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Edelstahl 316/316L

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 240
ASME........ 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)

Niedrigste Temperatur (°F), bei der die Korrosionsrate 5mpy überschreitet

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/in3
7,90 g/cm3

Spezifische Wärme

0,11 BTU/lb-°F (32 – 212 °F)
450 J/kg-°K (0 – 100 °C)

Elastizitätsmodul

29,0 x 106 psi
200 GPa

 

Wärmeleitfähigkeit 212 °F (100 °C)

10,1 BTU/h/ft2/ft/°F
14,6 W/m-°K

Schmelzbereich

2450 – 2630 °F
1390 – 1440°C

Elektrischer Widerstand

29,1 Mikrohm-Zoll bei 68 °C
74 Mikrohm-cm bei 20°C
Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient

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.