Στη σφαίρα της διάβρωσης - ανθεκτικοί στην ωστενιτική ανοξείδωτη χάλυβες, οι βαθμοί "L" σημαίνουν μια κρίσιμη βελτίωση: ελεγχόμενη περιεκτικότητα σε χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα για να ελαχιστοποιηθούν η ευαισθητοποίηση και η διαστρέβλωση διάβρωση κατά τη συγκόλληση ή την υψηλή έκθεση -.
316L είναι η θεμελιώδη χαμηλή - παραλλαγή άνθρακα του κράματος Workhorse 316, φημισμένο για την εξαιρετική γενική αντοχή της διάβρωσης, ιδιαίτερα έναντι των χλωριδίων και την καλή παραπλανητικότητα.
316LN χτίζει απευθείας σε αυτό το ίδρυμα, προσθέτοντας ακριβώς ελεγχόμενο άζωτο (Ν) στη σύνθεση 316L. Αυτή η εκ προθέσεως προσθήκη αζώτου προσδίδει σημαντικές βελτιώσεις σε βασικές μηχανικές ιδιότητες χωρίς να θυσιάσουν την αντίσταση ή τη συγκόλληση της διάβρωσης του πυρήνα που καθορίζει την οικογένεια 316.
Αυτό το άρθρο ασχολείται με τους ορισμούς, τις συνθέσεις, τις μηχανικές ιδιότητες, τις θερμικές συμπεριφορές και τις πρακτικές διακρίσεις μεταξύ 316LN και 316L για να καθοδηγήσει τη διαδικασία επιλογής υλικού σας.
Τι είναι το 316ln;
316LN είναι ένα άζωτο - ενισχυμένο, χαμηλό - Austenitic ανοξείδωτο χάλυβα. Είναι θεμελιωδώς μια τροποποίηση του τύπου 316L, όπου γίνονται ελεγχόμενες προσθήκες αζώτου. Το "n" στην ονομασία του υποδηλώνει ρητά αυτή την περιεκτικότητα σε άζωτο.
Ο πρωταρχικός σκοπός της προσθήκης αζώτου είναι η αύξηση της αντοχής του κράματος, ιδιαίτερα η αντοχή της απόδοσης, χωρίς να διακυβεύεται η εγγενή ωστενιτική δομή, η αντίσταση στη διάβρωση ή η συγκόλληση. Το άζωτο είναι ένα ισχυρό στερεό - ενισχυτικό διαλύματος σε ωστενιτικούς ανοξείδωτους χάλυβες. Διαλύεται ενδιάμεση στο σίδερο - chromium - nickel matrix, δημιουργώντας στελέχη πλέγματος που εμποδίζουν σημαντικά την κίνηση εξάρθρωσης, αυξάνοντας έτσι τη δύναμη και τη σκληρότητα.
Βασικά, αυτή η ενίσχυση συμβαίνει χωρίς την ανάγκη θερμικής επεξεργασίας και διατηρεί την εξαιρετική ανθεκτικότητα και την ολκιμότητα που χαρακτηρίζει τις ωστενιτικές βαθμίδες . 316 LN είναι τυποποιημένη με προδιαγραφές όπως ASTM A240, ASTM A276/A479, ASTM A312/A358 και EN 1.4406.
Βρίσκει κρίσιμες εφαρμογές σε δοχεία πίεσης, δομικά συστατικά για χημική επεξεργασία και θαλάσσια περιβάλλοντα, πυρηνικές εφαρμογές, εναλλάκτες θερμότητας και εξαρτήματα που απαιτούν υψηλότερη αντοχή από το πρότυπο 316L, ειδικά σε περιβάλλοντα και μέτρια αυξημένες θερμοκρασίες.
