Die Legierung 316/316L (UNS S31600/S31603) ist ein austenitischer Chrom-Nickel-Molybdän-Edelstahl, der entwickelt wurde, um eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit der Legierung 304/304L in mäßig korrosiven Umgebungen zu gewährleisten. Es wird häufig in Prozessströmen eingesetzt, die Chloride oder Halogenide enthalten. Die Zugabe von Molybdän verbessert die allgemeine Korrosions- und Beständigkeit gegen Lochfraß. Es bietet auch eine höhere Kriech-, Bruchspannungs- und Zugfestigkeit bei erhöhten Temperaturen. Es ist gängige Praxis, dass der 316L als 316 und 316L doppelt zertifiziert ist. Die kohlenstoffarme Chemie von 316L in Kombination mit einer Zugabe von Stickstoff ermöglicht es 316L, die mechanischen Eigenschaften von 316 zu erfüllen. Die Legierung 316/316L widersteht atmosphärischer Korrosion sowie mäßig oxidierenden und reduzierenden Umgebungen. Es ist auch korrosionsbeständig in verschmutzten Meeresatmosphären. Die Legierung weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion im geschweißten Zustand auf. Die Legierung 316/316L hat eine ausgezeichnete Festigkeit und Zähigkeit bei kryogenen Temperaturen. Die Legierung 316/316L ist im geglühten Zustand nicht magnetisch, kann aber durch Kaltumformung oder Schweißen leicht magnetisch werden. Es kann leicht geschweißt und mit den üblichen Fertigungsverfahren in der Werkstatt verarbeitet werden.
Anträge
- Chemische und petrochemische Verarbeitung – Druckbehälter, Tanks, Wärmetauscher, Rohrleitungssysteme, Flansche, Armaturen, Ventile und Pumpen
Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung
Marinesoldat
Medizinisch
Erdölraffination
Pharmazeutische Verarbeitung
Stromerzeugung – Kernenergie
Zellstoff und Papier
Textilien
Wasseraufbereitung
Normen
ASTM........ A 240ASME........ SA 240
AMS.......... 5524/5507
QQ-S........ 766
Allgemeine Eigenschaften
Die Legierung 316/316L (UNS S31600/S31603) ist ein austenitischer Chrom-Nickel-Molybdän-Edelstahl, der entwickelt wurde, um eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit der Legierung 304/304L in mäßig korrosiven Umgebungen zu gewährleisten. Es wird häufig in Prozessströmen eingesetzt, die Chloride oder Halogenide enthalten. Die Zugabe von Molybdän verbessert die allgemeine Korrosions- und Beständigkeit gegen Lochfraß. Es bietet auch eine höhere Kriech-, Bruchspannungs- und Zugfestigkeit bei erhöhten Temperaturen.
Es ist gängige Praxis, dass der 316L als 316 und 316L doppelt zertifiziert ist. Die kohlenstoffarme Chemie von 316L in Kombination mit einer Zugabe von Stickstoff ermöglicht es 316L, die mechanischen Eigenschaften von 316 zu erfüllen.
Die Legierung 316/316L widersteht atmosphärischer Korrosion sowie mäßig oxidierenden und reduzierenden Umgebungen. Es ist auch korrosionsbeständig in verschmutzten Meeresatmosphären. Die Legierung weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion im geschweißten Zustand auf. Die Legierung 316/316L hat eine ausgezeichnete Festigkeit und Zähigkeit bei kryogenen Temperaturen.
Die Legierung 316/316L ist im geglühten Zustand nicht magnetisch, kann aber durch Kaltumformung oder Schweißen leicht magnetisch werden. Es kann leicht geschweißt und mit den üblichen Fertigungsverfahren in der Werkstatt verarbeitet werden.
