SUS316L vs. Edelstahl 304L: Chloridkorrosion

Einführung: Zwei kohlenstoffarme Austenite, ein entscheidender Unterschied

SUS316L (UNS S31603) und SUS304L (UNS S30403) sind die kohlenstoffarmen Versionen der beiden häufigsten austenitischen Edelstähle. Beide halten den Kohlenstoffgehalt bei maximal 0,030 Prozent, was die Ausfällung von Chromkarbid beim Schweißen verhindert. Der entscheidende Unterschied ist Molybdän: 316L enthält 2,0 bis 3,0 Prozent, 304L enthält keines. Dieser einzelne Zusatz verändert das Korrosionsverhalten im Chloridbetrieb mehr als jeder andere Faktor.

Chemische Zusammensetzung im Vergleich

Element (Gew. %)	304L (ASTM A240)	316L (ASTM A240)
Kohlenstoff (C)	0,030 max	0,030 max
Mangan (Mn)	2,00 max	2,00 max
Phosphor (P)	0,045 max	0,045 max
Schwefel (S)	0,030 max	0,030 max
Silizium (Si)	0,75 max	0,75 max
Chrom (Cr)	17.50 - 19.50	16.00 - 18.00
Nickel (Ni)	8.00 - 12.00	10.00 - 14.00
Molybdän (Mo)	-	2.00 - 3.00
Stickstoff (N)	0,10 max	0,10 max
Eisen (Fe)	Gleichgewicht	Gleichgewicht

Mechanische Eigenschaften im Vergleich (geglüht)

Eigentum	304L	316L
Zugfestigkeit	485 MPa min	485 MPa min
Streckgrenze (0,2 % Offset)	170 MPa min	170 MPa min
Verlängerung	40 % mind	40 % mind
Härte	201 HB max	217 HB max

Warum Molybdän wichtig ist: PREN- und Chlorid-Angriff

Die Äquivalentzahl des Lochfraßwiderstands (PREN=%Cr + 3.3 x %Mo + 16 x %N) schätzt den Widerstand gegen lokalisierten Chloridangriff. Bei typischen mittleren Zusammensetzungen liegt 304L bei etwa 19, während 316L 24 bis 26 erreicht. In der Praxis bedeutet dies, dass 316L höhere Chloridkonzentrationen, höhere Temperaturen und aggressivere Spaltgeometrien toleriert, bevor Lochfraß oder Spaltkorrosion einsetzt. Molybdän erhöht außerdem die Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion in heißen Chloridmedien und gegen den Angriff durch verdünnte Schwefel-, Phosphor- und organische Säuren.

Anwendungen

304L: Lebensmittelverarbeitung, Molkerei, Brauerei, pharmazeutische Wassersysteme, Architektur, Lagerung milder Chemikalien

316L: Meerwasser-exponierte Ausrüstung, Entsalzungsanlagen, Küstenarchitektur, chemische Reaktoren, Zellstoff und Papier, pharmazeutische Bioprozessbehälter, Wärmetauscher mit Kühlwasser

Kosten und Verfügbarkeit

316L hat aufgrund des Molybdän- und höheren Nickelgehalts einen Preisaufschlag gegenüber 304L. Wenn die Umgebung nicht chloridhaltig ist, ist 304L die wirtschaftliche Wahl; Wenn das Risiko von Lochfraß besteht, ist die Prämie für 316L weitaus günstiger als ein Korrosionsschaden.

So wählen Sie aus

Überprüfen Sie die Chloridkonzentration, die Temperatur und das Vorhandensein von Spalten im Design. Wenn der Chloridgehalt bei Umgebungstemperatur etwa einige Hundert ppm übersteigt oder wenn der Service Meerwasser umfasst, geben Sie 316L an. Wenn die Medien organisch oder leicht sauer ohne Chloride sind, ist 304L ausreichend. Für sehr schwere Chloridanwendungen sollten Duplex- oder super{5}austenitische Qualitäten bewertet werden.

FAQ

1. Was bedeutet das L in 304L und 316L?

L steht für Low Carbon mit einem maximalen Kohlenstoffgehalt von 0,030 Prozent, wodurch Sensibilisierung und interkristalline Korrosion nach dem Schweißen vermieden werden.

2. Ist 316L immer besser als 304L?

Nicht immer. Die beiden haben nahezu identische mechanische Eigenschaften. 316L ist nur dann besser, wenn Chloride oder Prozesssäuren vorhanden sind; anderswo ist 304L ausreichend und billiger.

3. Wie hoch ist der PREN von 304L und 316L?

Bei Zusammensetzungen im mittleren -Bereich beträgt 304L etwa 19 und 316L etwa 24 bis 26. Der genaue Wert hängt von der zertifizierten Wärmechemie ab.

4. Kann 316L 304L in allen Anwendungen ersetzen?

Mechanisch gesehen ja, da die Anforderungen an Zugfestigkeit und Streckgrenze gleich sind, aber es kostet mehr. Ein Austausch ist gerechtfertigt, wenn die Korrosionsbeständigkeit dies erfordert, und nicht als pauschale Regel.

5. Müssen beide Güten nach dem Schweißen einer Wärmebehandlung unterzogen werden?

Nein. Der maximale Kohlenstoffgehalt von 0,030 Prozent ermöglicht die Verwendung geschweißter Abschnitte im geschweißten Zustand für die meisten Anwendungen.

6. Welche Sorte widersteht Spannungsrisskorrosion besser?

316L wehrt Chlorid-Spannungskorrosionsrisse besser ab als 304L, obwohl keines von beiden vollständig immun ist; Bei starkem SCC-Einsatz sind Duplex-Edelstähle die Standardlösung.