استیل ۳۱۶ و 316L چه تفاوتی دارند
استنل استیل ها یا فولادهای ضد زنگ، آلیاژهایی از فولاد هستند که حاوی کروم به میزان حداقل 12 درصد می باشند. وجود این میزان کروم در ساختار استنلس استیل ها باعث شده است تا در برابر خوردگی از مقاومت خوبی برخوردار باشند. البته علاوه بر کروم از عناصر آلیاژ دیگری مانند نیکل، مولیبدن، مس و ... نیز در ساختار استنلس استیل ها استفاده می شود. تغییر حتی اندک میزان هر کدام از این عناصر باعث می شود تا یک گرید جدید از استنلس استیل ها به وجود بیابد. به همین دلیل است که امروزه بیش از صدها گرید مختلف استنلس استیل تولید شده است. یکی از انواع پرکاربرد فولادهای ضد زنگ، استیل 316 می باشد. این استیل در گروه استیل های آستنیتی یا نگیر جای دارد. اما علاوه بر استیل 316 گرید دیگری بسیار شبیه به آن با نام استیل 316L نیز تولید می شود. حرف L در انتهای این استیل به مخفف کلمه Low می باشد و به معنای مقدار کربن در ساختار آن در مقایسه با استیل 316 است. در این مقاله ما به بررسی ویژگی های این دو گرید پرداخته ایم.
مقدمه
فولاد ضد زنگ (استنلس استیل) یکی از پرکاربردترین مواد در صنایع مختلف است. دو گرید پرکاربرد این نوع فولاد، استیل 316 و استیل 316L هستند که شباهت‌ها و تفاوت‌های قابل‌توجهی دارند. در این مقاله به بررسی تفاوت‌های این دو گرید از نظر ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، مقاومت در برابر خوردگی، قابلیت جوشکاری و کاربردهای صنعتی می‌پردازیم.
استنلس استیل 316 و 316L: کاربردها و ویژگی ها
استنل استیل ها یا فولادهای ضد زنگ به دلیل ویژگی هایی مانند استحکام، ضد زنگ بودن، در دسترس بودن و ... از آلیاژهای محبوب در صنعت به شمار می آیند. یکی از نکات جالب توجه در رابطه با استنلس استیل ها این است که تنها با تغییر مقادیر بسیار کم عناصر آلیاژی که در آن به کار رفته است می توان به گریدهای متفاوتی دست یافت که ویژگی های منحصر به خود دارد. همین مساله باعث شده است که امروزه صدها گرید مختلف از استنلس استیل ها تولید شود که هر کدام کاربرد مخصوص به خود را دارند.
یکی از انواع پر مصرف استنلس استیل، استیل به شماره 316 است که در این مقاله مورد بررسی قرار خواهد گرفت و با گرید هم خانواده اش یعنی استیل 316L مقایسه می شود.
آنچه در این مقاله مطالعه خواهید کرد:
- استیل 316 چیست؟
- استیل 316L چیست؟
- شباهت های استیل 316 و 316L
- تفاوت های استیل 316 و 316L
- انتخاب استیل 316 یا استیل 316L؟
استیل 316 چیست؟
استیل 316 گریدی از استنلس استیل است که به گروه آستنیت ها تعلق دارد. حاوی حداکثر 0.08 درصد کربن و بین 2 تا 3 درصد مولبیدن است. وجود مولیبدن باعث بهبود مقاومت بیشتر در برابر خوردگی، کاربرد در شرایط اسیدی و همچنین مقاومت در برابر خوردگی حفره ای در دماهای بالا می شود.
ویژگی های استیل 316
برخی از ویژگی های استیل 316 عبارت است از:
استحکام بالایی دارد و می توان آن ها را بدون اینکه دچار ترک شود به صورت اشکال مختلف قالب ریزی کرد.
مقاومت بالایی به خوردگی دارد. می تواند برای ساخت قطعاتی که در معرض اسید و مواد شیمیایی دارند به کار برده شود.
قابلیت جوش و شکل پذیری خوبی دارد.
مدول الاستیک آن 193 GPa است.
نقطه ذوب آهن بین 1371 تا1399 درجه سانتیگراد است.
استحکام کششی آن حداقل 515 MPa است.
چگالی آن 7.98 g/cm3 است.
کاربردهای استیل 316
استیل 316 برای ساخت محصولاتی که در معرض خوردگی قرار دارند به کار برده می شود. برای مثال می توان به ساخت مبدل های حرارتی، تجهیزات پتروشیمی و عکاسی، پمپ ها و تجهیزات دریایی اشاره کرد.