Τι είναι το 316L;
316L είναι η χαμηλή - έκδοση άνθρακα του ευρέως χρησιμοποιούμενου τύπου 316 ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα. Το "L" αντιπροσωπεύει το "χαμηλό άνθρακα", με την περιεκτικότητα σε άνθρακα που συνήθως καλύπτεται σε μέγιστο 0,030%. Αυτή η σκόπιμη μείωση της περιεκτικότητας σε άνθρακα είναι το καθοριστικό χαρακτηριστικό του σε σύγκριση με το πρότυπο 316.
Το πρωταρχικό όφελος του χαμηλού άνθρακα είναι η δραματικά βελτιωμένη αντίσταση στην ευαισθητοποίηση. Η ευαισθητοποίηση συμβαίνει όταν τα καρβίδια χρωμίου κατακρημνούν στα όρια των κόκκων κατά τη διάρκεια της έκθεσης σε θερμοκρασίες που κυμαίνονται από περίπου 425 βαθμούς έως 850 βαθμούς, όπως κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης ή της υψηλής υπηρεσίας θερμοκρασίας. Αυτή η βροχόπτωση εξαντλεί το χρωμίου δίπλα στα όρια των κόκκων, καθιστώντας αυτές τις περιοχές ευαίσθητες στη διαστρέβλωση διάβρωση (IGC) ή στη διαμεσολαβητική επίθεση (IGA) σε ορισμένα διαβρωτικά περιβάλλοντα.
Με την ελαχιστοποίηση του άνθρακα, τα 316L μειώνουν σημαντικά το σχηματισμό αυτών των επιζήμιων καρβίδων, διατηρώντας την αντίσταση της διάβρωσης στη θερμότητα - που επηρεάζονται από τις συγκολλήσεις των συγκολλήσεων και κατά τη διάρκεια της έκθεσης θερμοκρασίας {{2}. Διατηρεί την εξαιρετική γενική αντοχή στη διάβρωση του τύπου 316, ιδιαίτερα ενάντια στη διάβρωση και τη διάβρωση της σχισμής στο χλωριούχο - ρουλεμάν λόγω της περιεκτικότητάς του σε μολυβδαίνιο (2-3%).
316L καθορίζεται σε πρότυπα όπως ASTM A240, A276/A479, A312/A358 και EN 1.4404 (πρώην 1.4435). Είναι το GO - σε επιλογή για συγκολλημένες κατασκευές, εξοπλισμό χημικής επεξεργασίας, φαρμακευτικό εξοπλισμό επεξεργασίας και επεξεργασίας τροφίμων, θαλάσσια εξαρτήματα και αρχιτεκτονικές εφαρμογές όπου εμπλέκεται η συγκόλληση και η αντίσταση στη διάβρωση είναι πρωταρχική.
316LN VS . 316 L: Σύγκριση σύνθεσης
Η ομοιότητα του πυρήνα μεταξύ 316LN και 316L έγκειται στη σύνθεση της βάσης τους: και τα δύο είναι τα κράματα που βασίζονται στο σίδηρο (Fe) που επικεντρώνονται γύρω από το σημαντικό χρωμίου (Cr: ~ 16-18%) για να ενισχύσουν την αντιστάθμιση και την ανθεκτικότητα οξείδωσης, το νικέλιο (Ni: ~ 10-14%) για να σταθεροποιήσουν την ωστενιτική δομή και το μολυβδένιο (~ 2-3%) για να ενισχύσουν την αντίσταση και την ανθεκτικότητα οξείδωσης. Χλωρίδια.
Βασικά, και οι δύο διαθέτουν την βασική περιεκτικότητα σε χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα (C: μικρότερη ή ίση με 0,030% μέγιστο) για την καταπολέμηση της ευαισθητοποίησης. Η καθοριστική διαφορά σύνθεσης είναι η προσθήκη σκόπιμης αζώτου (N) σε 316LN:
Αζωτάτρονο (N): Αυτός είναι ο βασικός διακριτικός . 316 l τυπικά έχει περιεκτικότητα σε άζωτο στην περιοχή από 0,00% έως 0,10%, συχνά θεωρείται υπολειμματικό στοιχείο. Αντίθετα, το 316LN καθορίζεται με μια σκόπιμη προσθήκη αζώτου, που συνήθως κυμαίνεται από 0,10% έως 0,16% ελάχιστο, συχνά καλυμμένο περίπου 0,22% μέγιστο ανάλογα με το συγκεκριμένο πρότυπο. Αυτό το ελεγχόμενο επίπεδο αζώτου είναι κρίσιμο για την επίτευξη των επιθυμητών βελτιώσεων μηχανικών ιδιοτήτων.
