فولاد ضد زنگ 316 و 316L: خواص، خوردگی و استفاده

نوشته شده توسط: اما، مهندس فروش فنی. بررسی شده توسط: اتان، مهندس مواد. به روزرسانی شده: اوت 2026

1فولاد ضد زنگ 316 چيست؟

۳۱۶ یکاز فولاد ضد زنگ کرومیوم نیکل مولیبدنوم✓ دومین نوع فولاد ضد زنگ که در سطح جهان استفاده می شود، پس از 304.2 ٪3 مولیبدن، که به طور قابل توجهی مقاومت در برابر خوردگی محلی ناشی از کلرید را در مقایسه با انواع استاندارد Cr-Ni بهبود می بخشد.

316 معمولاً به عنوان "فولاد ضد زنگ درجه دریایی" شناخته می شود نه به این دلیل که در برابر آب دریا مقاوم است ،اما به این دلیل که افزودن مولیبدن باعث بهبود قابل توجهی در مقاومت در برابر خوردگی حفره و شکاف در محیط های حاوی کلرید مانند جو ساحلی و قرار گرفتن در معرض دریا می شود..

2ترکیب شیمیایی 316 و 316L

محدوده های ترکیب زیر در هرASTM A240، مشخصات استاندارد برای صفحه، ورق و نوار فولاد ضد زنگ کرومیوم و کرومیوم نیکل.

3چرا مولیبدن 316 را مقاوم به خوردگی می کند

سوال اصلي فني براي 316 اينه:چرا مولیبدن 2 ٪ 3 تفاوت قابل اندازه گیری دارد؟پاسخ در این است که چگونه مولیبدن با فیلم منفعل و با یون های کلرید در سطح اتمی تعامل دارد.

مکانیسم

فولاد ضد زنگ در برابر خوردگی از طریق یکفیلم غیر فعالیک لایه اکسید غنی از کروم با ضخامت چند نانومتر که به طور خود به خود در هنگام قرار گرفتن در معرض اکسیژن در سطح شکل می گیرد.این فیلم از نظر الکتریکی عایق است و فلز را از محیط فیزیکی جدا می کند.

یون های کلوراید (Cl−) به این فیلم حمله می کنند.در نقاط ضعیف شامل شدن، مرزهای دانه، نقص های سطحی. هنگامی که یک یون کلرید در یک نقطه تنها لایه منفعل را نقض می کند، یک سلول الکتروشیمی شکل می گیرد:فلز در معرض تبدیل به آنود (حل) در حالی که سطح منفعل اطراف تبدیل به کاتودگودال به صورت اتوکاتالیز رشد می کند و داخل آن اسیدی و غنی از کلرید می شود، که باعث تسریع انحلال می شود.

مولیبدن در دو مرحله دخالت می کند:

• ثبات فیلم:مو به عنوان یون های مولیبدات (MoO42−) در فیلم منفعل گنجانده می شود و باعث مقاومت بیشتر در برابر حمله کلرید می شود.فیلم از لحاظ فیزیکی و شیمیایی قوی تر است
• بازپوشاندن:هنگامی که حفره آغاز می شود، گونه های مولیبدن محلول شده روی سطح فعال محلول در داخل حفره جذب می شوند، حل را کند می کنند و بازپرداخت را ترویج می دهند.به همین دلیل است که 316 آهسته تر و در شرایط باریک تر از 304 سوراخ می کند نه به این دلیل که حفره هرگز شکل نمی گیرد، اما چون حفره های در حال شکل گیری بیشتر احتمال دارد قبل از رسیدن به اندازه بحرانی دوباره حرکت کنند

اندازه گیری تفاوت: PREN

درتعداد معادل مقاومت سوراخ (PREN)ترکیب شیمیایی را به یک شاخص مقایسه ای از مقاومت در برابر گلدان کلرید تبدیل می کند:

PREN = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N

سهم مولیبدن به تنهایی حدود3.3 × 2.1 = 6.9 امتیاز PREN- افزایش حدود ۳۵ درصد در شاخص مقاومت در برابر سوراخ شدن از ۳۰۴ به ۳۱۶. در حالی که PREN یک نرخ خوردگی یا پیش بینی عمر است،این یک چارچوب مقایسه ای مفید برای درک اینکه چرا 316 از قرار گرفتن در معرض کلرید که 304 حفره.

