در قلمرو خوردگی -} فولادهای ضد زنگ آستنیتی مقاوم ، نمرات "L" نشان دهنده یک افزایش مهم است: محتوای کربن کم کنترل شده برای به حداقل رساندن حساسیت و خوردگی بین دانه ای در طول جوش یا قرار گرفتن در معرض دمای بالا {1}.
316L نوع کربن Low-} آلیاژ Workhorse 316 است که به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عمومی عالی ، به ویژه در برابر کلریدها و ساخت خوب مشهور است.
316LN مستقیماً بر روی این بنیاد ساخته می شود و نیتروژن دقیقاً کنترل شده (N) را به ترکیب 316L اضافه می کند. این علاوه بر نیتروژن عمدی ، پیشرفتهای قابل توجهی در خصوصیات مکانیکی کلیدی بدون قربانی کردن مقاومت در برابر خوردگی هسته یا جوشکاری که خانواده 316 را تعریف می کند ، ایجاد می کند.
این مقاله به تعاریف ، ترکیبات ، خصوصیات مکانیکی ، رفتارهای حرارتی و تمایزهای عملی بین 316LN و 316L برای هدایت روند انتخاب مواد شما می پردازد.
316ln چیست؟
316ln یک نیتروژن - تقویت شده ، کم-} فولاد ضد زنگ آستنیتی کربن است. این اساساً اصلاح نوع 316L است که در آن اضافات کنترل شده نیتروژن انجام می شود. "N" در تعیین آن صریحاً حاکی از این محتوای نیتروژن است.
هدف اصلی افزودن نیتروژن افزایش استحکام آلیاژ ، به ویژه قدرت عملکرد آن ، بدون به خطر انداختن ساختار ذاتی اوستن ، مقاومت در برابر خوردگی یا جوشکاری است. نیتروژن یک تقویت کننده محلول جامد - در فولادهای ضد زنگ آستنیتی است. این ماتریس نیکل- Chromium {-}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}-}-}}}.
از نظر مهم ، این تقویت بدون نیاز به عملیات حرارتی اتفاق می افتد و از لحاظ و چقرمگی عالی و انعطاف پذیری نمرات آستنیتی . 316 ln تحت مشخصاتی مانند ASTM A240 ، ASTM A276/A479 ، ASTM A312/A358 و EN 1.4406 حفظ می شود.
این برنامه کاربردهای مهمی را در عروق فشار ، اجزای ساختاری برای پردازش شیمیایی و محیط های دریایی ، کاربردهای هسته ای ، مبدلهای حرارتی و مؤلفه هایی که نیاز به مقاومت بالاتری نسبت به استاندارد 316L دارند ، به ویژه در دمای محیط و متوسط بالا می یابد.
316L چیست؟
316L نسخه کربن- کم است که از فولاد ضد زنگ آستنیتی نوع 316 استفاده شده استفاده می شود. "L" مخفف "کم کربن" است که میزان کربن آن به طور معمول در حداکثر 0.030 ٪ قرار دارد. این کاهش عمدی در محتوای کربن در مقایسه با استاندارد 316 مشخصه آن است.
فواید اصلی کربن کم مقاومت به طرز چشمگیری در برابر حساسیت بهبود یافته است. حساسیت هنگامی رخ می دهد که کاربیدهای کروم در مرزهای دانه در هنگام قرار گرفتن در معرض دما در محدوده تقریبا 425 درجه تا 850 درجه ، مانند هنگام جوشکاری یا سرویس دمای بالا {3 {3 {. این بارش کروم در مجاورت مرزهای دانه را کاهش می دهد و این مناطق را مستعد ابتلا به خوردگی بین دانه ای (IGC) یا حمله بین دانه ای (IGA) در محیط های خورنده خاصی می کند.
با به حداقل رساندن کربن ، 316L به طور قابل توجهی تشکیل این کاربیدهای مضر را کاهش می دهد و مقاومت به خوردگی آن را در مناطق تحت تأثیر (HAZ) جوش ها و در حین قرار گرفتن در معرض دمای بالا {2 {2 {2} حفظ می کند. این مقاومت در برابر خوردگی عمومی عالی از نوع 316 ، به ویژه در برابر خوردگی و خوردگی شکاف در کلرید-} محیط به دلیل محتوای مولیبدن (2-3 ٪) را حفظ می کند.