استنلس استیل 316L چیست؟
استیل 316L حاوی مقدار کمتری کربن در مقایسه با اسیتل 316 است. مقدار کربن این گرید حداکثر برابر 0.03 درصد می باشد. این میزان کربن اثر رسوب کاربید در طول فرایندهایی مانند جوشکاری را کاهش می دهد.
ویژگی های استیل 316L
از جلمه ویژگی های استیل 316L می توان به موارد زیر اشاره کرد:
مقاومت بالا در برابر خزش (creep)
توانایی خوب فرم پذیری
در دمای بالای استیل 316L استحکام کششی بالایی دارد.
مهمترین ویژگی استیل 316L این است که در مقایسه با استیل 316 کربن و مولیبدن کمتری دارد. به همین دلیل از مقاومت بالاتری در برابر خوردگی نسبت به گرید 316 برخوردار است.
کاربرد استنلس استیل 316L
در صنایع زیر از استیل 316L استفاده می شود:
صنایع شیمیایی و فرآوری غذا
صنایع دریایی
جواهر سازی
کمپانی های تصفیه آب
تولید قدرت
شباهت های استیل 316 و 316L
در ادامه ی این مقاله ما به برخی شباهت های دو گرید 316 و 316L اشاره خواهیم کرد.
مقاومت به خوردگی
هر دو گرید به دلیل داشتن مولیبدن و نیکل از مقاومت بالایی در برابر خوردگی ناشی از اسیدها و یون های کلرید برخوردارند.
ترکیب شیمیایی
ترکیب شیمیایی هر دو گرید شبیه است هر چند درصد کربنی که در آن ها به کار رفته است متفاوت می باشد.
انعطاف پذیری بالا
دو گرید استیل 316 و 316L از انعطاف بالایی برخوردار هستند. می توانند به راحتی از طریق ماشین کاری یا ساخت با اشکال مختلف درآورده شوند. همچنین عملیات مختلف مانند کشش، سوراخکاری، خم کاری و سایر فرایندهایی را بدون ترک روی آن ها قابل انجام است.
جوش پذیری
به دلیل مقاومت بالا هر دو گرید استیل 316 و استیل 316L برای کارهایی که مستلزم جوشکاری ست می تواند به کار برده شود.
قیمت
با وجود مقدار کم تفاوت در میزان کربن این دو گرید تقریبا از قیمت های مشابهی برخوردار هستند.
تفاوت های استیل 316 و 316L
هر چند دو گرید استیل 316 و 316L شباهت های زیادی با هم دارند اما از برخی جهات نیز با یکدیگر متفاوت می باشند. به همین دلیل است که در بعضی از کاربردها استفاده از گرید استیل 316 و در برخی دیگر از کاربردها استیل 316L مناسب تر است.
مقاومت به خوردگی
گرید 316L در مقایسه با استیل 316 از مقاومت بیشتری در برابر یون های کلرید و اسید برخوردار است. واین به دلیل میزان کمتر کربن و مولیبدن است. به همین دلیل اگر مقاومت در برابر عوامل خورنده از اهمیت ویژه ای برخوردار است بهتر است از گرید 316L استفاده شود.
مقدار کربن کمتر
در فرایندهای ساخت که نیاز به جوشکاری وجود دارد به دلیل مقدار کربن کمتر بهتر است از استیل 316L استفاده شود. این مساله مهمترین تفاوت بین دو گرید است.
ویژگی هایی مکانیکی عمومی
استیل 316 از نظر ویژگی های مکانیکی شرایط بهتری نسبت به استیل 316l دارد. سخت است، شکل پذیر تر می باشد و استحکام کششی بالاتری دارد.
انتخاب استیل 316 یا استیل 316L؟
بسته به نیازی که دارید لازم است تا در زمان انتخاب بین این دو گرید به فاکتورهای زیر توجه داشته باشید.
مقاومت به خوردگی
از جمله تفاوت های این دو گرید مقاومت آن ها در برابر خوردگی است. همانطور که گفته شد استیل گرید 316L از مقاومت بهتری برخوردار است که باید در نظر گرفته شود.
هزینه
قیمت یکی از فاکتورهای مهم در زمان انتخاب گرید فولاد است. هر چند قیمت استیل های 316 و 316L به هم نزدیک است اما باید به طور کلی در انتخاب های خود عامل هزینه حتما دقت کنیم.
