ASTM A182 F51 vs ss316

A kovácsolt nyomóalkatrészek (karimák, szerelvények, szelepek) korrózióálló -ötvözeteinek igényes világában az ASTM A182 F51 és az SS316 (amelyre gyakran az ASTM A182 F316 kovácsolási minőségén hivatkoznak) két kiemelkedő versenyző. Bár mindkettő kiváló ellenállást biztosít számos környezetben, alapvetően különböző anyagcsaládokat képviselnek, eltérő tulajdonságokkal, előnyökkel és korlátokkal.

A Duplex Stainless Steel F51 és az ausztenites rozsdamentes acél 316 közötti kritikus különbségek megértése elengedhetetlen a mérnökök, a tervezők és a beszerzési szakemberek számára az optimális teljesítmény, biztonság és költséghatékonyság{2}} érdekében.

ASTM A182 F51 (UNS S31803 / S32205):

Sorozat: Duplex Stainless Steel (DSS).

Mikroszerkezet: ferrit ( ) és ausztenit ( ) fázisok közel 50/50 arányú keveréke jellemzi oldatban -hevített állapotban. Ez a két-fázisú szerkezet a kulcsa egyedi tulajdonságainak.

Kulcsfontosságú ötvözőelemek: magasabb króm (Cr: 21-23%), molibdén (Mo: 2,5-3,5%) és nitrogén (N: 0,08-0,20%) a 316-hoz képest. Alacsonyabb nikkel (Ni: 4,5-6,5%).

SS316 / ASTM A182 F316 (UNS S31600):

Sorozat: Ausztenites rozsdamentes acél.

Mikrostruktúra: Elsősorban egyetlen ausztenit ( ) fázisból áll, oldatban -hevített állapotban. Ez a szerkezet kiváló szívósságot és alakíthatóságot biztosít.

Kulcsfontosságú ötvözőelemek: króm (Cr: 16-18%), nikkel (Ni: 10-14%), molibdén (Mo: 2-3%). A nitrogéntartalom jellemzően alacsonyabb (<0.10%).

Ingatlan	ASTM A182 F51 (duplex)	ASTM A182 F316 (ausztenites)	Előny
Hozamerősség (0,2% eltolás)	~65 ksi (450 MPa) min	~30 ksi (205 MPa) min	F51 (2x magasabb)
Szakítószilárdság	~90 ksi (620 MPa) min	~75 ksi (515 MPa) min	F51
Keménység (tipikus HB)	~290 HB	~170 HB	F51
Megnyúlás (%)	~25% min	~30% min	F316
Ütésállóság (kriogén)	~-50 fokig jó (-58 F)	Kiváló egészen alacsony kriogén hőmérsékletig	F316
Hőtágulás	Alsó (≈ 13 µm/m· fok)	Magasabb (≈ 18 µm/m· fok)	F51
Hővezetőképesség	Magasabb	Alacsonyabb	F51
Mágneses válasz	Ferromágneses (a ferrit miatt)	Lényegében nem{0}}mágneses (lágyított)	F316
Gyártás (hegesztés)	Bonyolultabb: Szigorú hőbevitel-szabályozást, védőgázt (gyakran szükséges az N2 hozzáadása), a hegesztés előtti/{1}}hőkezelési szempontokat. Magasabb képzettségi szint szükséges.	Viszonylag egyszerűbb: jól{0}}bevált eljárások. Szélesebb paraméterablak. Kevésbé hajlamos a hegesztési fémproblémákra.	F316
Költség (anyag)	Magasabb: A magasabb Cr, Mo, N tartalom és a bonyolultabb feldolgozás miatt.	Alacsonyabb	F316

Környezet / Támadás típusa	ASTM A182 F51 (duplex)	ASTM A182 F316 (ausztenites)	Előny	Megjegyzések
Általános korrózió (savak)	Kiváló	Nagyon jó	Hasonló	Mindkettő ellenáll a híg szerves/szervetlen savaknak.
Pitting korrózió (PREN)	PREN ≈ 34-40	PREN ≈ 24-26	F51 (jelentős)	PREN=%Cr + 3.3x%Mo + 16x%N. A magasabb PREN jobb ütésállóságot jelez.
Réskorrózió	Kiváló ellenállás	Jó Ellenállás	F51	Az F51 duplex szerkezete és magasabb PREN-értéke kiváló a szűk résekben.
Chloride Stress Corrosion Cracking (SCC)	Kiváló Ellenállás	Fogékony	F51 (nagy)	Az F51 duplex szerkezete eredendően ellenáll a klorid SCC-nek. Az F316 ~60 fok felett sebezhető, különösen feszültség alatt vagy kloridok jelenlétében.
Szulfid stresszrepedés (SSC)	Jótól kiválóig (NACE MR0175 kompatibilis)	Korlátozott	F51 (nagy)	Az F51-et széles körben használják savanyú (H2S-tartalmú) olaj- és gázszolgáltatásban a NACE MR0175/ISO 15156 szerint. Az F316-nak alacsony a küszöbértéke, vagy előfordulhat, hogy nem elfogadható.
Korróziós fáradtság	A nagyobb erősség előnyt jelent	Jó	F51	Az F51 nagyobb folyáshatára általában jobb korróziós kifáradásállóságot biztosít.
Oxidációs ellenállás	Nagyon jó	Nagyon jó	Hasonló	Mindkettő jól teljesít magas hőmérsékleten, oxidáló atmoszférában.

