Thép không gỉ 304 và 316: Molypden mang lại gì

Một nguyên tố bổ sung, một nhiệm vụ

304 (EN 1.4301, 18% Cr / 8% Ni) là thép không gỉ austenitic dùng cho mục đích chung. 316 (EN 1.4401) giữ cùng nền cơ bản và bổ sung 2–2.5% molybdenum. Nhiệm vụ chính của molypden là khả năng chống ăn mòn rỗ và ăn mòn khe hở trong các môi trường chứa clorua.

Đo lường sự khác biệt: PREN

Chỉ số tương đương khả năng chống rỗ, PREN = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N, cho một xếp hạng sơ bộ:

• 304: PREN thường khoảng 18–19.
• 316/316L: PREN thường khoảng 23–26.

Trong thực tế, 304 dễ bị rỗ trong nước biển và nước muối chống đóng băng bắn tóe; 316 chống rỗ trong không khí ven biển, nước muối thực phẩm và nhiều loại nước công nghệ, mặc dù nước biển ấm tù đọng vẫn tấn công nó dưới các cặn lắng và trong các khe hở.

Nơi sự khác biệt không quan trọng

Độ bền, độ dẻo, khả năng tạo hình, tính hàn và khả năng chịu nhiệt tương tự nhau về cơ bản — không mác nào là mác có độ bền ở nhiệt độ cao, và cả hai đều bị nhạy cảm hóa nếu giữ trong khoảng 450–850 °C ở dạng carbon cao. Đối với nhiệm vụ trong nhà, khô, hoặc ăn mòn nhẹ, molypden của 316 không mang lại điều gì nhìn thấy được.

Môi trường sử dụng	Mặc định hợp lý
Thiết bị trong nhà, kiến trúc (nội địa)	304
Chế biến thực phẩm, không phải nước muối	304 (316 cho sản phẩm mặn)
Kiến trúc ven biển, phụ kiện hàng hải	316
Bể bơi, định lượng hóa chất	Tối thiểu 316; cân nhắc duplex
Ngâm trong nước biển	Không mác nào lý tưởng; các mác duplex/siêu cấp

Logic về giá

316 thường giao dịch với giá cao hơn 304 — thường 20–40%, do phụ phí hợp kim molypden và niken quyết định. Việc quy định 316 ở mọi nơi "để an toàn" làm tăng chi phí mà không tăng tuổi thọ trong môi trường lành tính; việc quy định 304 trong môi trường clorua tiết kiệm tiền một lần và phải trả bằng sửa chữa rỗ. Hãy khớp mác thép với mức tiếp xúc clorua, không phải theo thói quen.

Các chi tiết làm dịch chuyển ranh giới

Một vài yếu tố thực tế làm dịch chuyển quyết định nhiều hơn mác thép danh nghĩa. Độ hoàn thiện bề mặt quan trọng: một chi tiết 316 được đánh bóng hoặc đánh bóng điện hóa bền hơn một chi tiết 316 thô, mang vảy, và một bề mặt 316 bị nhiễm sắt tự do bám vào sẽ xuất hiện đốm rỉ như thép carbon. Hình học quan trọng: các khe hở dưới gioăng, cặn lắng và mối nối chồng gối giữ clorua, và ăn mòn khe hở bắt đầu ở nhiệt độ thấp hơn ăn mòn rỗ — một thiết kế thoát nước được và có thể rửa sạch sẽ bảo vệ cả hai mác. Nhiệt độ nhân lên tính ăn mòn của clorua; các dung dịch clorua ấm mà một mác chịu được khi lạnh có thể đánh bại nó. Cuối cùng, các biến thể L (304L/316L) là lựa chọn thông thường cho kết cấu hàn trong cả hai họ và mang cùng logic PREN, vì molypden — không phải carbon — tạo nên sự khác biệt 304/316. Khi không mác nào đủ trong nước biển nóng, tù đọng hoặc nước muối mạnh, bước tiếp theo thông thường là mác duplex hoặc siêu austenitic thay vì thành dày hơn bằng 316.

Các mác tương đương trong nháy mắt

304 tương ứng với EN 1.4301 (X5CrNi18-10), JIS SUS304 và GB 06Cr19Ni10; 316 với EN 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2), JIS SUS316 và GB 06Cr17Ni12Mo2. Các số UNS S30400 và S31600 là những số thường thấy nhất trên các chứng chỉ Bắc Mỹ.