الفولاذ المقاوم للصدأ SUS316L (UNS S31603): درجة أوستنيتي منخفضة الكربون لخدمة التآكل

نظرة عامة على الدرجات والمعادلات الدولية

SUS316L هو تصنيف JIS للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي UNS S31603 -الموليبدينوم منخفض الكربون-. يقتصر محتوى الكربون فيه على 0.03% كحد أقصى، مما يمنع ترسيب كربيد الكروم عند حدود الحبوب أثناء اللحام والتعرض لدرجات الحرارة المرتفعة. ونتيجة لذلك، يمكن استخدام SUS316L عادةً في حالة اللحام-بدون التلدين بعد اللحام، حتى في المقاطع الثقيلة. تم تحديد نفس الدرجة بـ 316L في مواصفات ASTM و1.4404 في نظام EN، وهي واحدة من أكثر أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ المحددة على نطاق واسع لخدمة عمليات التآكل.

نظام التعيين	اسم الصف	المعيار المرجعي
جيس	SUS316L	جيس G4303، G4304
أونس	S31603	أستم A240، A312، A213، A269
أستم	316L	أستم A240، A312، A213، A269
إن	1.4404 (X2CrNiMo17-12-2)	إن 10088

التركيب الكيميائي

تعكس النطاقات أدناه متطلبات JIS G4304 لـ SUS316L. عنصر التحكم الأكثر أهمية هو الحد الأقصى للكربون بنسبة 0.03%، والذي يحدد درجة L. يسمح ASTM A240 لـ UNS S31603 بالنيكل بنسبة 10.0-14.0% والسيليكون بنسبة 0.75% كحد أقصى؛ النطاقات الأخرى متسقة بين النظامين.

عنصر	C	سي	من	P	S	كر	ني	شهر
حد، ٪	0.030 كحد أقصى	1.00 كحد أقصى	2.00 كحد أقصى	0.045 كحد أقصى	0.030 كحد أقصى	16.0-18.0	12.0-15.0	2.0-3.0

تعد إضافة الموليبدينوم بنسبة 2-3% هي الفرق الرئيسي عن 304L. يقوي الموليبدينوم الطبقة السلبية ويحسن بشكل ملحوظ مقاومة التآكل والشقوق في الوسائط المحتوية على الكلوريد، بالإضافة إلى مقاومة الأحماض المختزلة المخففة.

الخواص الميكانيكية

الحد الأدنى لخصائص درجة حرارة الغرفة-لللوحة موضح في JIS G4304 وASTM A240 على النحو التالي.

ملكية	جيس G4304	أستم A240
قوة الشد، MPa	480 دقيقة	485 دقيقة
0.2% قوة الإثبات/الخضوع، MPa	175 دقيقة	170 دقيقة
استطالة،٪	40 دقيقة	40 دقيقة
صلابة	187 HBW كحد أقصى	217 اتش بي دبليو كحد أقصى

مقاومة التآكل وحدود الخدمة

حيث يعمل SUS316L بشكل جيد

يقاوم SUS316L التآكل والشقوق في الكلوريد-الذي يتحمل الماء والأجواء الجوية بشكل أفضل بكثير من 304L، ويعمل بشكل جيد في أحماض الكبريتيك والفوسفوريك المخففة، والأحماض العضوية، والأحماض الغذائية، ومعظم محاليل الملح المحايدة. يحافظ المحتوى المنخفض من الكربون على منطقة اللحام-المتأثرة بالحرارة خالية من التحسس، ولهذا السبب يهيمن هذا النوع على معدات معالجة المواد الكيميائية والأغذية الملحومة.

البيئات الحدية

الكلوريدات الساخنة المركزة، والأحماض المختزلة القوية مثل حمض الهيدروكلوريك الساخن، ومياه البحر عند درجات حرارة مرتفعة يمكن أن تسبب التنقر أو الهجوم على الشقوق أو التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي. بالنسبة لهذه الخدمة، يحدد المهندسون سبائك موليبدينوم أعلى- مثل سبائك الموليبدينوم الفائقة-الأوستنيت UNS S31254 بنسبة 6% أو السبائك القائمة على النيكل- مثل UNS N10276، والتي توفر هامش تآكل كبير يزيد عن 316L.

