304 vs 316: stal nierdzewna — co daje molibden

Jeden dodatek, jedno zadanie

304 (EN 1.4301, 18% Cr / 8% Ni) to uniwersalna austenityczna stal nierdzewna. 316 (EN 1.4401) zachowuje tę samą bazę i dodaje 2–2.5% molibdenu. Głównym zadaniem molibdenu jest odporność na korozję wżerową i szczelinową w środowiskach zawierających chlorki.

Pomiar różnicy: PREN

Wskaźnik odporności na korozję wżerową, PREN = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N, daje przybliżony ranking:

• 304: PREN zwykle około 18–19.
• 316/316L: PREN zwykle około 23–26.

W praktyce 304 łatwo ulega wżerom w wodzie morskiej i rozbryzgach soli drogowej; 316 jest odporna na wżery w powietrzu nadmorskim, solankach spożywczych i wielu wodach procesowych, choć ciepła, stojąca woda morska nadal ją atakuje pod osadami i w szczelinach.

Gdzie różnica nie ma znaczenia

Wytrzymałość, ciągliwość, podatność na formowanie, spawalność i odporność na ciepło są zasadniczo podobne — żaden z gatunków nie jest gatunkiem o wysokiej wytrzymałości w wysokiej temperaturze i oba ulegają uczuleniu przy przetrzymaniu w zakresie 450–850 °C w postaci wysokowęglowej. Przy pracy wewnątrz pomieszczeń, w warunkach suchych lub łagodnie korozyjnych molibden w 316 nie daje nic widocznego.

Środowisko pracy	Rozsądny wybór domyślny
Urządzenia wewnętrzne, architektura (tereny śródlądowe)	304
Przetwórstwo spożywcze, bez solanek	304 (316 do produktów słonych)
Architektura nadmorska, osprzęt morski	316
Baseny pływackie, dozowanie chemikaliów	316 jako minimum; rozważyć duplex
Zanurzenie w wodzie morskiej	Żaden nie jest idealny; gatunki duplex/super

Logika ceny

316 zwykle jest sprzedawana z dopłatą względem 304 — powszechnie 20–40%, wynikającą z dopłat stopowych za molibden i nikiel. Określanie 316 wszędzie „dla bezpieczeństwa” podnosi koszty bez wydłużenia trwałości w łagodnych warunkach pracy; określanie 304 do pracy w chlorkach oszczędza pieniądze raz i płaci naprawami wżerów. Gatunek należy dopasować do narażenia na chlorki, a nie do przyzwyczajenia.

Szczegóły przesuwające granicę

Kilka czynników rzeczywistych przesuwa decyzję bardziej niż nominalny gatunek. Wykończenie powierzchni ma znaczenie: polerowana lub elektropolerowana część ze stali 316 przetrwa dłużej niż szorstka część ze stali 316 pokryta zgorzeliną, a zanieczyszczona powierzchnia 316 z wtopionym wolnym żelazem będzie rdzewieć punktowo jak stal węglowa. Geometria ma znaczenie: szczeliny pod uszczelkami, osady i złącza zakładkowe zatrzymują chlorki, a korozja szczelinowa zaczyna się w niższych temperaturach niż wżerowa — konstrukcja, która odprowadza ciecz i może być zmywana, chroni oba gatunki. Temperatura zwielokrotnia agresywność chlorków; ciepłe roztwory chlorków, które gatunek toleruje na zimno, mogą go pokonać. Wreszcie warianty L (304L/316L) są normalnym wyborem dla konstrukcji spawanych w obu rodzinach i kierują się tą samą logiką PREN, ponieważ to molibden — a nie węgiel — odpowiada za różnicę między 304/316. Tam, gdzie żaden z gatunków nie wystarcza w gorącej, stojącej wodzie morskiej lub mocnych solankach, kolejnym krokiem jest zwykle gatunek duplex lub superaustenityczny, a nie grubsza ścianka ze stali 316.

Odpowiedniki w skrócie

304 odpowiada EN 1.4301 (X5CrNi18-10), JIS SUS304 i GB 06Cr19Ni10; 316 odpowiada EN 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2), JIS SUS316 i GB 06Cr17Ni12Mo2. Numery UNS S30400 i S31600 są najczęściej spotykane na atestach północnoamerykańskich.