ویژگی های مغناطیسی
استیل 316 خاصیت مغناطیسی ندارد و به میدان های مغناطیسی واکشن ناچیزی نشان میدهد. هر چند با فرایندهای بیشتر مانند جوشکاری ساختار کریستالی آن می تواند تعدیل شده و تا حدی خاصیت مغناطیسی به خود بگیرد.
فرایندهای ساخت
اینکه فرایند ساخت ورق کاری ست یا ماشین کاری CNC می تواند در انتخاب یکی از این دو گرید موثر باشد. به عنوان نمونه اگر از ورق گاری استفاده می کنیم احتمالا به میزان جوشکاری بیشتری نیاز خواهیم داشت پس بهتر است از استیل با میزان کربن کمتر استفاده شود.
ویژگی های مکانیکی
گرید استیل 316 از نظر ویژگی های مکانیکی مانند استحکام کششی، دوام و سختی از گرید 316L بهتر است.
مقایسه کامل استیل 316 و استیل 316L
ترکیب شیمیایی
اصلی‌ترین تفاوت بین استیل 316 و 316L در میزان کربن موجود در ترکیب آن‌ها است:
استیل 316: حداکثر 0.08٪ کربن دارد.
استیل 316L: حداکثر 0.03٪ کربن دارد.
میزان کمتر کربن در 316L باعث می‌شود که در هنگام جوشکاری، حساسیت کمتری به خوردگی بین‌دانه‌ای داشته باشد.
خواص مکانیکی
جدول زیر مقایسه‌ای از خواص مکانیکی این دو گرید ارائه میدهد:
| ویژگی | استیل 316 | استیل 316L |
|---|---|---|
| استحکام کششی (MPa) | 515 | 485 |
| استحکام تسلیم (MPa) | 205 | 170 |
| سختی راکول (HRB) | حداکثر 95 | حداکثر 95 |
| درصد ازدیاد طول | 40 | 40 |
با توجه به مقایسه فوق، استیل 316 استحکام مکانیکی بالاتری نسبت به 316L دارد، اما در برخی کاربردها، این تفاوت چندان حائز اهمیت نیست.
مقاومت در برابر خوردگی
هر دو نوع استیل 316 و 316L حاوی مولیبدن (Mo) هستند که مقاومت به خوردگی در محیط‌های خورنده، به‌ویژه محیط‌های حاوی کلرید، را افزایش میدهد. اما:
استیل 316L به دلیل محتوای کمتر کربن، مقاومت بهتری در برابر خوردگی بین‌دانه‌ای دارد.
استیل 316 در دماهای بالا مقاومت بهتری نسبت به 316L از خود نشان میدهد.
قابلیت جوشکاری
استیل 316 و 316L هر دو جوش‌پذیر هستند، اما استیل 316L گزینه بهتری برای جوشکاری است، زیرا احتمال تشکیل کاربید کروم در ناحیه جوش در آن کمتر است. در نتیجه، 316L برای سازه‌هایی که نیاز به جوشکاری گسترده دارند، انتخاب بهتری خواهد بود.
تفاوت قیمت
تفاوت قیمت بین این دو گرید بسیار جزئی است، زیرا تفاوت آن‌ها تنها در مقدار کربن است. معمولاً ورق‌های استیل 316 و 316L به‌صورت دوگانه تأیید شده (316/316L) عرضه می‌شوند که این موضوع باعث کاهش تفاوت قیمتی آن‌ها می‌شود.
کاربردهای صنعتی
هر دو گرید 316 و 316L در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. با این حال، به دلیل خواص متفاوت، هر یک کاربردهای خاص خود را دارند:
استیل 316:
تجهیزات فرآوری شیمیایی
مبدل‌های حرارتی
تجهیزات پالایشگاهی
قطعات مورد استفاده در دماهای بالا
استیل 316L:
صنایع داروسازی و غذایی (به دلیل مقاومت بالاتر در برابر خوردگی بین‌دانه‌ای)
تجهیزات دریایی و ساخت اسکله‌ها
سیستم‌های لوله‌کشی و مخازن ذخیره‌سازی
قطعاتی که نیاز به جوشکاری مکرر دارند
نتیجه‌گیری
انتخاب بین استیل 316 و 316L به شرایط کاربردی بستگی دارد. اگر استحکام مکانیکی بالاتر مورد نیاز باشد، استیل 316 گزینه مناسبی است. اما اگر مقاومت در برابر خوردگی بعد از جوشکاری اهمیت دارد، استیل 316L انتخاب بهتری خواهد بود.
به طور کلی، هر دو گرید دارای ویژگی‌های ممتازی هستند و بسته به نیاز پروژه، می‌توان از آن‌ها بهره برد.
