304 versus 316 roestvrij staal: algemeen-Purpose versus mariene-prestaties

Normen en benamingen

304 (UNS S30400) en 316 (UNS S31600) zijn de twee meest gespecificeerde austenitische roestvaste staalsoorten ter wereld. Beide zijn voor plaat, plaat en strip gedekt door ASTM A240/ASME SA240, voor buizen door ASTM A312, voor buizen door ASTM A269 en voor staven door ASTM A276. De Europese aanduidingen zijn 1.4301 en 1.4401 volgens EN 10088, de Japanse aanduidingen zijn SUS304 en SUS316 volgens JIS G4303-G4305, en de Chinese aanduidingen zijn 06Cr19Ni10 en 06Cr17Ni12Mo2 per GB/T 3280. Het doorslaggevende verschil is één enkel legeringselement: molybdeen.

Chemische samenstelling en PREN

De onderstaande samenstellingslimieten volgen ASTM A240.

Element (gew%)	304 (S30400)	316 (S31600)
Koolstof, max	0.08	0.08
Mangaan, max	2.0	2.0
Silicium, max	0.75	0.75
Fosfor, max	0.045	0.045
Zwavel, max	0.030	0.030
Chroom	18.0-20.0	16.0-18.0
Nikkel	8.0-10.5	10.0-14.0
Molybdeen	0,10, max	2.0-3.0
Stikstof, max	0.10	0.10

Het equivalente getal voor putweerstand, PREN=Cr + 3.3 x Mo + 16 x N, kwantificeert de weerstand tegen putcorrosie door chloride. Met typische samenstellingen heeft 304 een PREN van ongeveer 19, terwijl 316 ongeveer 24-28 bereikt omdat molybdeen 3,3 keer zijn gewichtspercentage bijdraagt. Dit verschil bepaalt welke omgevingen elke klasse kan overleven.

Mechanische eigenschappen

Minimumwaarden voor gegloeide plaat volgens ASTM A240 worden hieronder vermeld.

Eigendom	304	316
Treksterkte, min (MPa)	515	515
0,2% vloeigrens, min (MPa)	205	205
Rek in 50 mm, min (%)	40	40

Bij kamertemperatuur zijn de mechanische eigenschappen vrijwel identiek; de keuze tussen 304 en 316 wordt bijna altijd ingegeven door corrosieweerstand, niet door sterkte. Beide kwaliteiten zijn niet-magnetisch in gegloeide toestand en worden licht magnetisch na koudvervormen.

Corrosiebestendigheid in reële omgevingen

304 is bestand tegen atmosferische corrosie, zoet water, voedselproducten en milde chemicaliën, en presteert goed in droge binnen- en binnenbuitentoepassingen. Het is niet geschikt voor kust- of mariene omgevingen: zout en chloride in de lucht-beladen water veroorzaken putjes en roestvorming, meestal eerst bij spleten en beschadigde oppervlakken. 316 is veel beter bestand tegen putcorrosie door chloride en spleetcorrosie, en het wordt gebruikt voor zeewaterwarmtewisselaars, hardware voor offshore-platforms, kustbruggen, zwembadapparatuur en chemische verwerkingsapparatuur die chloride-houdende vloeistoffen verwerkt. In verdunde zuren en alkalische oplossingen presteert 316 ook beter dan 304, hoewel geen van beide kwaliteiten geschikt is voor geconcentreerde zuren of hete geconcentreerde pekel; voor deze diensten wordt een super{9}}austenitische molybdeenkwaliteit van 6% zoals UNS S31254 of een duplexkwaliteit zoals UNS S32205 gespecificeerd.

