En els acers inoxidables austenítics, els graus 316H i 316L pertanyen a la sèrie 316-coneguda per la seva resistència a la corrosió millorada. La principal diferència és el seu contingut de carboni, que determina les seves propietats mecàniques, resistència a la corrosió i aplicacions.
Aquest article proporciona una comparació detallada entre l'acer inoxidable 316H i 316L, examinant les seves composicions químiques, propietats mecàniques, comportament a la corrosió i aplicacions típiques.
316H vs 316L: diferència de composició química
316L (UNS S31603)és la versió baixa-de carboni de l'acer inoxidable 316 estàndard, amb un contingut màxim de carboni del 0,03%. La seva designació estàndard xinesa és 022Cr17Ni12Mo2. El contingut de carboni minimitzat és una opció de disseny d'aliatge per millorar la soldabilitat i la resistència a la sensibilització.
316H (UNS S31609)representa la variant d'alt-carboni, amb un contingut de carboni que oscil·la entre el 0,04% i el 0,10%. Correspon a la designació estàndard xinesa 07Cr17Ni12Mo2. El contingut elevat de carboni està dissenyat específicament per millorar el rendiment a altes-temperaturas.
Tots dos graus mantenen continguts similars de crom (16-18%), níquel (10-14%) i molibdè (2-3%), que proporcionen les característiques fonamentals de resistència a la corrosió de la sèrie 316.
L'addició de molibdè és especialment crucial per millorar la resistència a la corrosió per picats i esquerdes en entorns que contenen-clorur.
316H vs 316L:Propietats mecàniquesDiferència
316L: Excel·lent soldabilitat i resistència a la corrosió
316L té una excel·lent soldabilitat, derivada del seu contingut de carboni ultra-baix. El carboni minimitzat redueix significativament el risc de precipitació de carbur de crom durant la soldadura, que pot provocar sensibilització i corrosió intergranular consegüent.
Això fa que el 316L sigui especialment adequat per a equips fabricats que requereixen una soldadura extensa, especialment en seccions més gruixudes on els cicles tèrmics són més pronunciats.
Les propietats mecàniques del 316L inclouen una bona duresa i ductilitat, tot i que la seva resistència a temperatures elevades és comparativament inferior a 316H. No es pot reforçar amb tractament tèrmic, però demostra bones característiques d'enduriment.
La seva temperatura de servei recomanada generalment no supera els 450 graus, més enllà de la qual es pot produir una degradació important.
316H: rendiment superior a -temperatura alta
El contingut de carboni més elevat del 316H proporciona una resistència a alta-temperatura, especialment pel que fa a la resistència a la fluència. És una propietat crítica per als components que operen sota estrès a temperatures elevades.
Aquest grau està dissenyat específicament per a aplicacions a temperatures entre 500 graus i 650 graus és essencial.
Tot i que el 316H comparteix una bona resistència a la corrosió general amb altres variants del 316, la seva soldabilitat és comparativament més pobre a causa de l'augment de la susceptibilitat a la formació de carbur de crom als límits del gra durant la soldadura.
En alguns casos, pot ser necessari un tractament tèrmic posterior a la-soldadura per restaurar la resistència a la corrosió òptima a les zones-afectades per la calor.
316H vs 316L:Força i resistència a la fluència
316H és normalment en entorns que superen els 100 graus. L'alt contingut de carboni contribueix directament a una resistència a la ruptura per fluència superior i a una resistència a la tracció a alta-temperatura. La fluència, la lenta deformació d'un material sota una tensió mecànica contínua, es veu retardada significativament pels àtoms de carboni dins de l'estructura cristal·lina 316H.
Aquest rendiment de fluència superior és el motiu pel qual el 316H és l'opció obligatòria per als components subjectes als codis de calderes i recipients a pressió ASME i als codis de canonades d'alta-temperatura, ja que els seus valors de tensió permesos a temperatures elevades són substancialment més alts que els del 316L.
316H vs 316L:Força a l'habitació i a la baixa{0}}temperatura
A temperatura ambient, el 316H presenta un rendiment mínim i una resistència a la tracció especificats ligerament superiors en comparació amb el 316L, un resultat directe de l'enfortiment de la solució induïda pel carboni-.
Per exemple, mentre que el 316L pot tenir un límit elàstic mínim especificat de 205 MPa, el 316H sovint especifica 240 MPa o més.