MANGANESE (MN): Τα πρότυπα για 316LN συχνά επιτρέπουν ένα ελαφρώς υψηλότερο μέγιστο περιεχόμενο μαγγανίου σε σύγκριση με τις τυπικές προδιαγραφές 316L. Το μαγγάνιο βοηθά στη διατήρηση του αζώτου σε διάλυμα κατά τη διάρκεια της τήξης και της επεξεργασίας.
Άλλα στοιχεία: Τα επίπεδα πυριτίου (SI), φωσφόρου (P), θείου και άλλα υπολειμματικά στοιχεία είναι γενικά πολύ παρόμοια και στενά ελεγχόμενα και στα δύο κράματα σύμφωνα με τις αντίστοιχες προδιαγραφές τους. Οι σειρές χρωμίου και νικελίου είναι συνήθως ταυτόσημες. Οι σειρές μολυβδαινίου είναι επίσης πανομοιότυπες.
316LN VS . 316 L: Μηχανικές ιδιότητες
Η πιο σημαντική πρακτική διαφορά μεταξύ 316LN και 316L έγκειται στη θερμοκρασία του δωματίου τους και στη μηχανική αντοχή της θερμοκρασίας, που αποδίδεται άμεσα στην περιεκτικότητα σε άζωτο:
Αντοχή απόδοσης: Αυτό είναι όπου το 316ln λάμπει. Το στερεό - Η επίδραση ενίσχυσης διαλύματος του αζώτου ενισχύει σημαντικά την αντοχή απόδοσης μετατόπισης 0,2%. Η τυπική ελάχιστη ισχύς απόδοσης για ανόπτηση 316L είναι περίπου 170 MPa (25 KSI). Για ανόπτηση 316LN, αυτό πηδά σε περίπου 240 MPa (35 KSI) ή υψηλότερα, αντιπροσωπεύοντας αύξηση 40-50%.
Αντοχή εφελκυσμού: Το άζωτο αυξάνει επίσης την τελική αντοχή εφελκυσμού, αν και το αναλογικό κέρδος είναι λιγότερο δραματικό από ό, τι για την αντοχή της απόδοσης. Το τυπικό ελάχιστο UTS για 316L είναι 485 MPa (70 KSI), ενώ τα 316LN επιτυγχάνουν περίπου 550 MPa (80 KSI) ελάχιστο-αύξηση περίπου 13-15%.
Οκκυστικότητα και σκληρότητα: Σημαντικά, η σημαντική αύξηση της αντοχής από την προσθήκη αζώτου έρχεται με ελάχιστη θυσία στην ολκιμότητα ή την ανθεκτικότητα. Και τα δύο κράματα παρουσιάζουν εξαιρετική επιμήκυνση και αντίκτυπο σε θερμοκρασία δωματίου. Η ωστενιτική δομή εξασφαλίζει καλή ολκιμότητα σε κρυογονικές θερμοκρασίες, με 316LN να διατηρεί αυτό το χαρακτηριστικό.
Σκληρότητα: Το άζωτο αυξάνει τη σκληρότητα των 316LN σε σύγκριση με 316L στην κατάσταση ανόπτησης. Η τυπική σκληρότητα Brinell (HBW) για 316L είναι περίπου 160 max, ενώ τα 316LN μπορεί να είναι πιο κοντά στο 190 HBW.
