Trong vương quốc của sự ăn mòn - Thép không gỉ austenitic kháng, các loại "L" biểu thị sự tăng cường quan trọng: hàm lượng carbon thấp được kiểm soát để giảm thiểu sự nhạy cảm và ăn mòn giữa các tế bào trong quá trình hàn hoặc cao -}.
316L là biến thể carbon thấp - của hợp kim công việc 316, nổi tiếng với khả năng chống ăn mòn chung tuyệt vời, đặc biệt là chống lại clorua và khả năng sản xuất tốt.
316ln xây dựng trực tiếp trên nền tảng này, thêm nitơ được kiểm soát chính xác (N) vào thành phần 316L. Sự bổ sung nitơ có chủ ý này truyền đạt những cải tiến đáng kể trong các tính chất cơ học chính mà không hy sinh khả năng chống ăn mòn cốt lõi hoặc khả năng hàn xác định gia đình 316.
Bài viết này đi sâu vào các định nghĩa, chế phẩm, tính chất cơ học, hành vi nhiệt và sự khác biệt thực tế giữa 316ln và 316L để hướng dẫn quá trình lựa chọn vật liệu của bạn.
316ln là gì?
316ln là một nitơ - được tăng cường, thấp - Thép không gỉ carbon austenitic. Về cơ bản, nó là một sửa đổi của loại 316L, trong đó bổ sung có kiểm soát của nitơ được thực hiện. "N" trong chỉ định của nó biểu thị rõ ràng hàm lượng nitơ này.
Mục đích chính của việc thêm nitơ là tăng cường độ của hợp kim, đặc biệt là sức mạnh năng suất của nó, mà không ảnh hưởng đến cấu trúc austenitic vốn có của nó, khả năng chống ăn mòn hoặc khả năng hàn. Nitrogen là một chất mạnh dung dịch rắn- mạnh trong các thép không gỉ austenitic. Nó hòa tan giữa các loại sắt - crom - ma trận niken, tạo ra các chủng mạng lưới cản trở đáng kể chuyển động trật khớp, do đó tăng cường độ và độ cứng.
Điều quan trọng, sự tăng cường này xảy ra mà không cần xử lý nhiệt và duy trì độ bền tuyệt vời và đặc tính độ dẻo của các lớp Austenitic . 316 LN được tiêu chuẩn hóa theo các thông số kỹ thuật như ASTM A240, ASTM A276/A479, ASTM A312
Nó tìm thấy các ứng dụng quan trọng trong các bình áp lực, các thành phần cấu trúc để xử lý hóa học và môi trường biển, các ứng dụng hạt nhân, bộ trao đổi nhiệt và các thành phần đòi hỏi cường độ cao hơn so với tiêu chuẩn 316L có thể cung cấp, đặc biệt là ở nhiệt độ cao và vừa phải.
316L là gì?
316L là phiên bản carbon- thấp của thép không gỉ Austenitic loại 316 được sử dụng rộng rãi. "L" là viết tắt của "carbon thấp", với hàm lượng carbon thường được giới hạn ở mức tối đa 0,030%. Việc giảm nội dung carbon có chủ ý này là đặc điểm xác định của nó so với tiêu chuẩn 316.
Lợi ích chính của carbon thấp được cải thiện đáng kể khả năng chống nhạy cảm. Sự nhạy cảm xảy ra khi các cacbua crom kết tủa tại các ranh giới hạt trong quá trình tiếp xúc với nhiệt độ trong phạm vi khoảng 425 độ đến 850 độ, chẳng hạn như trong quá trình hàn hoặc dịch vụ nhiệt độ- cao. Lượng mưa này làm cạn kiệt crom liền kề với các ranh giới hạt, làm cho các khu vực đó dễ bị ăn mòn giữa các tế bào (IGC) hoặc tấn công giữa các hạt (IGA) trong một số môi trường ăn mòn nhất định.
