado e risultati meccanici che soddisfano i minimi più elevati del 316. Un errore di specifica comune è prescrivere "316" su un disegno di fabbricazione per attrezzature che saranno saldate e usate in servizio con cloruri; il fabbricante allora o salda materiale a carbonio standard accettando il rischio di sensibilizzazione, o acquista silenziosamente 316L. Scrivere "316L (accettabile doppia certificazione a 316)" rimuove l'ambiguità in una riga. Si noti inoltre che i metalli d'apporto sono abbinati al grado L (l'apporto 316L è standard anche su metallo base 316), per cui le scorte di consumabili raramente devono cambiare quando un progetto passa al grado L.

Un'altra variante da conoscere

La pratica EN distingue la stessa coppia come 1.4401 (316) e 1.4404 (316L); JIS SUS316/SUS316L seguono la stessa regola sul carbonio. In territorio stabilizzato al titanio la coppia parallela è 316Ti/1.4571, che risolve la sensibilizzazione legando il carbonio come carburi di titanio — un meccanismo diverso che non va confuso con i gradi L in fase di specifica.