4. 316 خواص فولاد ضد زنگ

مقاومت در برابر خوردگی

مقاومت ضد خوردگی 316 با آنچه که افزودن مولیبدن فراهم می کند و آنچه که فراهم نمی کند تعریف می شود:

316 عملکرد خوبی در:

• قرار گرفتن در معرض هوا در سواحل و دریا ها
• فرآوری شیمیایی مقاومت در برابر اسید فسفوریک، بسیاری از اسید های آلی و اسید سولفوریک رقیق در دمای متوسط
• فرآوری مواد غذایی و نوشیدنی با قرار گرفتن در معرض نمک - خطوط آب شور، سس های حاوی نمک، محصولات دریایی
• تجهیزات داروسازی و بهداشتی که معمولاً برای سیستم های WFI (آب برای تزریق) و لوله های فرآیند مشخص می شوند
• فرآوری سلول و کاغذ در محیط های هضم کننده و سفید کننده که کلرید وجود دارد

۳۱۶ محدودیت های مشخصی دارد که باید در حین تدارکات رعایت شود:

• غوطه ور شدن در آب گرم دریا:316 در غرق شدن مداوم در آب دریا، به ویژه بالاتر از ~ 25 °C، از خوردگی حفره و شکاف رنج می برد.این رایج ترین استفاده اشتباه از 316 است که فرض می کند "درجه دریایی" به معنای "بر ضد آب دریا" است.
• مایعات فرعی با کلورید بالا:غلظت کلوراید بالاتر از چند هزار ppm، به ویژه در دمای بالا می تواند از مقاومت حفره 316 فراتر رود
• کرک کردن خوردگی فشار کلرید (Cl-SCC):مانند تمام انواع آستنیت، 316 در معرض فشار کششی در بالای 60 درجه سانتیگراد در معرض Cl-SCC است.
• اسیدهای کاهش دهنده قوی:اسید کلریدریک، اسید هیدروفلوئوریک و اسید گوگرد متمرکز به 316 حمله می کنند بدون توجه به محتوای مولیبدن

خواص مکانیکی (در حالت گرمایش، ASTM A240)

ویژگی های ساخت

316 قابلیت جوشکاری بسیار خوبی را با تمام فرآیندهای رایج - TIG ، MIG ، SMAW ، SAW و جوشکاری با مقاومت ارائه می دهد. فلزات پرکننده باید با محتوای مولیبدن فلز پایه (ER316L برای TIG / MIG) مطابقت داشته باشند یا بیشتر باشند.شکل گیری خوب است اما به دلیل محتوای آلیاژ بالاتر کمی کمتر از 304 استبرای شکل های پیچیده ممکن است نیاز به گرم کردن متوسط داشته باشد. قابلیت پایان دادن به سطح معادل 304 ′′ از پایان آسیاب 2B تا شماره8 آینه پولش making 316 مناسب برای هر دو کاربردهای صنعتی و معماری.

5. 316L خواص فولاد ضد زنگ

316L ، نوع کم کربن ، در محتوای کروم ، نیکل و مولیبدن با 316 یکسان است. این مقاومت در برابر خوردگی را در حالت بدون جوش فراهم می کند.تنها تفاوت متالورژیک کربن است: ≤ 0.03٪ برای 316L در مقابل ≤ 0.08٪ برای 316.

چرا این مهم است و چه چیزی تغییر نمی کند:

کاربردهای معمول 316Lبه شدت به سمت ساخت جوش در سرویس خوردگی: مخازن ذخیره سازی و فرآیند دارویی، ظرف های راکتور شیمیایی، سیستم های لوله کشی بهداشتی (TIG جوش مدار) ،شیل های مبادله گرما و ورق های لوله ایدر همه موارد، مشخصات کم کربن برای منطقه جوش انتخاب می شود، نه به این دلیل که فلز پایه به طور ذاتی مقاومتر از خوردگی است.