Bằng cách giảm thiểu carbon, 316L làm giảm đáng kể sự hình thành của các cacbua bất lợi này, bảo tồn khả năng chống ăn mòn của nó trong nhiệt - các vùng bị ảnh hưởng (HAZ) của các mối hàn và trong quá trình tiếp xúc với nhiệt độ- cao. Nó giữ lại khả năng chống ăn mòn chung tuyệt vời của loại 316, đặc biệt là chống lại sự ăn mòn và sự ăn mòn kẽ hở trong clorua - môi trường mang do hàm lượng molypden của nó (2-3%).
316L được chỉ định trong các tiêu chuẩn như ASTM A240, A276/A479, A312/A358 và EN 1.4404 (trước đây 1.4435). Đó là sự lựa chọn của GO - cho các chế tạo hàn, thiết bị chế biến hóa học, thiết bị chế biến dược phẩm và thực phẩm, các thành phần biển và các ứng dụng kiến trúc nơi hàn và kháng ăn mòn là tối quan trọng.
316ln vs . 316 l: so sánh thành phần
Sự tương đồng cốt lõi giữa 316LN và 316L nằm trong thành phần cơ sở của chúng: cả hai đều là hợp kim dựa trên sắt (Fe) tập trung vào crom đáng kể (CR: ~ 16-18%) để hình thành màng thụ động và kháng oxy hóa, Niken clorua.
Điều quan trọng, cả hai đều có hàm lượng carbon thấp thiết yếu (C: nhỏ hơn hoặc bằng tối đa 0,030%) để chống lại sự nhạy cảm. Sự khác biệt thành phần xác định là bổ sung nitơ (N) có chủ ý trong 316ln:
Nitrogen (n): Đây là bộ phân biệt chính . 316 l thường có hàm lượng nitơ trong phạm vi từ 0,00% đến 0,10%, thường được coi là nguyên tố dư. Ngược lại, 316LN được chỉ định với việc bổ sung nitơ có chủ ý, thường dao động từ mức tối thiểu 0,10% đến 0,16%, thường được giới hạn tối đa khoảng 0,22% tùy thuộc vào tiêu chuẩn cụ thể. Mức nitơ được kiểm soát này là rất quan trọng để đạt được các cải tiến thuộc tính cơ học mong muốn.
Mangan (MN): Các tiêu chuẩn cho 316LN thường cho phép hàm lượng mangan tối đa cao hơn một chút so với thông số kỹ thuật tiêu chuẩn 316L. Mangan giúp giữ nitơ trong dung dịch trong quá trình nóng chảy và xử lý.
Các yếu tố khác: Mức độ silicon (SI), phốt pho (P), lưu huỳnh (S) và các yếu tố còn lại khác thường rất giống nhau và được kiểm soát chặt chẽ trong cả hai hợp kim theo thông số kỹ thuật tương ứng của chúng. Phạm vi crom và niken thường giống hệt nhau. Phạm vi molypden cũng giống hệt nhau.
316ln vs . 316 L: Thuộc tính cơ học
Sự khác biệt thực tế đáng kể nhất giữa 316LN và 316L nằm ở nhiệt độ phòng và cường độ cơ học nhiệt độ cao, có thể quy định trực tiếp với hàm lượng nitơ:
Sức mạnh năng suất: Đây là nơi 316ln tỏa sáng. Dung dịch rắn - Hiệu ứng tăng cường của nitơ tăng đáng kể cường độ năng suất bù 0,2%. Sức mạnh năng suất tối thiểu điển hình cho ủ 316L là khoảng 170 MPa (25 ksi). Đối với 316ln đã ủ, điều này nhảy lên khoảng 240 MPa (35 ksi) trở lên, đại diện cho mức tăng 40-50%.
Độ bền kéo: Nitơ cũng làm tăng cường độ kéo cuối cùng, mặc dù mức tăng tỷ lệ ít kịch tính hơn so với cường độ năng suất. Các UT tối thiểu điển hình cho 316L là 485 MPa (70 ksi), trong khi 316LN đạt được khoảng 550 MPa (80 ksi)-tăng khoảng 13-15%.
