オーステナイト系ステンレス鋼では、グレード 316H と 316L は両方とも、耐食性が向上していることで知られる 316 シリーズに属します。-。主な違いは炭素含有量であり、これにより機械的特性、耐食性、用途が決まります。
この記事では、316H ステンレス鋼と 316L ステンレス鋼の詳細な比較を提供し、化学組成、機械的特性、腐食挙動、および一般的な用途を調べます。
316H vs 316L: 化学組成の違い
316L (UNS S31603)標準 316 ステンレス鋼の低炭素バージョンで、最大炭素含有量は 0.03% です。-中国の標準指定は 022Cr17Ni12Mo2 です。最小限の炭素含有量は、溶接性と鋭敏化に対する耐性を強化するための合金設計の選択です。
316H (UNS S31609)炭素含有量が 0.04% ～ 0.10% の範囲の高炭素バリアントを表します。-中国の規格呼称07Cr17Ni12Mo2に対応します。高められた炭素含有量は、高温パフォーマンスを強化するために特別に設計されています。-
どちらのグレードも同様のクロム (16 ～ 18%)、ニッケル (10 ～ 14%)、およびモリブデン (2 ～ 3%) の含有量を維持しており、316 シリーズの基本的な耐食性特性を提供します。
モリブデンの添加は、塩化物を含む環境における孔食や隙間腐食に対する耐性を強化するために特に重要です。{0}}
316H 対 316L:機械的性質違い
316L：優れた溶接性と耐食性
316L は炭素含有量が極めて低いため、優れた溶接性を備えています。-炭素を最小限に抑えることで、鋭敏化とそれに伴う粒界腐食を引き起こす可能性がある溶接中の炭化クロムの析出のリスクが大幅に軽減されます。
このため、316L は、特に熱サイクルがより顕著な厚い部分で、広範な溶接を必要とする組み立て機器に特に適しています。
316L の機械的特性には良好な靭性と延性が含まれますが、高温での強度は 316H よりも比較的低くなります。熱処理によって強化することはできませんが、良好な加工硬化特性を示します。
推奨使用温度は通常 450 度を超えず、これを超えると重大な劣化が発生する可能性があります。
316H: 優れた高温性能-
316H のより高い炭素含有量により、特に耐クリープ性の点で高温強度が向上します。-これは、高温で応力下で動作するコンポーネントにとって重要な特性です。
このグレードは、500 度から 650 度の温度での用途向けに特別に設計されています。
316H は他の 316 バリエーションと同様に優れた全体的な耐食性を備えていますが、溶接中に粒界で炭化クロムが形成されやすくなるため、溶接性は比較的劣ります。
場合によっては、熱の影響を受けた部分の耐食性を最適に回復するために、溶接後の熱処理が必要になることがあります。{{0}
316H 対 316L:強度と耐クリープ性
316H は通常、100 度を超える環境に置かれます。高い炭素含有量は、優れたクリープ破断強度と高温引張強度に直接貢献します。-連続的な機械的応力下での材料のゆっくりとした変形であるクリープは、316H 結晶構造内の炭素原子によって大幅に遅延されます。
この優れたクリープ性能により、316H は、高温での許容応力値が 316L よりも大幅に高いため、ASME ボイラーおよび圧力容器規格および高温配管規格の対象となるコンポーネントに必須の選択肢となります。-
316H 対 316L:室内および低温強度-
室温では、316H は 316L と比較してわずかに高い指定最小降伏強度と引張強度を示しますが、これは炭素-によって引き起こされる溶液強化の直接の結果です。
たとえば、316L の指定最小降伏強さは 205 MPa ですが、316H の指定は 240 MPa 以上であることがよくあります。
316L は低温でも優れた靭性を維持しますが、強度が低いため、温度に関係なく高い機械的負荷が存在する中での使用は制限されます。
316H 対 316L:耐食性の比較
316H と 316L の耐食性は、主に炭素含有量の違いにより大きく異なります。
粒界腐食:
316L は、特に溶接作業後の粒界腐食に対して優れた耐性を示します。炭素含有量が低いため、粒界でのクロム炭化物 (Cr₂₃C₆) の形成が大幅に減少し、腐食の影響を受けやすいクロム欠乏ゾーンの生成が防止されます。-
316H は炭素含有量が高く、特に溶接部の熱影響部でこの現象の影響を受けやすくなります。-
孔食および隙間腐食:
どちらのグレードもモリブデン含有量 (通常 2 ～ 3%) により、孔食や隙間腐食に対して良好な耐性を示します。
そのため、海洋用途など、塩化物を含む環境に適しています。{0}この点での性能は 2 つのグレード間で比較的同等ですが、特定の高温用途では 316L の方がわずかに優れた安定性を示す場合があります。
高温酸化:{0}
316H は炭素含有量が高いため、高温耐酸化性で 316L よりも優れており、高温での強度と耐酸化性の向上に貢献します。
316L は 450 度を超えると劣化する可能性がありますが、316H はかなり高い温度でも完全性と保護酸化層を維持します。
316H 対 316L:アプリケーションと業界での用途
316H と 316L の異なるパフォーマンス特性により、特定のアプリケーションへの適合性が決まります。
316L の代表的な用途:
化学処理装置（タンク、配管、反応器）。
海洋コンポーネントおよび海水処理システム。
製薬および食品加工装置。
医療機器および手術器具。
溶接後の熱処理が不可能な溶接加工。{0}}
316H の代表的なアプリケーション:
高温熱交換器とボイラー部品。-
高温蒸気配管と過熱器チューブ。-
高温で動作する圧力容器。
炉部品と高温処理装置。-
高温強度と耐食性の組み合わせが必要な産業用途。
316L 対 316H: 選択ガイド
316H と 316L のどちらを選択するかについては、使用条件を慎重に考慮する必要があります。
次の場合は 316L を選択してください。
この用途には、特に厚い部分の広範囲にわたる溶接が含まれます。
使用温度は 450 度未満に保たれます。
粒界腐食に対する最大の耐性が必要です。
この用途には、塩化物が豊富な環境または化学処理環境が含まれます。{0}
次の場合に 316H を選択します。
使用温度範囲は 500 度から 650 度です。
高温強度と耐クリープ性は重要です。{0}
この用途には、高温圧力の封じ込めが含まれます。-
高温酸化耐性が必要です。
これら 2 つのグレードは直接の変更ではないことに注意することが重要です。
結論
316H および 316L ステンレス鋼は、組成は似ていますが、異なるサービス用途に使用できます。
316L は炭素含有量が極めて低く、優れた溶接性と粒界腐食に対する耐性を備えているため、溶接が広範囲に行われ、使用温度が中程度である化学処理、海洋、加工用途に最適です。-
逆に、316H は炭素含有量が高く、高温強度、クリープ耐性、耐酸化性が強化されており、熱交換器、ボイラー、高温処理装置などの高温を伴う用途に適しています。-
これら 2 つのグレードの選択は、温度、腐食環境、製造要件、機械的応力要因など、特定のサービス用途の包括的な評価に基づいて行う必要があります。