6درک تمایز 316/316L

سوال ۳۱۶ در مقابل ۳۱۶L یکی از شایع ترین بحث ها و اغلب اشتباه فهمیده شده است در خرید فولاد ضد زنگ.واقعیت بیشتر از یک مقایسه ساده "چه چیزی بهتر است" است.

واقعیت متالورژیک:

• 316 و 316L از همان دامنه کروم، نیکل و مولیبدن استفاده می کنند
• تنها تفاوت عمدی محتوای کربن است: ≤ 0,08% (316) در مقابل ≤ 0,03% (316L)
• در طول جوش، HAZ به ۴۲۵°۸۷۰°C می رسد، محدوده حساسیت که در آن کربن و کروم در مرز دانه ها به شکل Cr23C6 ترکیب می شوند.تخلیه کروم و ایجاد مکان های خوردگی بین دانه ای
• کربن پایین 316L مانع از این می شود. به سادگی کربن کافی برای تشکیل یک شبکه کاربید مداوم وجود ندارد.
• در نتیجه، تولیدات جوش 316L نیازی به جوش محلول پس از جوش برای بازگرداندن مقاومت خوردگی HAZ ندارند.

واقعیت تجاری:در عمل، بخش بزرگی از محصولات مسطح سری 316 به عنوان316/316L دارای گواهینامه دوگانهتصفیه مدرن AOD (Argon Oxygen Decarburization) به طور طبیعی به کاربن بسیار کمتر از 0.03٪ می رسد در حالی که افزودن نیتروژن قدرت را حفظ می کند.یک MTC دارای گواهینامه دوگانه تأیید می کند که یک حرارت از مواد به طور همزمان به الزامات S31600 و S31603 پاسخ می دهد.03٪ (درجه L) و مقاومت بالاتر حداقل 316 را برآورده می کند. برای خریدار، مواد دارای گواهینامه دوگانه به طور موثر سوال 316-vs-316L را حل می کند:هر دو نوع مشخصات را از یک واحد موجودی برآورده می کند..

یک ماده، دو مشخصات ¢ سه سناریو:

• یک پروژه با درخواست "316" (S31600) می تواند گواهینامه دوگانه 316/316L را بپذیرد
• یک پروژه با درخواست "316L" (S31603) می تواند گواهینامه دوگانه 316/316L را بپذیرد
• پروژه ای که خواهان "316 فقط" بدون کربن درجه L است، غیرمعمول است و باید بحث فنی را آغاز کند.آیا این یک کاربرد با دمای بالا است که به جای 316H نیاز دارد?

7کاربردهای معمول 316 و 316L

8محدودیت های فولاد ضد زنگ 316

۳۱۶مقاوم به خوردگی، نه ضد خوردگی. Understanding its boundaries is essential — the difference between a successful specification and a costly failure often comes down to whether the buyer recognized a limitation that the grade cannot overcome.