Korrosionsbeständigkeit
In den meisten Anwendungen hat die Legierung 316/316L eine überlegene Korrosionsbeständigkeit als die Legierung 304/304L. Prozessumgebungen, die die Legierung 304/304L nicht korrodieren, greifen diese Sorte nicht an. Eine Ausnahme bilden jedoch stark oxidierende Säuren wie Salpetersäure, bei denen molybdänhaltige Edelstähle weniger widerstandsfähig sind. Die Legierung 316/316L eignet sich gut für schwefelhaltige Anwendungen, wie sie in der Zellstoff- und Papierindustrie anzutreffen sind. Die Legierung kann in hohen Konzentrationen bei Temperaturen bis zu 38 °C (120 °F) verwendet werden. Die Legierung 316/316L weist auch eine gute Beständigkeit gegen Lochfraß in Phosphor- und Essigsäure auf. Es eignet sich gut zum Kochen von 20%iger Phosphorsäure. Die Legierung kann auch in der Lebensmittel- und pharmazeutischen Prozessindustrie eingesetzt werden, wo sie zum Umgang mit heißen organischen Säuren und Fettsäuren verwendet wird, um die Produktkontamination zu minimieren.
Die Legierung 316/316L leistet auch bei hohen Chloridgehalten eine gute Leistung im Frischwasserbetrieb. Die Legierung weist eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in Meeresumgebungen unter atmosphärischen Bedingungen auf.
Der höhere Molybdängehalt der Legierung 316/316L stellt sicher, dass sie bei Anwendungen mit Chloridlösungen, insbesondere in einer oxidierenden Umgebung, eine überlegene Lochfraßbeständigkeit gegenüber der Legierung 304/304L aufweist. In den meisten Fällen ist die Korrosionsbeständigkeit der Legierungen 316 und 316L in den meisten korrosiven Umgebungen ungefähr gleich. In Umgebungen, die ausreichend korrosiv sind, um interkristalline Korrosion von Schweißnähten und Wärmeeinflusszonen zu verursachen, sollte die Legierung 316L jedoch aufgrund ihres niedrigen Kohlenstoffgehalts verwendet werden.
|
Zusammensetzung (Gewichtsprozentsatz) |
|
CCT2 |
CPT3 |
||
LEGIERUNG |
Cr |
Moment |
N |
PREN1 |
°F (°C) |
°F (°C) |
Typ 304 |
18.0 |
— |
0.06 |
19.0 |
27,5 < (<-2,5) |
— — |
Typ 316 |
16.5 |
2.1 |
0.05 |
24.2 |
27.5 (-2.5) |
59 (15.0) |
Typ 317 |
18.5 |
3.1 |
0.06 |
29.7 |
35.0 (1.7) |
66 (18.9) |
SSC-6MO |
20.5 |
6.2 |
0.22 |
44.5 |
110 (43.0) |
149 (65) |
KORROSION UMWELT |
Art 316L |
Art 304 |
2205 (UNS S32205) |
2507 |
0,2 % Salzsäure |
>Kochen |
>Kochen |
>Kochen |
>Kochen |
1% Salzsäure |
86 |
86p |
185 |
>Kochen |
10% Schwefelsäure |
122 |
— |
140 |
167 |
60% Schwefelsäure |
<54 |
— |
<59 |
<57 |
96% Schwefelsäure |
113 |
— |
77 |
86 |
85% Phosphorsäure |
203 |
176 |