Toepassingen en kostenoverwegingen

304 is de standaardklasse voor kosten{1}}gevoelig, niet- chloorservice: gootstenen, kookgerei, apparaten, architecturale bekleding, leuningen, voedselverwerkingsapparatuur voor niet- zoute producten en zoetwaterleidingen. 316 wordt gespecificeerd overal waar blootstelling aan chloride onvermijdelijk is: maritieme hardware, componenten voor kustbouw, farmaceutische en biotechapparatuur, chemische tanks en pijpleidingen, en warmtewisselaars. Vanwege het molybdeengehalte kost 316 doorgaans 20-30% meer dan 304. Beide kwaliteiten vormen en lassen goed; 304 heeft een klein voordeel bij dieptrekken, en 316-lassen vereisen mogelijk beitsen en passiveren na het lassen om de corrosieweerstand bij agressief gebruik te herstellen.

Veelgestelde vragen

Is 316 altijd beter dan 304?Alleen in corrosieprestaties. Voor niet-chloorverbindingen is 304 meestal de voordeligere keuze met dezelfde sterkte.

Waarom wordt 316 maritieme kwaliteit genoemd?De 2-3% molybdeen geeft het de putweerstand die nodig is om zout water en kustatmosferen te overleven.

Roest 304?In kust- of chloride-omgevingen, ja; 304 zal putten en roesten waar 316 zou overleven.

Hoeveel kost 316 meer?Typisch 20-30% meer dan 304, wat de toevoeging van molybdeen weerspiegelt.

Zijn 304 en 316 magnetisch?Beide zijn in wezen niet-magnetisch in de uitgegloeide toestand; koud bewerken kan een licht magnetisme veroorzaken.

Welke kwaliteit wordt gebruikt voor voedselverwerking?304 is standaard voor contact met voedsel in niet-zoute gerechten; 316 heeft de voorkeur voor pekel, sauzen en schoonmaakchemicaliën die chloriden bevatten.

Veelgestelde vragen

Q1. Welke normen hebben betrekking op 304 en 316?
Beide zijn voor plaat, plaat en strip gedekt door ASTM A240/ASME SA240, voor buizen door ASTM A312, voor buizen door ASTM A269 en voor staven door ASTM A276; de Europese aanduidingen zijn 1.4301 en 1.4401 volgens EN 10088, de Japanse SUS304 en SUS316 volgens JIS G4303-G4305, en de Chinese 06Cr19Ni10 en 06Cr17Ni12Mo2 per GB/T 3280.

Vraag 2. Hoe verschilt de samenstelling?
316 bevat 2,0-3,0 procent molybdeen versus maximaal 0,10 voor 304, met chroom 16,0-18,0 versus 18,0-20,0 en nikkel 10,0-14,0 versus 8,0-10,5; koolstof-, mangaan-, silicium-, fosfor-, zwavel- en stikstoflimieten zijn hetzelfde, respectievelijk 0,08, 2,0, 0,75, 0,045, 0,030 en 0,10 max.

Q3. Hoe wordt het equivalente getal van de putweerstand berekend?
PREN=Cr + 3.3 x Mo + 16 x N; met typische samenstellingen bereikt 304 ongeveer 19, terwijl 316 ongeveer 24-28 bereikt, omdat molybdeen 3,3 keer zijn gewichtspercentage bijdraagt, en dit verschil bepaalt in welke chlorideomgevingen elke kwaliteit kan overleven.

Q4. Zijn de mechanische eigenschappen van 304 en 316 hetzelfde?
Ja, bij kamertemperatuur zijn ze vrijwel identiek volgens ASTM A240: minimale treksterkte 515 MPa, minimale 0,2 procent vloeigrens 205 MPa en minimale rek 40 procent, dus de keuze wordt bijna altijd ingegeven door corrosieweerstand, niet door sterkte.

Vraag 5. Wanneer moeten in plaats daarvan duplex- of super-austenitische kwaliteiten worden gespecificeerd?
Voor geconcentreerde zuren of hete geconcentreerde zoutoplossingen is noch 304 noch 316 geschikt; er wordt een super-austenitische molybdeenkwaliteit van 6 procent gespecificeerd, zoals UNS S31254 of een duplexkwaliteit zoals UNS S32205, en 316 kost doorgaans 20-30 procent meer dan 304 vanwege het molybdeengehalte.