Trong thép không gỉ austenit, cả loại 316H và 316L đều thuộc dòng 316-được biết đến nhờ khả năng chống ăn mòn nâng cao. Sự khác biệt chính là hàm lượng carbon của chúng, quyết định tính chất cơ học, khả năng chống ăn mòn và ứng dụng của chúng.
Bài viết này cung cấp sự so sánh chi tiết giữa thép không gỉ 316H và 316L, kiểm tra thành phần hóa học, tính chất cơ học, hành vi ăn mòn và các ứng dụng điển hình của chúng.
316H so với 316L: Sự khác biệt về thành phần hóa học
316L (UNS S31603)là phiên bản-cacbon thấp của thép không gỉ 316 tiêu chuẩn, với hàm lượng cacbon tối đa là 0,03%. Ký hiệu tiêu chuẩn Trung Quốc của nó là 022Cr17Ni12Mo2. Hàm lượng carbon tối thiểu là sự lựa chọn thiết kế hợp kim để tăng cường khả năng hàn và khả năng chống nhạy cảm.
316H (UNS S31609)đại diện cho biến thể-carbon cao, với hàm lượng carbon nằm trong khoảng từ 0,04% đến 0,10%. Nó tương ứng với ký hiệu tiêu chuẩn của Trung Quốc là 07Cr17Ni12Mo2. Hàm lượng carbon cao được thiết kế đặc biệt để nâng cao hiệu suất-ở nhiệt độ cao.
Cả hai loại đều có hàm lượng crom (16-18%), niken (10-14%) và molypden (2-3%) tương tự, cung cấp các đặc tính chống ăn mòn cơ bản của dòng 316.
Việc bổ sung molypden đặc biệt quan trọng để tăng cường khả năng chống ăn mòn rỗ và kẽ hở trong môi trường chứa clorua.
316H so với 316L:Tính chất cơ họcSự khác biệt
316L: Khả năng hàn và chống ăn mòn vượt trội
316L có khả năng hàn tuyệt vời nhờ hàm lượng cacbon cực thấp. Lượng cacbon được giảm thiểu làm giảm đáng kể nguy cơ kết tủa cacbua crom trong quá trình hàn, điều này có thể dẫn đến sự nhạy cảm và hậu quả là ăn mòn giữa các hạt.
Điều này làm cho 316L đặc biệt thích hợp cho các thiết bị chế tạo cần hàn rộng rãi, đặc biệt là ở những phần dày hơn nơi chu kỳ nhiệt rõ rệt hơn.
Các tính chất cơ học của 316L bao gồm độ bền và độ dẻo tốt, mặc dù độ bền của nó ở nhiệt độ cao tương đối thấp hơn 316H. Nó không thể được tăng cường bằng cách xử lý nhiệt nhưng thể hiện đặc tính làm cứng tốt.
Nhiệt độ sử dụng được khuyến nghị của nó thường không vượt quá 450 độ, vượt quá mức đó có thể xảy ra sự xuống cấp đáng kể.
316H: Hiệu suất nhiệt độ-cao vượt trội
Hàm lượng carbon cao hơn của 316H giúp tăng cường độ bền-ở nhiệt độ cao, đặc biệt là về khả năng chống rão. Đây là một đặc tính quan trọng đối với các bộ phận hoạt động dưới áp lực ở nhiệt độ cao.
Loại này được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng ở nhiệt độ từ 500 độ đến 650 độ là điều cần thiết.
Trong khi 316H có khả năng chống ăn mòn tổng thể tốt với các biến thể 316 khác, khả năng hàn của nó tương đối kém hơn do khả năng hình thành cacbua crom ở ranh giới hạt trong quá trình hàn tăng lên.
Trong một số trường hợp, có thể cần-xử lý nhiệt sau mối hàn để khôi phục khả năng chống ăn mòn tối ưu ở các vùng-bị ảnh hưởng nhiệt.
316H so với 316L:Sức mạnh và khả năng chống leo
316H thường ở môi trường trên 100 độ. Hàm lượng cacbon cao góp phần trực tiếp vào độ bền đứt đứt của rão vượt trội và độ bền kéo ở nhiệt độ-cao. Creep, sự biến dạng chậm của vật liệu dưới tác dụng cơ học liên tục, bị chậm lại đáng kể bởi các nguyên tử carbon trong cấu trúc tinh thể 316H.
Hiệu suất rão vượt trội này là lý do tại sao 316H là lựa chọn bắt buộc đối với các bộ phận tuân theo Mã nồi hơi và bình áp suất ASME cũng như mã-đường ống nhiệt độ cao, vì giá trị ứng suất cho phép của nó ở nhiệt độ cao cao hơn đáng kể so với giá trị của 316L.
316H so với 316L:Phòng và nhiệt độ-thấp
Ở nhiệt độ phòng, 316H thể hiện hiệu suất tối thiểu được chỉ định và độ bền kéo cao hơn một chút so với 316L, là kết quả trực tiếp của việc tăng cường dung dịch cacbon-gây ra.
Ví dụ: trong khi 316L có thể có giới hạn chảy tối thiểu được chỉ định là 205 MPa thì 316H thường chỉ định 240 MPa hoặc cao hơn.
