UNS S31653, koji se obično naziva AISI 316LN, predstavlja razred austenitnog nerđajućeg čelika koji kombinuje odličnu otpornost na koroziju standardnog 316L sa poboljšanim mehaničkim svojstvima.

Ovaj nerđajući čelik sa niskim-ugljikom, azotom-ojačani je posebno dizajniran za aplikacije koje zahtijevaju vrhunsku snagu, poboljšanu otpornost na osjetljivost i izvanredne performanse u agresivnim okruženjima.
Ovaj list sa podacima pruža sveobuhvatan tehnički pregled UNS S31653/316LN nehrđajućeg čelika, koji pokriva njegov hemijski sastav, fizička i mehanička svojstva, ponašanje korozije, karakteristike proizvodnje i industrijske primjene.
SS 316LNHemijski sastav
Specifični hemijski sastav nerđajućeg čelika 316LN pažljivo je izbalansiran kako bi se postigle njegove karakteristike performansi. Tabela ispod daje detalje o rasponima sastava prema glavnim međunarodnim standardima:
|
Element |
Sadržaj (%) |
Funkcija |
|
hrom (Cr) |
16.0-18.5 |
Otpornost na koroziju kroz pasivno formiranje filma |
|
nikl (Ni) |
10.0-14.0 |
Stabilnost faze austenita |
|
molibden (Mo) |
2.0-3.0 |
Povećana otpornost na koroziju na rupice i pukotine |
|
dušik (N) |
0.10-0.16 |
Ojačanje čvrstim rastvorom, stabilizacija austenita |
|
ugljik (C) |
Manje ili jednako 0,03 |
Minimizira taloženje karbida i preosjetljivost |
|
mangan (Mn) |
Manje ili jednako 2,0 |
Poboljšava radnu sposobnost na toplom |
|
silicijum (Si) |
Manje ili jednako 1,0 |
Deoksidans tokom proizvodnje čelika |
|
fosfor (P) |
Manje ili jednako 0,045 |
Kontrola nečistoća |
|
sumpor (S) |
Manje ili jednako 0,03 |
Kontrola nečistoća |
|
željezo (Fe) |
Balans |
Osnovni element |
Dodatak azota je posebno značajan, jer obezbeđuje ojačanje čvrstog rastvora koje značajno povećava popuštanje i vlačnu čvrstoću bez ugrožavanja duktilnosti ili žilavosti.
U međuvremenu, strogo kontrolisan nizak sadržaj ugljika (manji ili jednak 0,03%) efektivno minimizira taloženje hrom karbida tokom zavarivanja ili izlaganja visokim{1}}temperaturama, čime se povećava otpornost na međuzrnastu koroziju.
316LN nerđajući čelikPhysical Properties
Fizička svojstva nehrđajućeg čelika 316LN čine ga pogodnim za različite primjene na različitim temperaturama:
|
Nekretnina |
Vrijednost |
Uslovi |
|
Gustina |
7,98 g/cm³ |
Na 20 stepeni |
|
Tačka topljenja |
1399-1454 stepen |
- |
|
Specifični toplotni kapacitet |
0.5 J/g·K |
Na 20 stepeni |
|
Toplotna provodljivost |
16.3 W/m·K |
Na 100 stepeni |
|
Koeficijent toplinske ekspanzije |
15.9 × 10⁻⁶/K |
0-100 stepeni |
|
Electrical Resistivity |
0,74 Ω·mm²/m |
Na 20 stepeni |
|
Modul elastičnosti |
193-200 GPa |
U napetosti |
|
Magnetic Permeability |
U suštini nije-magnetna |
Užareno stanje |
Ova fizička svojstva čine da 316LN održava izuzetnu žilavost čak i na temperaturama od -196 stepeni. Relativno niska toplotna provodljivost i specifični toplotni kapacitet su važna razmatranja za aplikacije za prenos toplote, dok je nemagnetna karakteristika dragocena u elektronskim i medicinskim aplikacijama gde se moraju izbegavati magnetne smetnje.
316LN mehanička svojstva čelika

Nerđajući čelik 316LN pokazuje poboljšana mehanička svojstva u poređenju sa standardnim 316L, prvenstveno zbog efekta jačanja čvrstog rastvora azota. Tipična mehanička svojstva na sobnoj temperaturi su sljedeća:
40% veća granica tečenja u odnosu na standardni 316L predstavlja jednu od najznačajnijih prednosti 316LN. Materijal održava odlično istezanje, što pokazuje svoju sposobnost da se podvrgne značajnim plastičnim deformacijama prije loma.
Na povišenim temperaturama, 316LN nudi poboljšana svojstva puzanja i naprezanja{1}}razbijanja u poređenju sa standardnim 316L, dok na kriogenim temperaturama pokazuje izuzetnu udarnu žilavost, što ga čini pogodnim za LNG primjene, kontejnere za tekući dušik i druge kriogene usluge.
316LN nerđajući čelikOtpornost na koroziju
316LN nerđajući čelik nudi odličnu otpornost na koroziju:

Legura pokazuje izuzetnu otpornost na opštu koroziju u širokom spektru okruženja, uključujući atmosferske uslove, slatke vode i različite hemijske medije. Kombinacija hroma (16-18,5%) i molibdena (2-3%) daje robustan pasivni film koji štiti od jednolikog napada.
Sadržaj molibdena značajno povećava otpornost na lokalizirane pojave korozije. 316LN pokazuje dobre performanse u okolinama koje sadrže hlorid-, iako za izrazito agresivne uvjete mogu biti potrebni više legirani čelici.
Nizak sadržaj ugljika, u kombinaciji sa dušikom, pruža odličnu otpornost na senzibilizaciju i naknadnu međugranularnu koroziju. Ovo je posebno vrijedno za zavarene komponente gdje zona{1}}zahvaćena toplinom može biti izložena korozivnom okruženju tokom rada.
Dok su austenitni nehrđajući čelici generalno podložni pucanju hloridnim naponom od korozije, 316LN nudi performanse uporedive sa drugim 316 vrstama.
Toplinska obrada i proizvodnja

Toplinska obrada
Nehrđajući čelik 316LN se obično isporučuje u otopini{1}}žarenom stanju, što uključuje zagrijavanje na 1040-1175 stepeni nakon čega slijedi brzo hlađenje kako bi se rastvorili karbidi i osigurala maksimalna otpornost na koroziju. Ova termička obrada ne može očvrsnuti materijal kroz faznu transformaciju, jer je 316LN austenitni nehrđajući čelik.
Zavarivanje
Legura pokazuje odličnu sposobnost zavarivanja upotrebom uobičajenih tehnika zavarivanja fuzijom. Preporučene prakse uključuju:
Preferirane metode: TIG/GTAW za kritične aplikacije; GMAW/MIG za manje kritične spojeve.
Dodatni metali: ER316LN za odgovarajući sastav; ENiCrMo-3 za različite spojeve.
Zaštitni gas: argon visoke{0}}čistoće sa mogućim dodatkom azota (1-2%) za održavanje ravnoteže austenita.
Kontrola unosa toplote: Umereni nivoi kako bi se izbegle prekomerne mikro strukturne promene.
Post-Tretman zavarivanja: generalno nije potreban za tanke rezove; ublažavanje naprezanja može biti korisno za debele komponente.
Formiranje i obrada
316LN se može formirati upotrebom standardne opreme, iako njegova veća čvrstoća i brzina očvršćavanja u poređenju sa ugljičnim čelicima zahtijevaju veću snagu tokom operacija oblikovanja.
Obrada zahteva tehnike prikladne za austenitne nerđajuće čelike, uključujući pozitivne nagibne uglove, krute postavke i odgovarajuće tečnosti za sečenje.
Primjena čelika 316LN
Nehrđajući čelik 316LN se koristi u aplikacijama u brojnim industrijama:

Nuklearna industrija
Komponente nuklearnog reaktora i sistemi cjevovoda.
Oprema za rukovanje gorivom.
Komponente konstrukcije koje zahtijevaju otpornost na zračenje.
Nemagnetna svojstva i kontrolisan sastav čine 316LN pogodnim za nuklearna okruženja, sa specifičnim klasama koje zadovoljavaju RCC-M i ASME nuklearne standarde.
Hemijska i petrohemijska prerada
Posude pod pritiskom i reaktori.
Izmjenjivači topline i kondenzatori.
Sistemi cjevovoda za korozivne medije.
Spremnici za skladištenje hemikalija.
Povećana čvrstoća omogućava tanje zidove posude, dok poboljšana otpornost na međuzrnastu koroziju pogoduje zavarenoj konstrukciji.
Kriogene aplikacije
LNG sistemi skladištenja i transporta.
Posude sa tečnim azotom (usluga od -196 stepeni).
Oprema za kriogenu obradu.
Izuzetna žilavost na niskim temperaturama čini 316LN posebno vrijednim za kriogene usluge.
Specijalizovane industrije
Farmaceutika i biotehnologija: sistemi visoke-čistoće koji zahtijevaju sposobnost čišćenja i otpornost na koroziju.
Proizvodnja poluprovodnika: ultra-čisti sistemi za isporuku gasa.
Pomorsko inženjerstvo: Komponente koje zahtijevaju kombinaciju čvrstoće i otpornosti na morsku vodu.
Medicinski uređaji: Hirurški instrumenti i implantati.
316LNPoređenje sa sličnim ocjenama
Donja tabela uspoređuje 316LN sa srodnim nehrđajućim čelicima kako bi se istaknula njegova prepoznatljiva pozicija:
|
Nekretnina |
316L |
316LN |
316Ti |
904L |
|
Sadržaj ugljika (maks.) |
0.03% |
0.03% |
0,08% + Ti |
0.02% |
|
Sadržaj dušika |
- |
0.10-0.16% |
- |
- |
|
Snaga tečenja (tipično) |
~210 MPa |
~300 MPa |
~210 MPa |
~220 MPa |
|
Intergranularna otpornost na koroziju |
Dobro |
Odlično |
Vrlo dobro |
Odlično |
|
Cryogenic Toughness |
Dobro |
Odlično |
Dobro |
Pošteno |
|
Relativni trošak |
Standard |
Moderate Premium |
Moderate Premium |
Značajna premija |