Αντοχή κόπωσης: Η αυξημένη ισχύς απόδοσης των 316LN γενικά μεταφράζεται σε βελτιωμένη αντοχή κόπωσης σε σύγκριση με 316L, ιδιαίτερα κάτω από τις συνθήκες κόπωσης κύκλου -.
Εργαστείτε σκλήρυνση: Και τα δύο κράματα εργάζονται σκληρά εύκολα κατά τη διάρκεια του κρύου σχηματισμού. Η υψηλότερη αρχική αντοχή των 316LN σημαίνει ότι φτάνει τα υψηλότερα επίπεδα αντοχής ταχύτερα κατά τη διάρκεια της ψυχρής εργασίας.
316LN VS . 316 L: Θερμικές ιδιότητες
Ενώ η πρωταρχική επιρροή του αζώτου είναι στη μηχανική αντοχή, επηρεάζει επίσης μερικές θερμικές συμπεριφορές:
Αντίσταση ευαισθητοποίησης: Και τα δύο κράματα επωφελούνται εξίσου από την περιεκτικότητα σε χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, παρέχοντας εξαιρετική αντίσταση στην ευαισθητοποίηση και την επακόλουθη διασταλμένη διάβρωση κατά τη συγκόλληση ή την έκθεση στο εύρος θερμοκρασίας βροχοπτώσεων καρβιδίου. Το ίδιο το άζωτο δεν σχηματίζει επιζήμια καρβίδια και δεν επηρεάζει αρνητικά αυτή την κρίσιμη ιδιοκτησία.
Υψηλή - Αντοχή θερμοκρασίας: 316LN Διατηρεί το σημαντικό πλεονέκτημα της αντοχής του σε σχέση με τις μέτρια αυξημένες θερμοκρασίες. Η υψηλότερη αντοχή της απόδοσης μεταφράζεται απευθείας σε καλύτερη αντοχή σε ερπυσμό και ρήξη στρες σε αυτό το εύρος σε σύγκριση με 316L. Πέρα από αυτό το εύρος, το πλεονέκτημα μειώνεται καθώς κυριαρχούν οι θερμικές επιδράσεις.
Θερμική επέκταση: Οι συντελεστές της θερμικής διαστολής (CTE) και για τα δύο κράματα είναι σχεδόν πανομοιότυπα και τυπικά για τους ωστενιτικούς ανοξείδωτους χάλυβες.
Θερμική αγωγιμότητα: Οι τιμές θερμικής αγωγιμότητας και για τα δύο κράματα είναι πολύ παρόμοιες και σχετικά χαμηλές σε σύγκριση με τους χάλυβες άνθρακα.
Εύρος τήξης: Οι περιοχές τήξης και των δύο κραμάτων είναι ουσιαστικά πανομοιότυπα, συνήθως περίπου 1370-1400 βαθμούς.
Περίληψη
Επιλέγοντας μεταξύ 316LN και 316L μεντεσέδες στην κατανόηση της ομοιότητας του πυρήνα και του βασικού παράγοντα διαφοροποίησης. Και τα δύο κράματα προσφέρουν εξαιρετική γενική αντοχή στη διάβρωση, ιδιαίτερα έναντι χλωριδίων λόγω μολυβδαινίου, και εξαιρετική αντίσταση στην ευαισθητοποίηση και τη διακεκκρυδιακή επίθεση λόγω της ελεγχόμενης περιεκτικότητάς τους σε άνθρακα. Μοιράζονται την καλή παραπλανητικότητα, τη συγκόλληση και την κρυογονική σκληρότητα.
Το αποφασιστικό πλεονέκτημα του 316LN είναι η σημαντικά υψηλότερη μηχανική αντοχή του, ιδιαίτερα η αντοχή απόδοσης, που μεταδίδεται από την ελεγχόμενη προσθήκη αζώτου. Αυτό το πλεονέκτημα δύναμης παραμένει σε μέτρια αυξημένες θερμοκρασίες, προσφέροντας καλύτερη αντίσταση στην ερπυσμό και τη ρήξη του στρες.
