Az ENSZ S17400, más néven 17-4 pH -s rozsdamentes acél, csapadék - keményítő martenzites rozsdamentes acél. Az UNS S17400 beszállítójaként számos kérdést kaptam annak magas hőmérsékleti teljesítményéről. Ebben a blogban belemerülem annak a legfontosabb szempontokba, hogy az S17400 hogyan viselkedik magas hőmérsékleti körülmények között.
Kémiai összetétel és annak hatása a magas hőmérsékleti teljesítményre
Az UNS S17400 kémiai összetétele alapvető szerepet játszik annak magas hőmérsékleti tulajdonságainak meghatározásában. Jellemzően körülbelül 15 - 17,5% króm (CR), 3 - 5% nikkel (NI), 3 - 5% réz (CU) és kis mennyiségű egyéb elem, például niobium (NB) és nitrogén (N) tartalmaz. A króm döntő jelentőségű, mivel magas hőmérsékletnek van kitéve védő oxidréteget az acél felületén. Ez az oxidréteg akadályként szolgál, megakadályozva az alapul szolgáló fém további oxidációját és korrózióját. A nikkel növeli az acél szilárdságát és rugalmasságát, még megemelkedett hőmérsékleten is. A réz hozzájárul a csapadékkeménységi folyamathoz, amely javíthatja az anyag szilárdságát mind a helyiségben, mind a magas hőmérsékleten.
Mechanikai tulajdonságok magas hőmérsékleten
Szakítószilárdság
Ahogy a hőmérséklet emelkedik, az UNS S17400 szakítószilárdsága fokozatosan csökken. Szobahőmérsékleten a hőkezeléssel kezelt UNS S17400 tipikus szakítószilárdsága 1000–1300 MPa között lehet, az adott hő -kezelési körülményektől függően. Amikor azonban a hőmérséklet eléri a 400–500 ° C körüli kb., A szakítószilárdság csökkenni kezd. 600 ° C -ra a szakítószilárdság szoba - hőmérsékleti értékének körülbelül 50–60% -ára eshet. Ez az erősség csökkenése elsősorban a martenzitikus szerkezet lágyulásának és a csapadékok durvánának köszönhető, amelyek hozzájárulnak az anyag erősségéhez.
Hozamszilárdság
A szakítószilárdsághoz hasonlóan az UNS S17400 hozamszilárdsága a hőmérséklet növekedésével is csökken. A hozamszilárdság azt a stresszt képviseli, amelyen az anyag plasztikusan elkezdi deformálni. Magas hőmérsékleten az acél kristályrácsának diszlokációjának mobilitása növekszik, így megkönnyítve az anyag stressz alatt történő deformációját. Ez alacsonyabb hozamszilárdságot eredményez. Például 500 ° C -on a hozamszilárdság a szoba 40–50% -a lehet - a hőmérséklet hozamszilárdsága.
Kúszó ellenállás
A kúszó az anyag lassú, időfüggő deformációja állandó terhelés mellett, magas hőmérsékleten. Az UNS S17400 viszonylag jó kúszási ellenállással rendelkezik, összehasonlítva más rozsdamentes acélokkal. A csapadék - az acél megkeményedett szerkezete elősegíti a diszlokációk mozgását, amely a kúszó deformáció fő mechanizmusa. A magas hőmérsékletek és a magas feszültségek hosszabb ideig tartó expozíciója azonban továbbra is jelentős kúszó deformációt eredményezhet. Olyan alkalmazások esetén, ahol a hosszú időtartamú - magas hőmérséklet és a magas stressz körülmények várhatóak, az UNS S17400 kúszó viselkedését gondosan figyelembe kell venni.
Oxidáció és korrózióállóság magas hőmérsékleten
Oxidáció
Ha magas hőmérsékleti környezetnek vannak kitéve, az UNS S17400 oxidréteget képez a felületén. Ennek az oxidrétegnek az összetétele és szerkezete függ a hőmérséklettől, az expozíció időtartamától és a légkörtől. A 600 ° C alatti hőmérsékleten az oxidréteg elsősorban króm -oxidból (CR₂O₃) áll, amely stabil és védő oxid. Ez a réteg hatékonyan megakadályozhatja a mögöttes acél további oxidációját. A 600 ° C feletti hőmérsékleten azonban az oxidációs sebesség jelentősen növekszik. Az oxidréteg vastagabbá és porózusabbá válhat, és további oxidok, például vas -oxid (Fe₂O₃) képződhetnek, amelyek kevésbé védőek, mint a króm -oxid.
