Hoe is roestvrij staal 316 beter dan 304 voor maritiem gebruik?

Wat maakt 316 anders dan 304?

Zowel 304 als 316 zijn austenitische roestvaste staalsoorten, maar ze verschillen in één beslissend element: molybdeen. Kwaliteit 304 bevat ongeveer 18% chroom en 8-10,5% nikkel zonder opzettelijke toevoeging van molybdeen, terwijl 316 16-18% chroom, 10-14% nikkel en 2,0-3,0% molybdeen bevat. Deze toevoeging van molybdeen is de reden dat 316 wordt beschouwd als roestvrij staal van maritieme kwaliteit: het verbetert aanzienlijk de weerstand tegen putcorrosie en spleetcorrosie veroorzaakt door chloriden, die altijd aanwezig zijn in zeewater, zeewater en kustvochtigheid.

Vergelijking van chemische samenstelling

De onderstaande samenstellingsbereiken volgen ASTM A240 (plaat, plaat en strip), ASTM A312 (buis) en ASTM A269 (buis), met de Europese equivalenten 1.4301 (304) en 1.4401 (316) volgens EN 10088 en de Japanse equivalenten SUS304 en SUS316 volgens JIS G4304.

Element	304 (UNS S30400) gew.%	316 (UNS S31600) gew.%
Koolstof (C)	Maximaal 0,08	Maximaal 0,08
Chroom (Cr)	18.0-20.0	16.0-18.0
Nikkel (Ni)	8.0-10.5	10.0-14.0
Molybdeen (Mo)	Niet gespecificeerd	2.0-3.0
Mangaan (Mn)	Maximaal 2,0	Maximaal 2,0
Silicium (Si)	Maximaal 0,75	Maximaal 0,75
Fosfor (P)	Maximaal 0,045	Maximaal 0,045
Zwavel (S)	Maximaal 0,030	Maximaal 0,030
Stikstof (N)	Maximaal 0,10	Maximaal 0,10

Waarom molybdeen belangrijk is in chlooromgevingen

Chloride-ionen tasten lokaal de passieve chroomoxidefilm op roestvrij staal aan, waardoor putten en spleetcorrosie ontstaan, en uiteindelijk kunnen leiden tot spanningscorrosie. Molybdeen versterkt de passieve film en vertraagt ​​de anodische oplossing op de putlocatie, waardoor putten minder gemakkelijk ontstaan ​​en langzamer groeien. Het praktische effect wordt uitgedrukt in het equivalente getal voor de putweerstand, PREN=Cr + 3.3Mo + 16N, wat ongeveer 19 is voor de 304 en ongeveer 26 voor de 316. Bij spat-zone- en zout-spray-service vertonen 304-fittingen doorgaans binnen enkele maanden roestvlekken en putjes, terwijl 316-componenten jarenlang bruikbaar blijven als ze op de juiste manier worden onderhouden.

Vergelijking van mechanische eigenschappen

In gegloeide toestand hebben de twee kwaliteiten een vrijwel identieke sterkte bij kamertemperatuur-, dus de materiaalkeuze wordt eerder bepaald door corrosieweerstand dan door mechanische capaciteit.

Eigenschap (gegloeid, volgens ASTM A240)	304	316
Treksterkte min (MPa)	515	515
Opbrengststerkte min (MPa)	205	205
Verlenging min (%)	40	40
Maximale hardheid (HRB)	92	95
PREN (typisch)	~19	~26

Bij hogere temperaturen behoudt 316 een hogere kruip- en spannings- en breuksterkte dan 304 vanwege het molybdeengehalte. Daarom heeft 316 ook de voorkeur voor veel warmtewisselaar- en keteltoepassingen, niet alleen voor maritieme toepassingen.

Het selecteren van de juiste kwaliteit voor maritieme service

Voor componenten die worden blootgesteld aan zeewater, opspattend water of aanhoudende zoute-lucht, is 316 de juiste basiskeuze: hardware en schoenplaten voor boten, schroefassen, roerfittingen, maritieme leuningen, behuizingen voor offshore-instrumenten, warmtewisselaarbuizen en gevels van kustgebouwen. Gebruik voor gelaste scheepsconstructies 316L (UNS S31603, C max. 0,03%) zodat de door hitte-beïnvloede zone de corrosieweerstand niet verliest door carbideprecipitatie tijdens het lassen. Klasse 304 blijft acceptabel voor binnen- of beschutte toepassingen en voor locaties waar slechts milde atmosferische corrosie optreedt, waar de lagere kosten een voordeel zijn. Voor permanente onderdompeling in zeewater of zeer agressieve chloridemedia kunt u alternatieven met een hogere{10}}legering overwegen, zoals duplex 2205 (UNS S32205) of superduplex 2507 (UNS S32750).

Veelgestelde vragen

Waarom is 316 beter dan 304 in zeewater?

De toevoeging van 2,0-3,0% molybdeen in 316 maakt de passieve film stabieler tegen chloride-aantasting, waardoor een veel betere weerstand wordt geboden tegen putcorrosie en spleetcorrosie.. 304 heeft geen molybdeen en ontwikkelt snel putjes en roestvlekken in spat--zone of zoutnevel.

Is 304 volledig ongeschikt voor gebruik op zee?

Niet helemaal, maar het gebruik ervan moet beperkt worden tot beschutte, binnen- of milde atmosferische locaties. Overal waar chloriden zich kunnen concentreren, zoals spatzones, bevestigingsmiddelen in dekbeslag of kustgevels, zal 304 veel eerder corroderen dan 316.

Moet ik 316 of 316L kiezen voor gelaste bootonderdelen?

Kies 316L. Het maximale koolstofgehalte van 0,03% voorkomt neerslag van chroomcarbide in de door de laswarmte-beïnvloede zone, zodat de lasverbinding zijn corrosieweerstand behoudt zonder na-warmtebehandeling na het lassen. 316L wordt in ASTM A240 gespecificeerd als UNS S31603 en in EN 10088 als 1.4404.

Wat betekent PREN?

PREN is het equivalente getal voor de putweerstand, berekend als Cr + 3.3Mo + 16N. Een hogere PREN duidt op een betere weerstand tegen putcorrosie in chloride-omgevingen: ongeveer 19 voor 304, ongeveer 26 voor 316, ongeveer 33 voor duplex 2205 en ongeveer 42 voor superduplex 2507.

Waarom is 316 duurder dan 304?

316 bevat 2,0-3,0% molybdeen en een hoger nikkelgehalte (10-14% versus 8-10,5%). Zowel molybdeen als nikkel zijn kostbare legeringselementen, dus de prijspremie van 316 is de directe kosten van corrosiebestendigheid van maritieme kwaliteit.

Kan 316 304 in alle toepassingen vervangen?

Technisch gezien wel in de meeste gevallen, aangezien 316 qua sterkte en vervormbaarheid overeenkomt met 304 en tegelijkertijd corrosiebestendigheid toevoegt. 316 is echter duurder qua kosten, en voor puur atmosferische of voedselcontact-contacttaken zonder chloriden blijft 304 de economische standaard.