UNS S31653, comúnmente llamado AISI 316LN, representa un grado de acero inoxidable austenítico que combina la excelente resistencia a la corrosión del 316L estándar con propiedades mecánicas mejoradas.
Este acero inoxidable reforzado con nitrógeno y bajo-carbono- está diseñado específicamente para aplicaciones que requieren una resistencia superior, una resistencia mejorada a la sensibilización y un rendimiento excepcional en entornos agresivos.
Esta hoja de datos proporciona una descripción técnica completa del acero inoxidable UNS S31653/316LN, que cubre su composición química, propiedades físicas y mecánicas, comportamiento a la corrosión, características de fabricación y aplicaciones industriales.
SS 316LNComposición química
La composición química específica del acero inoxidable 316LN se equilibra cuidadosamente para lograr sus características de rendimiento. La siguiente tabla detalla los rangos de composición según los principales estándares internacionales:
|
Elemento |
Contenido (%) |
Función |
|
Cromo (Cr) |
16.0-18.5 |
Resistencia a la corrosión mediante formación de película pasiva. |
|
Níquel (Ni) |
10.0-14.0 |
Estabilidad de la fase austenita |
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Molibdeno (Mo) |
2.0-3.0 |
Resistencia mejorada a la corrosión por picaduras y grietas |
|
Nitrógeno (N) |
0.10-0.16 |
Fortalecimiento de soluciones sólidas, estabilización de austenita. |
|
Carbono (C) |
Menor o igual a 0,03 |
Minimiza la precipitación y sensibilización de carburos. |
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Manganeso (Mn) |
Menor o igual a 2,0 |
Mejora la capacidad de trabajo en caliente. |
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Silicio (Si) |
Menor o igual a 1,0 |
Desoxidante durante la producción de acero. |
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Fósforo (P) |
Menor o igual a 0,045 |
control de impurezas |
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Azufre (S) |
Menor o igual a 0,03 |
control de impurezas |
|
Hierro (Fe) |
Balance |
Elemento base |
La adición de nitrógeno es particularmente importante, ya que proporciona un refuerzo de solución sólida que aumenta sustancialmente el rendimiento y las resistencias a la tracción sin comprometer la ductilidad o la tenacidad.
Mientras tanto, el bajo contenido de carbono estrictamente controlado (menor o igual al 0,03%) minimiza eficazmente la precipitación de carburo de cromo durante la soldadura o la exposición a altas-temperaturas, mejorando así la resistencia a la corrosión intergranular.
Acero inoxidable 316LNPropiedades físicas
Las propiedades físicas del acero inoxidable 316LN lo hacen adecuado para diversas aplicaciones en diferentes temperaturas:
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Propiedad |
Valor |
Condiciones |
|
Densidad |
7,98 g/cm³ |
a 20 grados |
|
Punto de fusión |
1399-1454 grados |
- |
|
Capacidad calorífica específica |
0.5 J/g·K |
a 20 grados |
|
Conductividad térmica |
16.3 W/m·K |
a 100 grados |
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Coeficiente de expansión térmica |
15.9 × 10⁻⁶/K |
0-100 grados |
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Resistividad eléctrica |
0,74 Ω·mm²/m |
a 20 grados |
|
Módulo de elasticidad |
193-200 GPa |
En tensión |
|
Permeabilidad magnética |
Esencialmente no-magnético |
condición recocida |
Estas propiedades físicas hacen que el 316LN mantenga una dureza notable incluso a temperaturas tan bajas como -196 grados. La conductividad térmica relativamente baja y la capacidad calorífica específica son consideraciones importantes para aplicaciones de transferencia de calor, mientras que la característica no magnética es valiosa en aplicaciones electrónicas y médicas donde se deben evitar las interferencias magnéticas.
Propiedades mecánicas del acero 316LN
El acero inoxidable 316LN exhibe propiedades mecánicas mejoradas en comparación con el 316L estándar, principalmente debido al efecto fortalecedor de la solución sólida del nitrógeno. Las propiedades mecánicas típicas a temperatura ambiente son las siguientes:
El límite elástico un 40% mayor en comparación con el 316L estándar representa una de las ventajas más significativas del 316LN. El material mantiene un alargamiento excelente, lo que demuestra su capacidad para sufrir una deformación plástica significativa antes de fracturarse.
A temperaturas elevadas, el 316LN ofrece propiedades mejoradas de fluencia y ruptura por tensión-en comparación con el 316L estándar, mientras que a temperaturas criogénicas exhibe una resistencia al impacto excepcional, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de GNL, contenedores de nitrógeno líquido y otros servicios criogénicos.
Acero inoxidable 316LNResistencia a la corrosión
El acero inoxidable 316LN ofrece una excelente resistencia a la corrosión:
La aleación demuestra una resistencia excepcional a la corrosión general en una amplia gama de entornos, incluidas condiciones atmosféricas, aguas dulces y diversos medios químicos. La combinación de cromo (16-18,5%) y molibdeno (2-3%) proporciona una película pasiva robusta que protege contra un ataque uniforme.
