SUS316 frente a SUS316L: acero inoxidable austenítico estándar frente a bajo-carbono-molibdeno

Composición química según JIS G4303 y G4304

Los dos grados comparten el mismo diseño de aleación excepto por el límite de carbono, que es la base completa de la distinción entre ellos.

Designaciones equivalentes: SUS316=UNS S31600, EN 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2), AISI 316; SUS316L=UNS S31603, EN 1.4404 (X2CrNiMo17-12-2), AISI 316L.

Propiedades mecánicas

Las propiedades mínimas de recocido se muestran a continuación; el alto contenido de carbono de SUS316 le da una pequeña ventaja de resistencia.

Los mínimos equivalentes de ASTM A240 son 515/205 MPa para S31600 y 485/170 MPa para S31603, con una dureza máxima de 217 HBW para ambos. Ambos grados conservan una excelente tenacidad a temperaturas criogénicas de hasta aproximadamente -196 grados, por lo que la elección entre ellos rara vez se decide por el comportamiento a baja temperatura.

Soldabilidad y corrosión intergranular.

Cuando un grado austenítico no estabilizado se calienta en el rango de 425-815 grados, el carbono y el cromo forman carburos de cromo en los límites de los granos, agotando el cromo y permitiendo la corrosión intergranular. Esto sucede en la zona de soldadura afectada por el calor-y durante el servicio en ese rango de temperatura. SUS316, con 0,08% de carbono, es susceptible a esta sensibilización y, para servicios corrosivos, sus soldaduras deben recocerse en solución, lo cual no es práctico para recipientes grandes y juntas de campo. SUS316L, con 0,03 % de carbono, tiene tan poco carbono que la precipitación de carburo de cromo-se suprime de manera efectiva, por lo que resiste la corrosión intergranular en la condición de soldadura y no necesita tratamiento térmico posterior a la soldadura en la mayoría de los espesores. Para construcciones soldadas en servicio de cloruro, ácido o de alta-pureza, SUS316L es la opción estándar; SUS316 se adapta a piezas no soldadas como piezas forjadas, cuerpos de válvulas y componentes mecanizados.

Resistencia a la corrosión y temperaturas de servicio

Ambos grados contienen el mismo molibdeno, por lo que su resistencia a las picaduras, la corrosión por grietas y la corrosión por tensión de cloruro en agua de mar, salmuera y servicios químicos es equivalente cuando el material se encuentra en las condiciones-de tratamiento térmico correcto. La diferencia se limita al estado soldado, donde SUS316L mantiene su resistencia y SUS316 no lo hace sin recocido. Las temperaturas de servicio continuo se citan comúnmente en aproximadamente 870 grados para piezas ligeramente cargadas en atmósferas oxidantes para ambos grados, con resistencia reducida en la parte superior del rango; el diseño por encima de aproximadamente 550 grados debe utilizar datos de fluencia. En ácidos fuertemente reductores o concentraciones de cloruro muy altas, ningún grado es suficiente y se debe considerar un grado de aleación-más alto, como 904L o un super-austenítico de molibdeno al 6%.

Aplicaciones y guía de selección

Se prefiere SUS316 para componentes recocidos no-soldados o post-soldados-en servicios moderadamente corrosivos: cuerpos y vástagos de válvulas forjados, piezas mecanizadas de bombas, ejes, sujetadores, componentes de hornos y herrajes arquitectónicos. SUS316L es el valor predeterminado para la fabricación intensiva-de soldadura en entornos hostiles: recipientes de reacción química, tanques y tuberías de almacenamiento, plantas desalinizadoras de agua de mar, equipos farmacéuticos y de bioprocesos, componentes de ingeniería marina y plantas de procesamiento de alimentos y bebidas. La regla práctica: si la pieza está soldada y el ambiente es corrosivo, utilice SUS316L; Si la pieza está mecanizada o forjada, soporta cargas más altas y no hay soldadura, SUS316 ofrece una pequeña ventaja de resistencia y costo.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Cuál es la única diferencia de composición entre SUS316 y SUS316L?A1: Contenido de carbono. SUS316 limita el carbono a un máximo de 0,08 % y SUS316L a un máximo de 0,030 %; todos los demás elementos son idénticos.

P2: ¿Por qué se prefiere SUS316L para equipos soldados?R2: El bajo contenido de carbono suprime la precipitación de carburo de cromo-en la zona afectada por el calor de la soldadura-, por lo que la unión soldada resiste la corrosión intergranular sin recocido posterior a la soldadura. Las piezas soldadas SUS316 necesitan recocido por solución para servicios corrosivos severos.

P3: ¿Es SUS316 más fuerte que SUS316L?R3: Ligeramente. Según JIS G4304, SUS316 tiene una resistencia a la tracción mínima de 520 MPa y una tensión de prueba de 205 MPa frente a 480 MPa y 175 MPa para SUS316L. La diferencia es pequeña y rara vez gobierna el diseño.

P4: ¿SUS316L necesita tratamiento térmico posterior-a la soldadura?A4: No apto para resistencia a la corrosión en la mayoría de los espesores. Las secciones muy gruesas o el servicio en el rango de sensibilización aún pueden justificar la verificación mediante pruebas de corrosión intergranular según ASTM A262.

P5: ¿Qué grado es más caro?R5: El SUS316L suele ser entre un 5 % y un 10 % más caro que el SUS316 debido al control de carbono más estricto y al refinado más exigente. La prima es pequeña en relación con los costos de soldadura e inspección que ahorra.

P6: ¿Puede SUS316 reemplazar SUS316L en servicio soldado?R6: Solo si la pieza soldada se puede recocer por solución después de soldar. En grandes estructuras soldadas donde el recocido es imposible, la zona afectada por el calor-de SUS316 corre el riesgo de corrosión intergranular y se debe utilizar SUS316L.