Độ dẻo và độ dẻo dai: Đáng chú ý, sự gia tăng đáng kể về sức mạnh từ việc bổ sung nitơ đi kèm với sự hy sinh tối thiểu về độ dẻo hoặc độ dẻo dai. Cả hai hợp kim thể hiện độ giãn dài tuyệt vời và độ bền tác động ở nhiệt độ phòng. Cấu trúc austenit đảm bảo độ dẻo tốt xuống nhiệt độ đông lạnh, với 316LN duy trì đặc tính này.
Độ cứng: Nitơ làm tăng độ cứng của 316ln so với 316L trong điều kiện ủ. Độ cứng Brinell điển hình (HBW) cho 316L là khoảng 160 tối đa, trong khi 316LN có thể gần hơn 190 HBW.
Sức mạnh mệt mỏi: Sức mạnh năng suất tăng lên của 316LN thường chuyển thành sức mạnh mỏi được cải thiện so với 316L, đặc biệt là trong các điều kiện mệt mỏi chu kỳ cao-.
Làm việc chăm chỉ: Cả hai hợp kim đều làm việc cứng dễ dàng trong quá trình hình thành lạnh. Sức mạnh ban đầu cao hơn là 316ln có nghĩa là nó đạt đến mức cường độ cao hơn nhanh hơn trong khi làm việc lạnh.
316ln vs . 316 L: Thuộc tính nhiệt
Mặc dù ảnh hưởng chính của Nitrogen là sức mạnh cơ học, nhưng nó cũng ảnh hưởng một cách tinh tế đến một số hành vi nhiệt:
Điện trở nhạy cảm: Cả hai hợp kim đều được hưởng lợi như nhau từ hàm lượng carbon thấp, cung cấp khả năng chống lại sự nhạy cảm tuyệt vời và ăn mòn giữa các hạt sau đó trong quá trình hàn hoặc tiếp xúc với phạm vi nhiệt độ kết tủa cacbua. Bản thân nitơ không hình thành các cacbua bất lợi và không tác động tiêu cực đến tài sản quan trọng này.
Cao - Độ bền nhiệt độ: 316ln duy trì lợi thế sức mạnh đáng kể của nó trên 316L ở nhiệt độ cao vừa phải. Sức mạnh năng suất cao hơn của nó chuyển trực tiếp đến sức đề kháng leo tốt hơn và cường độ vỡ căng thẳng trong phạm vi này so với 316L. Ngoài phạm vi này, lợi thế giảm dần khi hiệu ứng nhiệt chiếm ưu thế.
Mở rộng nhiệt: Các hệ số giãn nở nhiệt (CTE) cho cả hai hợp kim gần như giống hệt nhau và điển hình cho thép không gỉ austenitic.
Độ dẫn nhiệt: Giá trị độ dẫn nhiệt cho cả hai hợp kim đều rất giống nhau và tương đối thấp so với thép carbon.
Phạm vi nóng chảy: Phạm vi nóng chảy của cả hai hợp kim về cơ bản là giống hệt nhau, thường là khoảng 1370-1400 độ.
Bản tóm tắt
Lựa chọn giữa bản lề 316LN và 316L về việc hiểu sự tương đồng cốt lõi của chúng và yếu tố khác biệt chính. Cả hai hợp kim đều cung cấp khả năng chống ăn mòn nói chung tuyệt vời, đặc biệt là chống lại clorua do molybdenum, và khả năng chống lại sự nhạy cảm và tấn công giữa các tế bào do hàm lượng carbon thấp được kiểm soát của chúng. Họ chia sẻ tính chất tốt, khả năng hàn và độ dẻo dai đông lạnh.
Ưu điểm quyết định của 316ln là cường độ cơ học cao hơn đáng kể, đặc biệt là sức mạnh năng suất, được truyền đạt bởi sự bổ sung nitơ được kiểm soát của nó. Lợi thế sức mạnh này vẫn tồn tại ở nhiệt độ cao vừa phải, cung cấp sức đề kháng tốt hơn đối với sự rạn nứt và căng thẳng.