9. چگونه 316/316L را هنگام خرید مشخص کنیم

10چطور شانگيو از عرضه فولاد ضد زنگ 316/316L حمایت می کنه

• بررسی انطباق با ASTM:هر سفارش 316/316L بر اساس استاندارد محصول ASTM قابل اجرا تایید می شود A240 برای صفحه / ورق ، A312 برای لوله ، A276 برای میله.
• تایید محتوای مولیبدن:عنصر تعیین کننده 316 مولیبدن است. ما محتوای Mo (2.0 ¢3.0٪) را در هر MTC بررسی می کنیم ¢ گرمی که کمتر از 2.0٪ می شود 316 نیست و حمل نمی کند
• بررسی محتوای کربن:برای سفارشات دوگانه گواهینامه 316L و 316/316L، کربن ≤ 0.03٪ از تجزیه و تحلیل حرارتی MTC تایید شده است.
• بررسي درجه UNS:هر MTC در مقایسه با نام UNS مشخص شده بررسی می شود ?? S31600 برای 316، S31603 برای 316L برای از بین بردن هر گونه ابهام در درجه استاندارد متقابل
• MTC 3.1 مستندات:ترکیب شیمیایی کامل و خواص مکانیکی قابل ردیابی با تعداد گرما، در هر محموله ارائه شده است.
• هماهنگی آزمایش PMI:شناسایی مثبت مواد با استفاده از XRF محتوای Cr، Ni و Mo را تایید می کند
• بازرسی شخص ثالث:بازرسی قبل از حمل با SGS، Bureau Veritas، TÜV یا Intertek بررسی MTC، PMI، بررسی ابعاد و بررسی وضعیت سطح در برابر سفارش خرید شما
• بازرسی سطح:بررسی بصری نقص های سطحی و سازگاری پایان قبل از ارسال. وضعیت سطحی به طور مستقیم بر شروع حفره در سرویس کلرید تأثیر می گذارد.
• توصیه درجه فنی:تیم مهندسی ما غلظت کلرید، دمای و شرایط سرویس شما را بررسی می کند تا تأیید کند که 316/316L مناسب است یا اگر مناسب نباشد جایگزین را توصیه می کند

11سوالات متداول

سوال1: فولاد ضد زنگ 316 چیست؟
۳۱۶ یکاز فولاد ضد زنگ کرومیوم نیکل مولیبدنوم️ UNS S31600، EN 1.4401ترکیب اسمی آن تقریباً ۱۷٪ کروم، ۱۱٪ نیکل و ۲.۱٪ مولیبدن است.اضافه شدن مولیبدنوم آن را از 304 متمایز می کند و مقاومت قابل توجهی را در برابر خراش حفره ای و خوردگی شکاف ناشی از کلرید فراهم می کند. 316 در حالت گرمایش مغناطیسی نیست، نمی تواند با درمان گرما سخت شود و رایج ترین درجه مشخص شده است که در آن کلریدها در سطوحی وجود دارند که باعث می شود 304 به سوراخ شود.

سوال2: چه چیزی باعث می شود فولاد ضد زنگ 316 در برابر خوردگی بیشتر از 304 مقاومت کند؟
در2 ٪3 مولیبدنعلاوه بر این، Mo مقاومت کلوراید را از طریق دو مکانیزم بهبود می بخشد: (1) آن را به عنوان یون های مولیبدائتی به فیلم منفعل اضافه می کند و فیلم را در برابر حمله کلوراید مقاوم تر می کند.(2) اگر یک گودال شروع، گونه های محلول شده Mo روی سطح فعال محلول در داخل چاه جذب می شوند، انحلال را کند می کنند و به بهبود مجدد کمک می کنند.PREN 316 تقریباً 23 ٪ 28 در مقایسه با 304 ٪ 18 ٪ 20 ٪ یک شاخص مقاومت گودال تقریباً 30 ٪ 40٪ بالاتر است، تقریباً به طور کامل توسط ضریب 3.3 × % Mo در فرمول PREN تعیین می شود.

سوال 3: تفاوت بین فولاد ضد زنگ 316 و 316L چیست؟
تنها تفاوت عمديمحتوای کربن: 316 اجازه می دهد تا ≤ 0.08٪ C؛ 316L محدوده ≤ 0.03٪ C. دامنه کروم، نیکل و مولیبدن یکسان است مقاومت خوردگی پایه آنها یکسان است.کربن پایین تر در 316L مانع حساسیت (بارندگی کربید کروم در مرزهای دانه) در طول جوش، مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ها را در HAZ بدون نیاز به جوش محلول پس از جوش حفظ می کند. این باعث می شود 316L انتخاب استاندارد برای ساخت جوش در سرویس خوردگی باشد.در حالت بدون جوش، 316 و 316L عملکرد معادل دارند.

