Ako je nehrdzavejúca oceľ 316 lepšia ako 304 pre námorné použitie?

Čím sa líši 316 od 304?

304 aj 316 sú austenitické nehrdzavejúce ocele, ale líšia sa jedným rozhodujúcim prvkom: molybdénom. Stupeň 304 obsahuje približne 18 % chrómu a 8-}10,5 % niklu bez zámerného pridania molybdénu, zatiaľ čo stupeň 316 obsahuje 16-18 % chrómu, 10-14 % niklu a 2,0-3,0 % molybdénu. Tento prídavok molybdénu je dôvodom, prečo sa 316 považuje za nehrdzavejúcu oceľ morskej kvality: podstatne zlepšuje odolnosť proti jamkovej a štrbinovej korózii spôsobenej chloridmi, ktoré sú vždy prítomné v morskej vode, morskej hmle a pobrežnej vlhkosti.

Porovnanie chemického zloženia

Nižšie uvedené rozsahy zloženia sú podľa ASTM A240 (doska, plech a pás), ASTM A312 (rúrka) a ASTM A269 (rúrka), s európskymi ekvivalentmi 1.4301 (304) a 1.4401 (316) podľa EN 10088 a japonskými ekvivalentmi SUS304 a SUS3164 podľa JIS.

Prvok	304 (UNS S30400) hm.	316 (UNS S31600) hm. %
uhlík (C)	0,08 max	0,08 max
chróm (Cr)	18.0-20.0	16.0-18.0
nikel (Ni)	8.0-10.5	10.0-14.0
molybdén (Mo)	Neuvedené	2.0-3.0
mangán (Mn)	2,0 max	2,0 max
kremík (Si)	0,75 max	0,75 max
fosfor (P)	0,045 max	0,045 max
síra (S)	0,030 max	0,030 max
dusík (N)	0,10 max	0,10 max

Prečo je molybdén dôležitý v chloridovom prostredí

Chloridové ióny lokálne napádajú pasívny film oxidu chrómu na nehrdzavejúcej oceli, vytvárajú jamkovú a štrbinovú koróziu a môžu nakoniec viesť k praskaniu koróziou pod napätím. Molybdén posilňuje pasívny film a spomaľuje anodické rozpúšťanie v mieste jamky, takže jamky sa iniciujú menej ľahko a rastú pomalšie. Praktický účinok je vyjadrený ekvivalentným číslom odolnosti proti jamkovej korózii, PREN=Cr + 3.3Mo + 16N, čo je asi 19 pre 304 a asi 26 pre 316. V zóne striekania a soľnom-sprejovaní armatúry 304 zvyčajne vykazujú škvrny od hrdze a jamkovitosť, keď sú komponenty správne udržiavané počas 316 mesiacov.

Porovnanie mechanických vlastností

V žíhanom stave majú tieto dva druhy takmer rovnakú pevnosť pri izbovej{0}}teplote, takže výber materiálu závisí skôr od odolnosti voči korózii než od mechanickej kapacity.

Vlastnosť (žíhaná, podľa ASTM A240)	304	316
Pevnosť v ťahu min (MPa)	515	515
Min. medza klzu (MPa)	205	205
Min. predĺženie (%)	40	40
Maximálna tvrdosť (HRB)	92	95
PREN (typické)	~19	~26

Pri zvýšených teplotách si 316 zachováva vyššiu pevnosť pri tečení a namáhaní{1}}v porovnaní s 304 kvôli obsahu molybdénu, a preto sa 316 uprednostňuje aj pri mnohých aplikáciách výmenníkov tepla a kotlov, nielen námorných.

Výber správnej triedy pre námornú službu

Pre komponenty vystavené morskej vode, postreku alebo perzistentnému slanému-vzduchu je 316 tou správnou základnou voľbou: lodný hardvér a príchytky, hriadele vrtule, príslušenstvo kormidiel, námorné zábradlia, kryty prístrojov na mori, rúrky výmenníkov tepla a fasády pobrežných budov. Pre zvárané námorné konštrukcie použite 316L (UNS S31603, C max 0,03 %), aby tepelne-ovplyvnená zóna nestratila odolnosť proti korózii zrážaním karbidov počas zvárania. Stupeň 304 zostáva prijateľný pre vnútorné alebo chránené aplikácie a pre miesta, kde dochádza len k miernej atmosférickej korózii, kde je výhodou jej nižšia cena. Pre trvalé ponorenie do morskej vody alebo veľmi agresívnych chloridových médií zvážte alternatívy{10} z vyššej zliatiny, ako je duplex 2205 (UNS S32205) alebo super duplex 2507 (UNS S32750).

FAQ

Prečo je 316 lepšie ako 304 v morskej vode?

Prídavok 2,0-3,0 % molybdénu v 316 robí pasívny film stabilnejším voči napadnutiu chloridmi, čím poskytuje oveľa lepšiu odolnosť voči jamkovej a štrbinovej korózii. 304 neobsahuje molybdén a rýchlo vytvára jamky a hrdzavé škvrny v zóne postriekania-alebo soľným postrekom.

Je 304 úplne nevhodný na námorné použitie?

Nie úplne, ale jeho použitie by malo byť obmedzené na chránené, vnútorné alebo mierne atmosférické miesta. Všade, kde sa môžu chloridy koncentrovať, ako sú striekajúce zóny, upevňovacie prvky na palubovkách alebo pobrežné fasády, 304 koroduje oveľa skôr ako 316.

Mám si vybrať 316 alebo 316L pre zvárané časti lode?

Vyberte si 316L. Jeho maximálny obsah uhlíka 0,03 % zabraňuje precipitácii karbidu chrómu v oblasti ovplyvnenej teplom zvaru-, takže zvarový spoj si zachováva svoju odolnosť proti korózii bez po-tepelného spracovania po zváraní. 316L je špecifikovaný v ASTM A240 ako UNS S31603 a v EN 10088 ako 1.4404.

Čo znamená PREN?

PREN je ekvivalentné číslo odolnosti voči pittingu, vypočítané ako Cr + 3.3Mo + 16N. Vyššie PREN indikuje lepšiu odolnosť voči pittingu v chloridovom prostredí: približne 19 pre 304, približne 26 pre 316, približne 33 pre duplex 2205 a približne 42 pre super duplex 2507.

Prečo je 316 drahší ako 304?

316 obsahuje 2,0-3,0 % molybdénu a vyšší rozsah niklu (10-14 % oproti 8-10,5 %). Molybdén aj nikel sú drahé legujúce prvky, takže cenová prémia 316 je priamymi nákladmi na odolnosť proti korózii na morskej úrovni.

Môže 316 nahradiť 304 vo všetkých aplikáciách?

Technicky áno vo väčšine prípadov, pretože 316 zodpovedá 304 v pevnosti a tvarovateľnosti a zároveň pridáva odolnosť proti korózii. 316 je však nákladnejší a pre čisto atmosférické alebo potravinové-poplatky bez chloridov zostáva 304 ekonomickým štandardom.