316/316L合金不锈钢
316 合金( UNS S31600 ) 和316L( UNS S31603 ) 是以钼为基础的奥氏体不锈钢,这个不锈钢与常规的铬-镍奥氏体如304 合金相比,具有更好的抗一般腐蚀及点腐蚀、裂隙腐蚀性。这些合金具有更高的延展性、抗应力腐蚀性能、耐压强度及耐高温性能。除了出色的抗腐蚀性及强度,316 合金和316L铜-镍-钼合金还具有奥氏体不锈钢的典型特征即良好的装配性及成形性。
316(UNS S31600), 316L(S31603)不锈钢
316L一般属性
合金316(UNS S31600), 316L(S31603), 317L(S31703) 是以钼为基础的奥氏体不锈钢, 与常规的铬-镍奥氏体如304 合金相比,具有更好的抗一般腐蚀及点腐蚀、裂隙腐蚀性。这些合金具有更高的延展性、抗应力腐蚀性能、耐压强度及耐高温性能。在要求更佳抗一般腐蚀和点腐蚀性能的应用中,317L比316或316L更受欢迎,因为317L含钼量达3-4%,316和316L的含钼量只有2-3%。
316 合金和316L和317L铜-镍-钼合金还具有奥氏体不锈钢的典型特征,即良好的加工性及成形性。
316L化学成分
化学成分ASTM A240, ASME SA-240如下表所示
重量百分比除特别说明外,表中所列为最大值
成分 Alloy 316 Alloy 316L Alloy 317L
碳 0.08 0.030 0.030
锰 2.00 2.00 2.00
硅 0.75 0.75 0.75
铬 16.00-18.00 16.00-18.00 18.00-20.00
镍 10.00-14.00 10.00-14.00 11.00-15.00
钼 2.00-3.00 2.00-3.00 3.00-4.00
磷 0.045 0.045 0.045
硫 0.030 0.030 0.030
氮 0.10 0.10 0.10
铁 Balance Balance Balance
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316L耐腐蚀
一般腐蚀
和18-8不锈钢相比,316,316L和317L在大气环境下和其他温和环境下具有更佳的耐腐蚀性。一般来说,不腐蚀18-8不锈钢的媒介,都不会腐蚀含钼的等级。唯一例外的是高氧化性酸,如硝酸,含钼的不锈钢对这种酸的耐腐蚀性较弱。
在硫酸溶液中,316和317L比其他铬-镍类型的等级具有更良好的耐腐蚀性。在温度高达120°F(38°C)的条件下,这两个等级对高浓度溶液都有良好的耐腐蚀性。含钼不锈钢316和317L,对其他各种环境都有一定的耐腐蚀性。以下的腐蚀数据表明,这些合金在沸腾的20%磷酸溶液中,表现出优越的耐腐蚀性。它们也被广泛应用于处理热有机酸和脂肪酸。食物,医药产品的制造和处理,通常用到含钼的不锈钢,因为要尽量减少金属污染。
一般来说,在相同的环境条件下,316,316L可以看成和317L的性能相当。但是在可以引起焊接,热影响区晶间腐蚀的环境下,例外。在这样的媒介,316L和317L更常被选用,因为含碳量低,可以提高耐晶间腐蚀性。
316L点腐蚀/隙腐蚀
铬,钼,氮含量增加,可以提高奥氏体不锈钢在氯化物或其他卤素离子环境下的耐点腐蚀/隙腐蚀性。点腐蚀通过PREN(点蚀当量)来计算,PRE = Cr+3.3Mo+16N。316,316L的PREN=24.2,304的PREN=19.0, 这就反映了316(或316L)耐点腐蚀性比304好。317L,钼含量达31%,PREN=29.7,说明比316耐点腐蚀性更好。
316,317L适用某些海洋环境的应用,如船只导轨,海洋附近建筑物外墙等。316,317L合金在100小时5%盐雾测试中,都没有出现腐蚀(ASTM B117)
316L粒间腐蚀
316,317L合金暴露在800°F至1500°F (427°C至816°C)温度下,可能引起碳化铬在晶界沉淀。这类不锈钢暴露在苛刻环境下,容易形成粒间腐蚀。但是短暂暴露的时候,如焊接时,317L由于较高的铬,钼含量,比316更能抵御粒间腐蚀。当焊接厚度超过11.1mm时,即使是317L合金,也需要做退火处理才行。
316L,317L和对应的高碳含量合金相比,具有同等的耐腐蚀性和机械性能,在容易产生粒间腐蚀的应用中,这两种合金更是具有额外的优势。
316L抗氧化性
316,317L具有良好的抗氧化性,在大气环境下,温度即使到达1600 至1650°F(871 至899°C),锈皮产生率也比较低。一般来说,316的性能稍次于304不锈钢,因为304的铬含量稍高(18%,316铬含量16%)。氧化率通常受大气和作业环境所影响,因此无法提供确切的氧化率供参考。
316L物理性能
结构
适当退火后,316,317合金主要是奥氏体。少量铁素体或许会出现。当从800 至1500°F(427 至816°C),慢慢冷却,会产生碳化物沉淀,这时结构由奥氏体和碳化物构成。
熔化范围: 2450 to 2630°F (1390 to 1440°C)
密度: 0.29 lb/in3 (8.027 g/cm3)
抗拉弹性模数: 29 x 106 psi (200 Gpa)
剪切模量: 11.9 x 106 psi (82 Gpa)