سوال 4: آیا فولاد ضد زنگ 316 مغناطیسی است؟
درحالت کاملا گرم شده، 316 غیر مغناطیسی است ساختار کریستالی آستنیتی (FCC) آن پارامغناطیسی است.کار سردیک قطعه 316 سرد کار شده مانند یک ظرف عمیق کشیده شده، یک بند بند گره دار،یا یک خم بسیار شکل یافته لوله ممکن است کمی مغناطیسی باشد. این طبیعی است و نشان دهنده نقص مواد نیست. اگر رفتار غیر مغناطیسی پس از ساخت مورد نیاز است، پس از تمام عملیات شکل گیری، جوش محلول را مشخص کنید.

س5: آیا فولاد ضد زنگ 316 می تواند زنگ بزند؟
آره، 316مقاوم به خوردگی، نه ضد خوردگیدر شرایطی که مقاومت آن در برابر خوردگی را فراتر می برد، غلظت کلروئید بالا، دمای بالا، آب دریا یا قرار گرفتن در معرض اسیدهای کاهش دهنده قوی، 316 خوردگی خواهد کرد.رایج ترین روش های خوردگی برای 316، خوردگی حفره است.، خوردگی شکاف (به ویژه در زیر گاسکت ها، سپرده ها یا در مناطق ایستاده) ، و ترک خوردگی فشار کلرید (بیش از ~ 60 °C تحت فشار کشش).اضافه کردن مولیبدن، آستانه ی آغاز خوردگی را در مقایسه با 304 افزایش می دهد، اما آستانه ی خوردگی را به طور کامل از بین نمی برد..

س6: آیا فولاد ضد زنگ 316 برای آب دریا مناسب است؟
بستگی به نوع قرار گرفتن در معرض آب دریا دارد.۳۱۶ به طور کلی برای قرار گرفتن در معرض هوای ساحلی و اسپری های متناوب / اسپری مناسب است ، بشرطی که سطوح به طور منظم توسط باران شسته شوند یا تمیز شوند.برای غوطه ور شدن مداوم در آب دریا توصیه نمی شود، به ویژه در شرایط گرم (> 25 °C) یا ایستاده، که در آن احتمال خوردگی حفره و شکاف وجود دارد. برای غوطه ور شدن در آب دریا، دوپلیکس 2205 (PREN 3336) حداقل نقطه شروع عملی است.Super Duplex 2507 (PREN >40) یا 6Mo Super Austenitics استاندارد برای خدمات غوطه ور قابل اعتماد هستندفرض نکنید که "درجه دریایی" همه سناریوهای آب دریا را پوشش می دهد.

سوال 7: چرا 316L برای کاربردهای جوش ترجیح داده می شود؟
در طول جوش، منطقه گرمای متأثر در مجاور جوش به 425 °C می رسد 870 °C محدوده حساسیت که در آن کربن و کروم ترکیب می شوند تا کربیدهای کروم (Cr23C6) را در مرز دانه تشکیل دهند.این ورودی ها فلز کرومیوم اطراف را از بین می برند، از بین بردن مقاومت خوردگی محلی و ایجاد سایت برای خوردگی بین دانه ای (IGC).محدودیت کربن 03% تضمین می کند که کربن کافی برای تشکیل یک شبکه آسیب زا از کارباید در طول چرخه های حرارتی جوش معمولی وجود نداردنتیجه این است که جوانه های جوش 316L مقاومت خود را در برابر خوردگی حفظ می کنند بدون نیاز به گرم کردن محلول پس از جوشفرآیند مصرف کننده انرژی که اغلب از نظر فیزیکی برای ساخت های بزرگ غیرممکن است.

