Com és millor l'acer inoxidable 316 que el 304 per a ús marí?

Què fa que el 316 sigui diferent del 304?

Tant el 304 com el 316 són acers inoxidables austenètics, però es diferencien en un element decisiu: el molibdè. El grau 304 conté aproximadament un 18% de crom i un 8-10,5% de níquel sense cap addició intencionada de molibdè, mentre que el 316 conté un 16-18% de crom, un 10-14% de níquel i un 2,0-3,0% de molibdè. Aquesta addició de molibdè és la raó per la qual el 316 es considera l'acer inoxidable de grau marí: millora substancialment la resistència a la corrosió per picades i esquerdes causada pels clorurs, que sempre estan presents a l'aigua de mar, l'esprai del mar i la humitat costanera.

Comparació de la composició química

Els rangs de composició següents segueixen ASTM A240 (placa, làmina i cinta), ASTM A312 (tub) i ASTM A269 (tub), amb els equivalents europeus 1.4301 (304) i 1.4401 (316) per EN 10088 i els equivalents japonesos SUS304 i JIS G34304.

Element	304 (UNS S30400)% en pes	316 (UNS S31600)% en pes
Carboni (C)	0,08 màx	0,08 màx
Crom (Cr)	18.0-20.0	16.0-18.0
Níquel (Ni)	8.0-10.5	10.0-14.0
Molibdè (Mo)	No especificat	2.0-3.0
Manganès (Mn)	2,0 màx	2,0 màx
Silici (Si)	0,75 màx	0,75 màx
Fòsfor (P)	0,045 màx	0,045 màx
Sofre (S)	0,030 màx	0,030 màx
Nitrogen (N)	0,10 màx	0,10 màx

Per què el molibdè és important en ambients de clorur

Els ions de clorur ataquen la pel·lícula passiva d'òxid de crom de l'acer inoxidable localment, creant corrosió de fosses i esquerdes i, finalment, poden provocar esquerdes per corrosió per estrès. El molibdè reforça la pel·lícula passiva i alenteix la dissolució anòdica al lloc de la fossa, de manera que les fosses s'inicien amb menys facilitat i creixen més lentament. L'efecte pràctic s'expressa pel nombre d'equivalent de resistència a la picada, PREN=Cr + 3.3Mo + 16N, que és d'uns 19 per a 304 i uns 26 per a 316. A la zona d'esquitxades-i sal- en servei, 304 accessoris solen estar en funcionament durant 31 mesos i es mostren components rovellats durant 31 mesos. mantinguda correctament.

Comparació de propietats mecàniques

En estat de recuit, els dos graus tenen una resistència a la temperatura{0}}ambiental gairebé idèntica, de manera que l'elecció del material es basa en la resistència a la corrosió més que no pas per la capacitat mecànica.

Propietat (recuit, segons ASTM A240)	304	316
Resistència a la tracció min (MPa)	515	515
Límit de rendiment mín (MPa)	205	205
Elongació min (%)	40	40
Duresa màxima (HRB)	92	95
PREN (típic)	~19	~26

A temperatures elevades, el 316 manté una resistència a la fluència i la tensió{1}} més alta que el 304 a causa del contingut de molibdè, motiu pel qual el 316 també es prefereix per a moltes aplicacions d'intercanviador de calor i calderes, no només marines.

Selecció del grau adequat per al servei marítim

Per als components exposats a l'aigua de mar, ruixats o aire carregat{0}}de sal persistent, 316 és l'opció bàsica correcta: ferreteria i taques d'embarcacions, eixos d'hèlix, accessoris de timó, passamans marins, tancaments d'instruments en alta mar, tubs d'intercanviador de calor i façanes d'edificis costaners. Per a estructures marines soldades, utilitzeu 316L (UNS S31603, C max 0,03%) perquè la zona afectada per la calor-no perdi la resistència a la corrosió a causa de la precipitació del carbur durant la soldadura. El grau 304 segueix sent acceptable per a aplicacions interiors o cobertes i per a ubicacions que només veuen corrosió atmosfèrica suau, on el seu menor cost és un avantatge. Per a la immersió permanent en aigua de mar o en medis de clorur molt agressius, tingueu en compte alternatives d'aliatge superior-com ara dúplex 2205 (UNS S32205) o superduplex 2507 (UNS S32750).

PMF

Per què 316 és millor que 304 en aigua de mar?

L'addició de 2,0-3,0% de molibdè a 316 fa que la pel·lícula passiva sigui més estable contra l'atac del clorur, donant una resistència molt millor a la corrosió per picats i esquerdes. 304 no té molibdè i desenvolupa ràpidament taques i taques d'òxid a la zona d'esquitxades-o al servei de sal.

El 304 és completament inadequat per a ús marí?

No del tot, però el seu ús s'ha de limitar a llocs protegits, interiors o amb un ambient suau. A qualsevol lloc on es puguin concentrar els clorurs, com ara zones d'esquitxades, elements de fixació en accessoris de coberta o façanes costaneres, el 304 es corroirà molt abans que el 316.

He de triar 316 o 316L per a peces de vaixells soldades?

Trieu 316L. El seu contingut màxim de carboni del 0,03% evita la precipitació de carbur de crom a la zona afectada per la calor de la soldadura, de manera que la unió soldada manté la seva resistència a la corrosió sense tractament tèrmic posterior a la soldadura L s'especifica a ASTM A240 com a UNS S31603 i a EN 10088 com a 1.

Què significa PREN?

PREN és el nombre equivalent de resistència a la picada, calculat com a Cr + 3.3Mo + 16N. Un PREN més alt indica una millor resistència a la picada en entorns de clorur: uns 19 per a 304, uns 26 per a 316, uns 33 per a dúplex 2205 i uns 42 per a superduplex 2507.

Per què és més car 316 que 304?

316 conté un 2,0-3,0% de molibdè i un rang de níquel més alt (10-14% versus 8-10,5%). Tant el molibdè com el níquel són elements d'aliatge costosos, de manera que la prima de preu de 316 és el cost directe de la resistència a la corrosió de grau marí.

El 316 pot substituir el 304 en totes les aplicacions?

Tècnicament sí en la majoria dels casos, ja que 316 coincideix amb 304 en resistència i conformabilitat alhora que afegeix resistència a la corrosió. No obstant això, 316 és més pesat pel que fa al cost, i per a tasques de contacte purament atmosfèriques o-alimentàries sense clorurs, 304 segueix sent l'estàndard econòmic.