194 |
203 |
10% Salpetersäure |
>Kochen |
>Kochen |
>Kochen |
>Kochen |
65% Niitrinsäure |
212 |
212 |
221 |
230 |
80% Essigsäure |
>Kochen |
212 Seiten |
>Kochen |
>Kochen |
50% Ameisensäure |
104 |
≤50 |
194 |
194 |
50% Natriumhydroxid |
194 |
185 |
194 |
230 |
83% Phosphorsäure + 2% Flusssäure |
149 |
113 |
122 |
140 |
60% Salpetersäure + 2% Salzsäure |
>140 |
>140 |
>140 |
>140 |
50% Essigsäure + 50% Essigsäureanhydrid |
248 |
>Kochen |
212 |
230 |
1% Salzsäure + 0,3 % Eisenchlorid |
77p |
68p |
113 ps |
203 ps |
10% Schwefelsäure + 2000ppm Cl- + N2 |
77 |
— |
95 |
122 |
10% Schwefelsäure + 2000ppm Cl- + SO2 |
<<59 P |
— |
<59 |
104 |
WPA1, hoher Cl-Gehalt |
≤50 |
<<50 |
113 |
203 |
WPA2, hoher F-Gehalt |
≤50 |
<<50 |
140 |
167 |
ps = Lochfraß kann auftreten
ps = Lochfraß/Spaltkorrosion kann auftreten
WPA |
P2O5 |
CL- |
F- |
H2SO4 |
Fe2O3 |
Al2O3 |
SiO2 |
CaO |
MgO |
1 |
54 |
0.20 |
0.50 |
4.0 |
0.30 |
0.20 |
0.10 |
0.20 |
0.70 |
2 |
54 |
0.02 |
2.0 |
4.0 |
0.30 |
0.20 |
0.10 |
0.20 |
0.70 |
Chemische Analyse
Gewicht % (alle Werte sind maximal, sofern nicht anders angegeben)
Element |
316 |
316L |
Chrom |
16,0 min.-18,0 max. |
16,0 min.-18,0 max. |
Nickel |
10,0 min.-14,0 max. |
10,0 min.-14,0 max. |
Molybdän |
2.00 Min.-3.00 Max. |
2.00 Min.-3.00 Max. |
Kohlenstoff |
0.08 |
0.030 |
Mangan |
2.00 |
2.00 |
Phosphor |
0.045 |
0.045 |
Sulfer |
0.03 |
0.03 |
Silizium |
0.75 |
0.75 |
Stickstoff |
0.1 |
0.1 |
Eisen |
Gleichgewicht |
Gleichgewicht |
Physikalische Eigenschaften
Dichte
0,285 lbs/in37,90 g/cm3
Spezifische Wärme
0,11 BTU/lb-°F (32 – 212 °F)450 J/kg-°K (0 – 100 °C)
Elastizitätsmodul
29,0 x 106 psi200 GPa
Wärmeleitfähigkeit 212 °F (100 °C)
10,1 BTU/h/ft2/ft/°F14,6 W/m-°K
Schmelzbereich
2450 – 2630 °F1390 – 1440°C
Elektrischer Widerstand
29,1 Mikrohm-Zoll bei 68 °C74 Mikrohm-cm bei 20°C
Temperaturbereich |
|
||
°F |
°C |
in/in °F |
cm/cm °C |
68-212 |
20-100 |
9,2 x 10-6 cm |
16,6 x 10-6 cm |
68-932 |
20-500 |
10,6 x 10-6 cm |
18,2 x 10-6 cm |
68-1832 |
20-1000 |
10,8 x 10-6 cm |
19,4 x 10-6 cm |
Mechanische Eigenschaften
|
ASTM |
||
|
Typisch* |
Typ 316 |
Typ 316L |
0,2 % versetzte Streckgrenze, ksi |
44 |
30 Minuten. |
ca. 25 Min. |
Ultimative Zugfestigkeit, ksi |
85 |
75 Minuten. |
ca. 70 Minuten. |
Dehnung in 2 Zoll, % |
56 |
ca. 40 Minuten. |
ca. 40 Minuten. |
Verringerung der Fläche, % |
69 |
— |
— |
Härte, Rockwell B |
81 |
95 max. |
95 max. |
Fertigungsdaten
Die Legierung 316/316L kann leicht geschweißt und durch die üblichen Fertigungsverfahren verarbeitet werden.