اللحام والتصنيع

SUS316L قابل للحام بجميع العمليات القياسية بما في ذلك TIG وMIG وMMA وSAW. يتجنب المحتوى المنخفض من الكربون التحسس، لذا فإن المعالجة الحرارية بعد اللحام-لا تكون مطلوبة عادةً؛ عندما تكون هناك حاجة إلى أقصى قدر من المقاومة للتآكل، يوصى بمطابقة الحشو منخفض الكربون مثل ER316L أو ER316LSi. تتشابه قابلية التشكيل وقابلية التشغيل الآلي مع 316، على الرغم من أن محتوى الموليبدينوم يجعل التصنيع أكثر تطلبًا إلى حد ما من 304. ويتم إجراء عملية التلدين بالمحلول، عند الحاجة، بالقرب من 1010-1120 درجة يليها تبريد سريع.

التطبيقات النموذجية

السفن والخزانات والأنابيب الكيماوية والبتروكيماوية

المعدات الصيدلانية والعمليات الحيوية

خطوط تجهيز الأغذية والمشروبات

مبادلات حرارية ومكثفات من الكلوريد-تحمل مياه التبريد

المكونات المعمارية الساحلية والدرابزين

الأدوات الجراحية وأجهزة -الزرع حيثما تم تحديد ذلك

الأسئلة المتداولة

1. هل SUS316L مناسب للزراعة الطبية؟

يتمتع الفولاذ الأوستنيتي من النوع 316L-بتاريخ طويل في الأجهزة الطبية. ومع ذلك، يتم إنتاج مادة درجة -الزرع وفقًا لضوابط أكثر صرامة على الشوائب والنظافة الدقيقة والاتساق الميكانيكي، والتي يتم تحديدها عادةً كـ 316LVM (UNS S31673) إلى ASTM F138 أو ISO 5832-1. يعتبر SUS316L لكل JIS G4304 مناسبًا تمامًا للأدوات الجراحية ومعدات المستشفيات، في حين يجب أن تستدعي أجهزة الزرع متغير الدرجة الطبية بشكل صريح.

2. هل يمكن استخدام SUS316L في درجات الحرارة المبردة؟

نعم. بصفته درجة أوستنيتي بالكامل، يحتفظ SUS316L بمتانة تأثير ممتازة تصل إلى -196 درجة وأقل، ويستخدم على نطاق واسع لتخزين الغاز المسال، والأنابيب المبردة وأوعية الضغط المصممة وفقًا لقواعد ASME. يعد المحتوى المنخفض من الكربون ميزة إضافية لأنه يتجنب ترسيب الكربيد أثناء عمليات اللحام المتعددة النموذجية للتصنيع المبرد.

3. كيف يتصرف SUS316L في البيئات الحمضية؟

يقاوم الصف حمض الكبريتيك المخفف وحمض الفوسفوريك ومعظم الأحماض العضوية عند درجات حرارة معتدلة، ويتفوق في الأداء على 304 لتر في هذه الوسائط. إنه غير مناسب لحمض الهيدروكلوريك المركز الساخن أو غيره من الأحماض شديدة الاختزال، حيث تكون مواد السبائك الأعلى - مثل الدرجات الفائقة -الأوستنيتيك أو النيكل- مطلوبة.

4. ما هو الفرق بين SUS316 وSUS316L للحام؟

حد الكربون: يسمح SUS316L بحد أقصى 0.03% بينما يسمح SUS316 بحد أقصى 0.08%. في المقاطع الملحومة الثقيلة، يمكن أن يؤدي ارتفاع نسبة الكربون في SUS316 إلى ترسيب كربيدات الكروم في المنطقة المتأثرة بالحرارة- أثناء اللحام، مما يتسبب في حدوث حساسية ومخاطر التآكل بين الحبيبات أثناء الخدمة. يتجنب SUS316L ذلك ويتم استخدامه عادةً ك-ملحوم، ولهذا السبب تهيمن درجات L على المعدات الكيميائية الملحومة.

5. ما هي الصيانة اللازمة للتطبيقات الساحلية؟

على الرغم من أن SUS316L يقاوم الأجواء البحرية، إلا أن رواسب الكلوريد تحت الأوساخ أو النمو البحري أو في الشقوق يمكن أن تؤدي إلى التنقر. الغسيل الدوري بالمياه العذبة والإزالة السريعة للرواسب والتصميمات التي تتجنب الشقوق الراكدة وتوفر الصرف تطيل عمر الخدمة بشكل كبير. في مناطق الرذاذ الشديد أو مياه البحر الساخنة، تعتبر درجة الأوستنيتي الموليبدينوم الفائق بنسبة 6% -مواصفات أكثر أمانًا.