El contenido de molibdeno mejora significativamente la resistencia a los fenómenos de corrosión localizada.. 316El LN muestra un buen rendimiento en ambientes que contienen cloruro-, aunque para condiciones severamente agresivas, es posible que se requieran aceros más aleados.
El bajo contenido en carbono, combinado con nitrógeno, proporciona una excelente resistencia a la sensibilización y posterior corrosión intergranular. Esto es particularmente valioso para componentes soldados donde la zona afectada por el calor-podría estar expuesta a ambientes corrosivos durante el servicio.
Si bien los aceros inoxidables austeníticos son generalmente susceptibles al agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruro, el 316LN ofrece un rendimiento comparable al de otros grados 316.
Tratamiento térmico y fabricación.
Tratamiento térmico
El acero inoxidable 316LN generalmente se suministra en estado recocido en solución-, lo que implica calentarlo a 1040-1175 grados seguido de un enfriamiento rápido para disolver los carburos y garantizar la máxima resistencia a la corrosión. Este tratamiento térmico no puede endurecer el material mediante transformación de fases, ya que el 316LN es un acero inoxidable austenítico.
Soldadura
La aleación exhibe una excelente capacidad de soldadura utilizando técnicas comunes de soldadura por fusión. Las prácticas recomendadas incluyen:
Métodos preferidos: TIG/GTAW para aplicaciones críticas; GMAW/MIG para uniones menos críticas.
Metales de aportación: ER316LN para composición coincidente; ENiCrMo-3 para juntas disímiles.
Gas protector: argón de alta-pureza con posible adición de nitrógeno (1-2 %) para mantener el equilibrio de austenita.
Control de entrada de calor: Niveles moderados para evitar cambios microestructurales excesivos.
Tratamiento posterior-a la soldadura: generalmente no es necesario para secciones delgadas; El alivio del estrés puede ser beneficioso para los componentes gruesos.
Conformado y mecanizado
El 316LN se puede formar utilizando equipos estándar, aunque su mayor resistencia y velocidad de endurecimiento por trabajo en comparación con los aceros al carbono requieren mayor potencia durante las operaciones de conformado.
El mecanizado requiere técnicas apropiadas para aceros inoxidables austeníticos, incluidos ángulos de desprendimiento positivos, configuraciones rígidas y fluidos de corte adecuados.
Aplicaciones de acero 316LN
El acero inoxidable 316LN se utiliza en aplicaciones de numerosas industrias:
Industria nuclear
Componentes de reactores nucleares y sistemas de tuberías.
Equipos de manipulación de combustible.
Componentes estructurales que requieren resistencia a la radiación.
Las propiedades no-magnéticas y la composición controlada hacen que el 316LN sea adecuado para entornos nucleares, con grados específicos que cumplen con los estándares nucleares RCC-M y ASME.
Procesamiento químico y petroquímico
Recipientes y reactores a presión.
Intercambiadores de calor y condensadores.
Sistemas de tuberías para medios corrosivos.
Tanques de almacenamiento de productos químicos.
La resistencia mejorada permite paredes de recipientes más delgadas, mientras que la resistencia a la corrosión intergranular mejorada beneficia la construcción soldada.
Aplicaciones criogénicas
Sistemas de almacenamiento y transporte de GNL.
Contenedores de nitrógeno líquido (servicio de -196 grados).
Equipos de procesamiento criogénico.
La excepcional dureza a bajas temperaturas hace que el 316LN sea particularmente valioso para servicios criogénicos.
Industrias especializadas
Farmacéutica y biotecnología: sistemas de alta-pureza que requieren capacidad de limpieza y resistencia a la corrosión.
Fabricación de semiconductores: sistemas de suministro de gas ultra-limpios.
Ingeniería Marina: Componentes que requieren una combinación de fuerza y resistencia al agua de mar.
Dispositivos Médicos: Instrumentos e implantes quirúrgicos.
316LNComparación con calificaciones similares
La siguiente tabla compara el 316LN con aceros inoxidables relacionados para resaltar su posición distintiva:
|
Propiedad |
316L |
316LN |
316Ti |
904L |
|
Contenido de carbono (máx.) |
0.03% |
0.03% |
0,08% + Ti |
0.02% |
|
Contenido de nitrógeno |
- |
0.10-0.16% |
- |
- |
|
Límite elástico (típico) |
~210MPa |
~300MPa |
~210MPa |
~220MPa |
|
Resistencia a la corrosión intergranular |
Bien |
Excelente |
Muy bien |
Excelente |
|
Dureza criogénica |
Bien |
Excelente |
Bien |
Justo |
|
Costo relativo |
Estándar |
Prima moderada |
Prima moderada |
Prima significativa |