316L در استانداردهایی مانند ASTM A240 ، A276/A479 ، A312/A358 و EN 1.4404 (قبلاً 1.4435) مشخص شده است. این انتخاب برای ساختهای جوش داده شده ، تجهیزات پردازش شیمیایی ، تجهیزات دارویی و پردازش مواد غذایی ، اجزای دریایی و کاربردهای معماری در جایی که جوشکاری در آن درگیر است و مقاومت در برابر خوردگی از اهمیت ویژه ای برخوردار است ، این انتخاب برای ساختهای جوش داده شده ، تجهیزات پردازش شیمیایی ، تجهیزات دارویی و پردازش مواد غذایی است.
316ln vs . 316 l: مقایسه ترکیب
شباهت اصلی بین 316ln و 316L در ترکیب پایه آنها نهفته است: هر دو آلیاژهای مبتنی بر آهن (آهن) با محوریت کروم قابل توجه (CR: 16-18 ٪) برای شکل گیری فیلم منفعل و مقاومت اکسیداسیون ، نیکل (NI: 10-14 ٪) برای تثبیت ساختارآشتگی ، و Molybdenm (Mo: ~ 2-3 ٪) تقویت شده است. کلریدها
از نظر مهم ، هر دو دارای محتوای اساسی کربن کم (C: کمتر از یا مساوی با حداکثر 0.030 ٪) برای مبارزه با حساسیت هستند. تفاوت ترکیبی تعریف کننده نیتروژن عمدی (N) در 316ln است:
نیتروژن (N): این تشخیص دهنده اصلی. 316 L به طور معمول دارای مقدار نیتروژن در محدوده 0.00 ٪ تا 0.10 ٪ است که اغلب یک عنصر باقیمانده در نظر گرفته می شود. در مقابل ، 316LN با افزودن نیتروژن عمدی مشخص شده است ، به طور معمول از 0.10 ٪ تا 0.16 ٪ حداقل ، اغلب بسته به استاندارد خاص ، حدود 0.22 ٪ حداکثر را در بر می گیرد. این سطح نیتروژن کنترل شده برای دستیابی به پیشرفت های خاصیت مکانیکی مورد نظر بسیار مهم است.
منگنز (منگنز): استانداردهای 316ln اغلب در مقایسه با مشخصات استاندارد 316L ، حداکثر حداکثر منگنز را در اختیار شما قرار می دهد. منگنز به حفظ نیتروژن در محلول در هنگام ذوب و پردازش کمک می کند.
عناصر دیگر: سطح سیلیکون (SI) ، فسفر (P) ، گوگرد (ها) و سایر عناصر باقیمانده به طور کلی بسیار مشابه و با توجه به مشخصات مربوطه در هر دو آلیاژ کنترل می شوند. دامنه های کروم و نیکل به طور معمول یکسان هستند. دامنه مولیبدن نیز یکسان است.
316ln vs . 316 l: خصوصیات مکانیکی
مهمترین تفاوت عملی بین 316LN و 316L در دمای اتاق آنها و استحکام مکانیکی درجه حرارت بالا ، که مستقیماً به محتوای نیتروژن نسبت داده می شود نهفته است:
قدرت عملکرد: اینجاست که 316ln می درخشد. اثر تقویت کننده محلول -} Nitrogen به طور قابل توجهی قدرت عملکرد 0.2 ٪ جبران را افزایش می دهد. حداقل قدرت عملکرد معمولی برای 316L آنیل شده در حدود 170 مگاپاسکال (25 ksi) است. برای آنیل 316ln ، این پرش به حدود 240 مگاپاسکال (35 ksi) یا بالاتر است که نشان دهنده افزایش 40-50 ٪ است.