ASTM A182 F51 (duplex):

Jelentősen nagyobb szilárdság: Súlymegtakarítást tesz lehetővé (vékonyabb falak) vagy nagyobb nyomásértékeket az alkatrészekben.

Kiváló ellenállás a lyuk- és réskorrózióval szemben: Különösen kritikus kloridot{0}} tartalmazó környezetben (tengervíz, fehérítő, vegyi feldolgozás).

Kiváló ellenállás a kloridos feszültségkorróziós repedésekkel szemben (SCC): A szabványos ausztenites anyagok, például a 316 fő korlátozása.

Jó ellenállás a szulfidos feszültségrepedésekkel szemben (SSC): savanyú szolgáltatási alkalmazásokhoz minősített (NACE MR0175/ISO 15156).

Alacsonyabb hőtágulás: Csökkenti a hőfeszültséget a hőmérséklet-ingadozásokkal járó rendszerekben.

Magasabb hővezető képesség: Előnyös lehet hőátadási alkalmazásokban.

ASTM A182 F316 (ausztenites):

Alacsonyabb költség: gazdaságosabb alapanyag.

Könnyebb gyártás és hegesztés: Megnézőbb folyamatok, szélesebb körű hegesztési szakértelem és fogyóeszközök.

Kiváló hajlékonyság és szívósság: Különösen kriogén hőmérsékleten.

Kiváló alakíthatóság: Jobban alkalmas összetett formákhoz, amelyek jelentős hidegmegmunkálást igényelnek.

Nem-mágneses: Nélkülözhetetlen bizonyos elektromos vagy MRI alkalmazásokhoz.

Bizonyított pálya: kiterjedt történelem és ismertség számtalan iparágban.

1. Korróziós környezet: A klorid SCC komoly kockázatot jelent? Nagy mennyiségű klorid, H2S vagy más speciális korrozív anyag van jelen? Az F51 itt remekel.

2. Mechanikai terhelések: Az alkalmazás nagy szilárdságot igényel a súly/falvastagság csökkentése vagy a nagy nyomások kezelése érdekében? Az F51 jelentős előnyöket kínál.

3. Hőmérséklet:

Kriogén: F316 jobb -50 fok alatt (-58 F).

Emelt: Mindkettő használható, de az F51-nek alacsonyabb a maximális folyamatos üzemi hőmérsékleti határértéke (általában ~300 fok / 572 °F) az F316-hoz képest (~425 fok / 797 °F szakaszos üzemben) a másodlagos fázis csapadékából eredő ridegedés veszélye miatt. Az F316 jobb kúszásállóságot biztosít tartósan magas hőmérsékleten.

Gyártás és hegesztés: Megbízhatóan tudja-e kezelni a gyártólétesítmény az F51 hegesztésre és hőkezelésre vonatkozó szigorúbb követelményeket? A költségek egyik fő tényezője az F316 egyszerűbb gyártásának?

4. Mágneses követelmények: Ha a nem-mágneses tulajdonságok elengedhetetlenek, az F316 a választás.

5. Kódok és szabványok: Biztosítsa a vonatkozó iparági kódoknak (ASME B31.3, ASME BPVC, NACE MR0175) való megfelelést. Az F51 kifejezetten szerepel a NACE MR0175-ben a savanyú szolgáltatás tekintetében; Az F316-nak komoly korlátai vannak.

Választás közöttASTM A182 F51 és SS316 (A182 F316)nem egy univerzális "jobb" anyag megtalálásáról szól, hanem az optimális ötvözet kiválasztásáról az adott alkalmazási igényekhez.

Adja meg az ASTM A182 F51 (Duplex) szabványt, ha a legmagasabb prioritás az agresszív korrózióval szembeni ellenállás (különösen a kloridos lyukkorrózió, a réskorrózió és az SCC), a savanyú kiszolgálás (H2S), a jelentős súlymegtakarítás elérése a nagy szilárdság révén vagy a hőtágulás kezelése kritikus fontosságú. Készüljön fel a magasabb anyagköltségekre és a bonyolultabb gyártási követelményekre.

Adja meg az ASTM A182 F316 (ausztenites) szabványt, ha a költséghatékonyság, a gyártás és a hegesztés egyszerűsége, a kevésbé szigorú környezetben való bizonyított teljesítmény, a kiváló kriogén szívósság, a nem-mágneses tulajdonságok vagy a magasabb hőmérsékletű kúszási szilárdság az elsődleges tényezők. Ismerje el, hogy mérsékelt hőmérséklet/feszültség felett érzékeny az SCC-kloriddal szemben.