Warmumformung
Für die meisten Heißbearbeitungsprozesse werden Arbeitstemperaturen von 927 bis 1204 °C (1700 – 2200 °F) empfohlen. Für maximale Korrosionsbeständigkeit sollte das Material bei mindestens 1900 °F (1038 °C) geglüht und nach der Warmumformung mit Wasser abgeschreckt oder auf andere Weise schnell abgekühlt werden.
Kaltumformung
Die Legierung ist recht duktil und formt sich leicht. Kaltumformvorgänge erhöhen die Festigkeit und Härte der Legierung und können dazu führen, dass sie leicht magnetisch wird.
Zerspanung
Die Legierung 316/316L unterliegt der Kaltverfestigung während der Verformung und dem Spanbruch. Die besten Bearbeitungsergebnisse werden mit langsameren Drehzahlen, schwereren Vorschüben, hervorragender Schmierung, scharfen Werkzeugen und leistungsstarken starren Geräten erzielt.
Operation |
Werkzeug |
Schmierung |
BEDINGUNGEN |
|||||
|
|
|
Tiefe-mm |
Tiefeneinfall |
Vorschub-mm/t |
Einspeisung/t |
Geschwindigkeit -m/min |
Geschwindigkeit-ft/min |
Drehend |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
6 |
.23 |
0.5 |
.019 |
11-16 |
36.1-52.5 |
Drehend |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
3 |
.11 |
0.4 |
.016 |
18-23 |
59.1-75.5 |
Drehend |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
1 |
.04 |
0.2 |
.008 |
25-30 |
82-98.4 |
Drehend |
Karbid |
Trocken- oder Schneidöl |
6 |
.23 |
0.5 |
.019 |
70-80 |
229.7-262.5 |
Drehend |
Karbid |
Trocken- oder Schneidöl |
3 |
.11 |
0.4 |
.016 |
85-95 |
278.9-312.7 |
Drehend |
Karbid |
Trocken- oder Schneidöl |
1 |
.04 |
0.2 |
.008 |
100-110 |
328.1-360.9 |
|
|
|
Schnitttiefe-mm |
Tiefe des Einschnitts |
Vorschub-mm/t |
Einspeisung/t |
Geschwindigkeit -m/min |
Geschwindigkeit-ft/min |
Schneiden |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
1.5 |
.06 |
0.03-0.05 |
.0012-.0020 |
16-21 |
52.5-68.9 |
Schneiden |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
3 |
.11 |
0.04-0.06 |
.0016-.0024 |
17-22 |
55.8-72.2 |
Schneiden |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
6 |
.23 |
0.05-0.07 |
.0020-.0027 |
18-23 |
59-75.45 |
|
|
|
Bohrer ø mm |
Bohren ø in |
Vorschub-mm/t |
Einspeisung/t |
Geschwindigkeit -m/min |
Geschwindigkeit-ft/min |
Bohrung |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
1.5 |
.06 |
0.02-0.03 |
.0008-.0012 |
10-14 |
32.8-45.9 |
Bohrung |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
3 |
.11 |
0.05-0.06 |
.0020-.0024 |
12-16 |
39.3-52.5 |
Bohrung |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
6 |
.23 |
0.08-0.09 |
.0031-.0035 |
12-16 |
39.3-52.5 |
Bohrung |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
12 |
.48 |
0.09-0.10 |
.0035-.0039 |
12-16 |
39.3-52.5 |
|
|
|
|
|
Vorschub-mm/t |
Einspeisung/t |
Geschwindigkeit -m/min |
Geschwindigkeit-ft/min |
Fräsen Profilieren |
Schnellarbeitsstahl |
Schneidöl |
|
|
0.05-0.10 |
.002-.004 |
10-20 |
32.8-65.6 |
Schweißen
Die Legierung 316/316L kann mit den meisten Standardverfahren problemlos geschweißt werden. Ein Beitrag
Eine Wärmebehandlung der Schweißnähte ist nicht erforderlich.