مقاومت کششی: نیتروژن همچنین قدرت کششی نهایی را افزایش می دهد ، اگرچه سود متناسب نسبت به قدرت عملکرد کمتر چشمگیر است. حداقل UT های معمولی برای 316L 485 مگاپاسکال (70 KSI) است ، در حالی که 316ln تقریباً 550 مگاپاسکال (80 KSI) به دست می آورد-افزایش حدود 13-15 ٪.
انعطاف پذیری و چقرمگی: قابل توجه ، افزایش قابل توجه در قدرت از نیتروژن با حداقل قربانی در انعطاف پذیری یا چقرمگی همراه است. هر دو آلیاژ در دمای اتاق ، کشیدگی عالی و سختی ضربه را نشان می دهند. ساختار آستنیتی ، انعطاف پذیری خوبی را در دمای کرایوژنیک تضمین می کند ، با این ویژگی 316ln این ویژگی را حفظ می کند.
سختی: نیتروژن سختی 316ln را در مقایسه با 316L در شرایط آنیل افزایش می دهد. سختی برینل معمولی (HBW) برای 316L حدود 160 حداکثر است ، در حالی که 316ln ممکن است به 190 HBW نزدیک باشد.
قدرت خستگی: افزایش قدرت عملکرد 316ln به طور کلی به بهبود قدرت خستگی در مقایسه با 316L ، به ویژه در شرایط خستگی چرخه بالا-.
سخت شدن کار: هر دو آلیاژ در هنگام تشکیل سرما به راحتی سخت کار می کنند. استحکام اولیه بالاتر 316ln به این معنی است که در هنگام سرماخوردگی به سطح استحکام بالاتری می رسد.
316ln vs . 316 l: خواص حرارتی
در حالی که تأثیر اصلی نیتروژن بر قدرت مکانیکی است ، اما به طور ظریف بر برخی رفتارهای حرارتی نیز تأثیر می گذارد:
مقاومت در برابر حساسیت: هر دو آلیاژ به طور مساوی از میزان کم کربن بهره می برند ، مقاومت بسیار خوبی در برابر حساسیت و خوردگی بین دانه ای متعاقب آن در هنگام جوشکاری یا قرار گرفتن در معرض محدوده دمای بارش کاربید فراهم می کند. خود نیتروژن کاربیدهای مضر را تشکیل نمی دهد و بر این خاصیت مهم تأثیر منفی نمی گذارد.
قدرت دما بالا -: 316LN مزیت قدرت قابل توجهی خود را نسبت به 316L در دمای متوسط بالا حفظ می کند. قدرت عملکرد بالاتر آن به طور مستقیم به مقاومت بهتر خزش و استحکام پارگی استرس در این محدوده در مقایسه با 316L ترجمه می شود. فراتر از این محدوده ، با تسلط اثرات حرارتی ، این مزیت کاهش می یابد.
انبساط حرارتی: ضرایب انبساط حرارتی (CTE) برای هر دو آلیاژ تقریباً یکسان و معمولی برای فولادهای ضد زنگ آستنیتی است.
هدایت حرارتی: مقادیر هدایت حرارتی برای هر دو آلیاژ در مقایسه با فولادهای کربن بسیار مشابه و نسبتاً کم است.
دامنه ذوب: دامنه ذوب هر دو آلیاژ در اصل یکسان است ، به طور معمول در حدود 1370-1400 درجه.
خلاصه
انتخاب بین 316LN و 316L در درک شباهت اصلی و عامل تمایز کلید آنها. هر دو آلیاژ مقاومت در برابر خوردگی عمومی عالی ، به ویژه در برابر کلریدها به دلیل مولیبدن ، و مقاومت برجسته ای در برابر حساسیت و حمله بین دانه ای به دلیل محتوای کنترل شده کربن کم آنها را ارائه می دهند. آنها ساختگی ، قابلیت جوشکاری و چقرمگی کرایوژنیک را به اشتراک می گذارند.
مزیت تعیین کننده 316LN مقاومت مکانیکی قابل توجهی بالاتر ، به ویژه قدرت عملکرد است که با افزودن نیتروژن کنترل شده آن منتقل می شود. این مزیت قدرت در دمای متوسط بالا ادامه می یابد و مقاومت بهتری در برابر پارگی خزش و استرس ارائه می دهد.
