Produktbeschreibung
Alloy 316H (UNS S31609) ist eine kohlenstoffreiche Modifikation von Alloy 316, die speziell für den Einsatz bei erhöhten Temperaturen entwickelt wurde. Es bietet eine höhere Festigkeit bei erhöhten Temperaturen und wird häufig in Struktur- und Druckbehälteranwendungen eingesetzt, bei denen Temperaturen über 500 °C (932 °F) liegen. Der höhere Kohlenstoffgehalt in der Legierung 316H trägt zu einer erhöhten Zug- und Streckgrenze im Vergleich zur Legierung 316/316L bei. Darüber hinaus bietet seine austenitische Struktur eine hervorragende Zähigkeit auch bei kryogenen Temperaturen. In Bezug auf die Korrosionsbeständigkeit ist die Legierung 316H vergleichbar mit der Legierung 316/316L und der Legierung 304/304L in mäßig korrosiven Umgebungen überlegen. Es wird häufig in Prozessströmen eingesetzt, die Chloride oder Halogenide enthalten. Die Legierung weist eine Beständigkeit gegen atmosphärische Korrosion sowie gegen mäßig oxidierende und reduzierende Umgebungen auf. Es ist auch beständig gegen Korrosion unter verschmutzten Meeresbedingungen. Im geglühten Zustand ist die Legierung 316H nicht magnetisch. Es kann nicht durch Wärmebehandlung gehärtet werden, aber es kann durch Kaltumformung gehärtet werden. Die Legierung ist leicht schweißbar und kann mit den üblichen Fertigungsverfahren verarbeitet werden.
Insgesamt ist die Legierung 316H eine geeignete Wahl für Anwendungen, die eine hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen erfordern. Seine Kombination aus mechanischen Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und Verarbeitbarkeit macht es zu einer vielseitigen Option für eine Reihe von Branchen und Umgebungen.
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
Korrosionsbeständigkeit
Die Legierung 316H ist vergleichbar mit der Legierung 316/316L und der Legierung 304/304L überlegen. Es weist eine ähnliche Korrosionsbeständigkeit wie die Legierung 304/304L in Prozessumgebungen auf, die letztere nicht angreifen. Es gibt jedoch einige Ausnahmen von dieser allgemeinen Regel. In stark oxidierenden Säuren wie Salpetersäure sind rostfreie Stähle, die Molybdän enthalten, im Allgemeinen weniger widerstandsfähig, einschließlich der Legierung 316H. Daher kann es sein, dass es in solchen Umgebungen nicht so gut funktioniert wie andere Legierungen. Die Legierung 316H eignet sich gut für schwefelhaltige Anwendungen und eignet sich daher für Anwendungen in der Zellstoff- und Papierindustrie. Es kann in hohen Schwefelkonzentrationen bei Temperaturen von bis zu 38 °C (120 °F) verwendet werden. Die Legierung weist auch eine gute Beständigkeit gegen Lochfraß in Phosphor- und Essigsäure auf. Es eignet sich gut zum Kochen von 20%iger Phosphorsäure. Darüber hinaus eignet sich die Legierung 316H für den Einsatz in der Lebensmittel- und pharmazeutischen Prozessindustrie, wo sie heiße organische Säuren und Fettsäuren ohne nennenswerte Bedenken hinsichtlich der Produktkontamination verarbeiten kann. Die Legierung 316H weist eine gute Korrosionsbeständigkeit im Frischwasserbetrieb auf, selbst bei hohen Chloridkonzentrationen. Es bietet auch eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit in Meeresumgebungen unter atmosphärischen Bedingungen. Der höhere Molybdängehalt der Legierung 316H gewährleistet eine überlegene Lochfraßbeständigkeit im Vergleich zu der Legierung 304/304L, insbesondere in Chloridlösungen und oxidierenden Umgebungen.