سوال 8: ارزش PREN فولاد ضد زنگ 316 چیست؟
۳۱۶ معمولا دارای PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) از۲۳٫۲۸، محاسبه شده به عنوان %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N از ترکیب نامی آن (~ 17٪ Cr، ~ 2.1٪ Mo، ~ 0.05٪ N). این در مقایسه با PREN 304 از ~ 18 ٪ 20 است.تفاوت ۵/۸ امتیاز تقریبا به طور کامل توسط ضریب مولیبدن تعیین می شود.برای مقایسه: دو قطعه 2205 دارای PREN ~ 33 ٪ 36 است و دو قطعه فوق 2507 بیش از PREN 40 است. PREN واقعی برای یک حرارت خاص باید از مواد شیمیایی گزارش شده توسط MTC محاسبه شود.نه نقطه متوسط نامی درجه یک گرما در 20.0٪ Mo مقاومت سوراخ کردن قابل اندازه گیری کمتری نسبت به 2.8٪ Mo دارد.

س9: کدام صنایع از فولاد ضد زنگ 316 استفاده می کنند؟
صنایع عمده عبارتند از:دریایی و ساحلی(سازه های عرشه، پوشش معماری، لوازم)داروسازی(خازن های WFI، لوله کشی فرآیند، تجهیزات اتاق تمیز)پردازش شیمیایی(خازن های ذخیره سازی، ظرف های راکتور، مبادلات گرما)مواد غذایی و نوشیدنی(تجهیزات محصولات حاوی نمک و نمک، پردازش لبنیات)نفت و گاز(انبوهی که در سمت بالا هستند، لوله های ابزار، قطعات شیر)پالپ و کاغذ(هضم کننده ها، تجهیزات سفید کننده) ومعماریخط مشترک: همه شامل کلریدها یا مایعات فرآیند خوردنی هستند که در آن 304 در معرض خطر خوردگی محلی است.

سوال 10: هنگام خرید فولاد ضد زنگ 316/316L چه مدارکی را باید درخواست کنم؟
حداقل درخواست: (1)EN 10204 3.1 MTCبا ترکیبات شیمیایی کامل بیانیه تطابق با استاندارد محصول(به عنوان مثال، ASTM A240 برای صفحه) (3)تایید شماره UNSS31600 یا S31603; (4) برای تولید جوشآزمایش IGC بر اساس ASTM A262 تمرین Eاگر مقاومت نسبت به حساسیت باید نشان داده شود؛ (5) برای سرویس کلورید حیاتی ASTM G48 CPT/CCTداده های آزمایش (6)گزارش PMIاگر تأیید درجه اضافی مورد نیاز باشد، قبل از ارسال مواد، تمام اسناد را بررسی کنید

خواندن مرتبط

• [فولاد ضد زنگ چیست؟ انواع، خواص، تولید و کاربرد]
• [304 و 304L فولاد ضد زنگ: خواص، ترکیب و کاربردهای]
• [304 در مقابل 316 فولاد ضد زنگ: تفاوت ها و کاربردهای]
• [آیا فولاد ضد زنگ زنگ می زند؟ علل، انواع خوردگی و پیشگیری از آن]
• [L، H و درجه های فولاد ضد زنگ دوگانه تایید شده توضیح داده شده است]
• [PREN توضیح داده شده: فرمول، مقایسه درجه و محدودیت انتخاب]
• [جدول درجه فولاد ضد زنگ: راهنمای مرجع متقابل AISI، UNS، EN و JIS]

مرجع فنی

• ASTM A240 مشخصات استاندارد برای صفحه، ورق و نوار فولاد ضد زنگ کرومیوم و کرومیوم نیکل
• ASTM A312 مشخصات استاندارد برای لوله های فولادی فولادی فولادی بدون درز و جوش
• ASTM A276 مشخصات استاندارد برای میله ها و شکل های فولاد ضد زنگ
• ASTM A262 روش های استاندارد برای تشخیص حساسیت به حمله بین دانه ای
• ASTM G48 روش های آزمون استاندارد برای مقاومت در برابر خوردگی حفره و شکاف
• کتابچه راهنمای فولاد ضد زنگ Outokumpu ورق داده های درجه 316/316L و منحنی های خوردگی
• موسسه نیکل ️ فولاد ضد زنگ برای مهندسان خوردگی: خوردگی حفره و شکاف
• انجمن فولاد ضد زنگ بریتانیایی (BSSA) راهنمای انتخاب و استفاده از درجه 316/316L