Mặc dù 316L vẫn giữ được độ dẻo dai tuyệt vời ở nhiệt độ thấp, nhưng độ bền thấp hơn của nó hạn chế việc sử dụng nó khi có tải trọng cơ học cao, bất kể nhiệt độ.
316H so với 316L:So sánh khả năng chống ăn mòn
Khả năng chống ăn mòn của 316H và 316L khác nhau đáng kể, chủ yếu là do sự thay đổi hàm lượng cacbon của chúng:
Ăn mòn giữa các hạt:
316L thể hiện khả năng chống ăn mòn giữa các hạt vượt trội, đặc biệt là sau các hoạt động hàn. Hàm lượng carbon thấp của nó làm giảm đáng kể sự hình thành cacbua crom (Cr₂₃C₆) ở ranh giới hạt, do đó ngăn chặn việc tạo ra các vùng nghèo crom-dễ bị ăn mòn.
316H, với hàm lượng cacbon cao hơn, dễ xảy ra hiện tượng này hơn, đặc biệt là ở các vùng-bị ảnh hưởng nhiệt của mối hàn.
Ăn mòn rỗ và kẽ hở:
Cả hai loại đều có khả năng chống rỗ và ăn mòn kẽ hở tốt nhờ hàm lượng molypden của chúng (thường là 2-3%).
Điều này làm cho chúng phù hợp với môi trường-chứa clorua, bao gồm cả các ứng dụng hàng hải. Hiệu suất về mặt này tương đối tương đương giữa hai loại, mặc dù 316L có thể chứng minh độ ổn định tốt hơn một chút trong một số ứng dụng nhiệt độ cao nhất định.
Quá trình oxy hóa ở nhiệt độ cao-:
316H vượt trội hơn 316L về khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ-cao do hàm lượng cacbon cao hơn, góp phần cải thiện độ bền và khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao.
Trong khi 316L có thể xuống cấp ở nhiệt độ trên 450 độ, thì 316H vẫn duy trì tính toàn vẹn và lớp oxit bảo vệ ở nhiệt độ cao hơn đáng kể.
316H so với 316L:Ứng dụng và sử dụng trong ngành
Các đặc tính hiệu suất khác nhau của 316H và 316L cho thấy sự phù hợp của chúng đối với các ứng dụng cụ thể:
Các ứng dụng điển hình của 316L:
Thiết bị xử lý hóa chất (bể chứa, đường ống, lò phản ứng).
Các thành phần hàng hải và hệ thống xử lý nước biển.
Thiết bị chế biến dược phẩm và thực phẩm.
Thiết bị y tế và dụng cụ phẫu thuật.
Các công việc hàn mà việc xử lý nhiệt sau hàn là-không khả thi.
Ứng dụng điển hình của 316H:
Bộ trao đổi nhiệt-nhiệt độ cao và các bộ phận của nồi hơi.
Ống hơi-nhiệt độ cao và ống siêu nóng.
Bình chịu áp lực hoạt động ở nhiệt độ cao.
Các bộ phận của lò nung và thiết bị xử lý nhiệt độ-cao.
Các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi độ bền nhiệt độ cao và khả năng chống ăn mòn kết hợp.
316L và 316H: Hướng dẫn lựa chọn
Việc lựa chọn giữa 316H và 316L đòi hỏi phải xem xét cẩn thận các điều kiện sử dụng:
Chọn 316L khi:
Ứng dụng này liên quan đến hàn rộng rãi, đặc biệt với các phần dày hơn.
Nhiệt độ dịch vụ vẫn dưới 450 độ.
Cần có khả năng chống ăn mòn giữa các hạt tối đa.
Ứng dụng này liên quan đến môi trường-giàu clorua hoặc xử lý hóa học.
Chọn 316H khi:
Nhiệt độ dịch vụ dao động từ 500 độ đến 650 độ.
Độ bền nhiệt độ-cao và khả năng chống rão là rất quan trọng.
Ứng dụng này liên quan đến việc ngăn chặn-áp suất nhiệt độ cao.
Cần có khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao.
Điều quan trọng cần lưu ý là hai loại này không thay đổi trực tiếp.
Phần kết luận
Thép không gỉ 316H và 316L tuy có thành phần tương tự nhau nhưng lại có ứng dụng dịch vụ khác nhau.
316L, với hàm lượng carbon cực thấp-, mang lại khả năng hàn vượt trội và khả năng chống ăn mòn giữa các hạt, khiến nó trở nên lý tưởng cho các ứng dụng xử lý hóa học, hàng hải và chế tạo nơi hàn rộng và nhiệt độ sử dụng vừa phải.
Ngược lại, 316H, với hàm lượng carbon cao hơn, mang lại độ bền nhiệt độ-cao, khả năng chống rão và khả năng chống oxy hóa nâng cao, khiến nó phù hợp cho các ứng dụng liên quan đến nhiệt độ cao như bộ trao đổi nhiệt, nồi hơi và thiết bị xử lý nhiệt độ-cao.
Việc lựa chọn giữa hai loại này phải dựa trên đánh giá toàn diện về các ứng dụng dịch vụ cụ thể, bao gồm nhiệt độ, môi trường ăn mòn, yêu cầu chế tạo và các yếu tố ứng suất cơ học.