Encara que el 316L encara conserva una excel·lent duresa a baixes temperatures, la seva menor resistència limita el seu ús en altes càrregues mecàniques, independentment de la temperatura.
316H vs 316L:Comparació de resistència a la corrosió
La resistència a la corrosió de 316H i 316L difereix significativament, principalment a causa de les seves variacions de contingut de carboni:
Corrosió intergranular:
316L presenta una resistència superior a la corrosió intergranular, especialment després de les operacions de soldadura. El seu baix contingut de carboni redueix dràsticament la formació de carburs de crom (Cr₂₃C₆) als límits del gra, evitant així la creació de zones esgotades de crom- susceptibles a atacs corrosius.
El 316H, amb el seu contingut de carboni més elevat, és més susceptible a aquest fenomen, especialment a les zones afectades per la calor-de les soldadures.
Corrosió per picades i escletxes:
Tots dos graus demostren una bona resistència a la corrosió per picats i esquerdes, atribuïble al seu contingut de molibdè (normalment 2-3%).
Això els fa adequats per a entorns que contenen-clorur, incloses les aplicacions marines. El rendiment en aquest sentit és relativament comparable entre els dos graus, tot i que 316L pot demostrar una estabilitat lleugerament millor en determinades aplicacions de temperatura elevada.
Oxidació a -alta temperatura:
El 316H supera els 316L en resistència a l'oxidació a alta -temperatura a causa del seu contingut de carboni més elevat, que contribueix a millorar la resistència i la resistència a l'oxidació a temperatures elevades.
Tot i que el 316L pot degradar-se per sobre dels 450 graus, el 316H manté la seva integritat i la seva capa d'òxid protectora a temperatures significativament més altes.
316H vs 316L:Aplicacions i usos industrials
Les diferents característiques de rendiment de 316H i 316L dicten la seva idoneïtat per a aplicacions específiques:
316L Aplicacions típiques:
Equips de processament químic (dipòsits, canonades, reactors).
Components marins i sistemes de manipulació d'aigua de mar.
Equips farmacèutics i de processament d'aliments.
Dispositius mèdics i instrumental quirúrgic.
Fabricacions soldades on el tractament tèrmic post-soldadura no és factible.
316H Aplicacions típiques:
Bescanviadors de calor i components de la caldera d'alta-temperatura.
Tubs de vapor d'alta-temperatura i tubs de superescalfador.
Recipients a pressió que funcionen a temperatures elevades.
Peces de forn i equips de processament-d'alta temperatura.
Aplicacions industrials que requereixen una resistència combinada a alta temperatura i resistència a la corrosió.
316L vs 316H: Guia de selecció
Escollir entre 316H i 316L requereix una consideració acurada de les condicions del servei:
Seleccioneu 316L quan:
L'aplicació implica una soldadura extensa, especialment amb seccions més gruixudes.
Les temperatures de servei es mantenen per sota dels 450 graus.
Es requereix la màxima resistència a la corrosió intergranular.
L'aplicació inclou entorns de processament-rics en clorur o químics.
Seleccioneu 316H quan:
Les temperatures de servei oscil·len entre els 500 i els 650 graus.
La resistència a alta-temperatura i la resistència a la fluència són fonamentals.
L'aplicació implica la contenció de la pressió d'alta-temperatura.
Es requereix una resistència a l'oxidació a temperatura elevada.
És important tenir en compte que aquests dos graus no canvien directament.
Conclusió
Els acers inoxidables 316H i 316L, tot i que la seva composició és similar, són aplicacions de servei diferents.
El 316L, amb el seu contingut de carboni ultra-, ofereix una soldabilitat superior i una resistència a la corrosió intergranular, el que el fa ideal per a aplicacions de processament químic, marines i de fabricació on la soldadura és extensa i les temperatures de servei són moderades.
Per contra, el 316H, amb el seu contingut de carboni més alt, proporciona una resistència a alta-temperatura, resistència a la fluència i resistència a l'oxidació, el que el fa adequat per a aplicacions que impliquen temperatures elevades, com ara intercanviadors de calor, calderes i equips de processament a-alta temperatura.
La selecció entre aquests dos graus s'ha de basar en una avaluació exhaustiva de les aplicacions de servei específiques, incloent la temperatura, l'entorn corrosiu, els requisits de fabricació i els factors d'estrès mecànic.