Chemische Analyse
Gewicht % (alle Werte sind maximal, sofern nicht anders angegeben)
Element |
316H |
316 |
316L |
Chrom |
16,0 min.-18,0 max. |
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. |
10,0 min.-14,0 max. |
Molybdän |
2.00 Min.-3.00 Max. |
2.00 Min.-3.00 Max. |
2.00 Min.-3.00 Max. |
Kohlenstoff |
0,04 – 0,10 |
0.08 |
0.030 |
Mangan |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
Phosphor |
0.045 |
0.045 |
0.045 |
Schwefel |
0.030 |
0.030 |
0.030 |
Silizium |
0.75 |
0.75 |
0.75 |
Stickstoff |
– |
0.10 |
0.10 |
Eisen |
Gleichgewicht |
Gleichgewicht |
Gleichgewicht |
Physikalische Eigenschaften
Dichte
0,285 lbs/in38,00 g/cm3
Elektrischer Widerstand
74 Mikrohm-cm bei 20°C29,1 Mikrohm-Zoll bei 68 °F
Schmelzbereich
2507 – 2552 °F1375 – 1400°C
Spezifische Wärme
0,11 BTU/lb-°F (32 – 212 °F)500 J/kg-°K (0 – 100 °C)
Elastizitätsmodul
29,0 x 106 psi200 GPa
Wärmeleitfähigkeit 212 °F (100 °C)
8,7 BTU/h/ft2/ft/°F15 W/m-°K
Mittlerer Wärmeausdehnungskoeffizient
Temperaturbereich |
|
||
°F |
°C |
in/in °F |
cm/cm °C |
68-212 |
20-100 |
8,9 x 10-6 cm |
16,0 x 10-6 cm |
Mechanische Eigenschaften
Werte bei 68 °F (20 °C) (Mindestwerte, sofern nicht anders angegeben)
Streckgrenze 0,2 % Ausgleich |
Ultimative Zugfestigkeit Kraft |
Verlängerung in 2 Zoll. |
Härte |
||
psi (min.) |
(MPa) |
psi (min.) |
(MPa) |
% |
|
30,000 |
205 |
75,000 |
515 |
40 |
95 Rockwell B |
316H verlangt auch eine Korngröße von ASTM Nr. 7 oder gröber.
Korrosionsbeständigkeit
In den meisten Fällen ist die Korrosionsbeständigkeit der Legierung 316H vergleichbar mit der der Legierung 316/316 L und hat eine überlegene Korrosionsbeständigkeit der der Legierung 304/304L. Prozessumgebungen, die die Legierung 304/304L nicht angreifen, greifen diese Sorte nicht an. Eine Ausnahme bilden jedoch stark oxidierende Säuren wie Salpetersäure, bei denen molybdänhaltige Edelstähle weniger widerstandsfähig sind. Die Legierung 316H 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 316H hat auch eine gute Beständigkeit gegen Lochfraß in Phosphor- und Essigsäure. Es eignet sich gut zum Kochen von 20%iger Phosphorsäure. Die Legierung kann auch in der Lebensmittel- und pharmazeutischen Prozessindustrie verwendet werden, wo sie zur Verarbeitung heißer organischer Säuren und Fettsäuren verwendet wird, bei denen eine Produktkontamination ein Problem darstellt.
Die Legierung 316H leistet auch bei hohen Chloridkonzentrationen eine gute Leistung im Frischwasserbetrieb. Die Legierung weist eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in Meeresumgebungen unter atmosphärischen Bedingungen auf.
Der höhere Molybdängehalt der Legierung 316H stellt sicher, dass sie bei Anwendungen mit Chloridlösungen, insbesondere in oxidierenden Umgebungen, eine überlegene Lochfraßbeständigkeit gegenüber der Legierung 304/304L aufweist.
Korrosionsbeständigkeit bei Lochfraß |
Korrosionsbeständigkeit im Spalt |
||
PRÄ |
CPT |
CCT |
|
24 |
20±2 Uhr |
<0 |
Korrosions-Grübchentemperatur (CPT), gemessen in der Avesta-Zelle (ASTM G 150), in einer 1M NaCl-Lösung (35.000 ppm oder mg/I Chloridionen).
Die kritische Spaltkorrosionstemperatur (CCT) wird durch Labortests nach ASTM G 48 Methode F ermittelt.
Fertigungsdaten
Die Legierung 316H kann leicht geschweißt und durch die üblichen Fertigungsverfahren verarbeitet werden.
Warmumformung Arbeitstemperaturen von 927 bis 1204 °C (1700 – 2200 °F) werden für die meisten Warmumformprozesse empfohlen. Für maximale Korrosionsbeständigkeit sollte die Legierung bei mindestens 1900 °F (1038 °C) geglüht und auf andere Weise mit Wasser abgeschreckt oder schnell abgekühlt werden. Kaltumformung Die Legierung ist sehr duktil und formt sich leicht. Kaltumformvorgänge erhöhen die Festigkeit und Härte der Legierung und können dazu führen, dass sie leicht magnetisch wird. Die Schweißlegierung 316H kann mit den meisten Standardverfahren problemlos geschweißt werden. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist nicht erforderlich. Die Bearbeitungslegierung 316H 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.
Warmumformung
Für die meisten Heißbearbeitungsprozesse werden Arbeitstemperaturen von 927 bis 1204 °C (1700 – 2200 °F) empfohlen. Für maximale Korrosionsbeständigkeit sollte die Legierung bei mindestens 1900 °F (1038 °C) geglüht und auf andere Weise mit Wasser abgeschreckt oder 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 316H 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 |