Korrózió
Az oxidáción kívül az UNS S17400 -at más korrózió formáinak is alávethetők, mint például a szulfidáció és a karburizáció. A szulfidáció akkor fordul elő, amikor az acél kénnek van kitéve - magas hőmérsékleten környezeteket tartalmaz. A kén reagálhat a fémkel, hogy fém -szulfidokat képezzen, ami az anyag pixálását és repedését okozhatja. A szénhidrogizálás magában foglalja a szén diffúzióját az acélba magas hőmérsékleten, ami a felületi réteg összetételének és tulajdonságainak változásához vezethet, például a megnövekedett keménység és a törékenység.
Összehasonlítás más rozsdamentes acélokkal
Ha összehasonlítja az UNS S17400 magas hőmérsékleti teljesítményét más rozsdamentes acélokkal, fontos, hogy vegye figyelembe az alkalmazás konkrét követelményeit. Például,Rozsdamentes acél 316ti / uns s31635 / 1,4571ésRozsdamentes acél 316L / uns s31603 / 1.4404austenit rozsdamentes acélok. Általában jobb korrózióállóságuk van a savas és kloridban - magas hőmérsékleten tartó környezeteket tartalmaznak, mint az UNS S17400. Az UNS S17400 -nak azonban nagyobb szilárdsága van a helyiségben és a magas hőmérsékleten a csapadék - edzési képessége miatt.Rozsdamentes acél 317L / uns s31703 / 1.4438egy másik austenit rozsdamentes acél, fokozott korrózióállósággal, különösen a klorid - gazdag környezetben. De a magas hőmérsékleten történő erőssége bizonyos esetekben nem lehet olyan magas, mint az UNS S17400.
Alkalmazások a magas hőmérsékleti teljesítmény alapján
Repülőipar
A repülőgépiparban az UNS S17400 -at olyan alkatrészekben használják, mint a motor alkatrészei, a futómű és a szerkezeti alkatrészek. Ezeket az alkatrészeket működés közben magas hőmérsékleteknek lehet kitéve, de nagy szilárdságra és jó korrózióállóságra is szükségük van. Az UNS S17400 magas hőmérsékleti teljesítménye lehetővé teszi, hogy megfeleljen ezeknek a követelményeknek. Például néhány motor alkatrésze normál működés közben 500–600 ° C hőmérsékletet tapasztalhat, és az UNS S17400 viszonylag jó szilárdsági és oxidációs ellenállása megfelelő anyagválasztássá teszi.
Olaj- és gázipar
Az olaj- és gáziparban az UNS S17400 -at olyan szelepekben, szivattyúkban és egyéb berendezésekben használják, amelyek magas hőmérsékleten és korrozív környezetnek lehetnek kitéve. Az acél magas hőmérsékleti teljesítménye elősegíti ezen alkatrészek megbízhatóságát és hosszú élettartamát. Például a lyukú alkalmazások esetén a berendezés magas hőmérsékleti és magas nyomásfeltételeknek lehet kitéve, és az UNS S17400 azon képessége, hogy ellenálljon a korróziónak és fenntartsa annak mechanikai tulajdonságait.
Hőkezelés és annak hatása a magas hőmérsékleti teljesítményre
Az UNS S17400 magas hőmérsékleti teljesítményét jelentősen befolyásolhatja a hő -kezelési folyamat. Az UNS S17400 leggyakoribb hőkezelése magában foglalja az oldat -lágyítást, amelyet az öregedés követ. Az oldat -lágyítást általában magas hőmérsékleten (körülbelül 1020 - 1065 ° C) hajtják végre, hogy feloldják a martenzitikus mátrix összes ötvöző elemét. Az oldat lágyítását követően az anyagot leállítják, hogy túltelített szilárd oldatot képezzenek. Az öregedést ezután alacsonyabb hőmérsékleten (körülbelül 480 - 620 ° C) végezzük a erősítő fázisok, például a réz - gazdag csapadék és a niobium - gazdag karbidok kicsapására.
Megfelelő hő - A kezelés optimalizálhatja az UNS S17400 magas hőmérsékleti teljesítményét. Például egy kút -ellenőrzött öregedési folyamat a csapadék finom és egységes eloszlását eredményezheti, amely javíthatja az anyag erősségét és kúszásának ellenállását magas hőmérsékleten. Másrészről, a nem megfelelő hő -kezelés, például az öregedés vagy az öregedés, a magas hőmérsékleti teljesítmény csökkenéséhez vezethet, mint például a csökkent szilárdság és az oxidáció fokozott érzékenysége.
Következtetés
Összegezve: az UNS S17400 magas hőmérsékleti teljesítménye olyan összetett téma, amely több tényezőt foglal magában, beleértve a kémiai összetételt, a mechanikai tulajdonságokat, az oxidáció és a korrózióállóságot, valamint a hőkezelést. Noha az anyagnak van bizonyos korlátai az erősség és az oxidációs ellenállás szempontjából nagyon magas hőmérsékleten, ez továbbra is jó tulajdonságok egyensúlyát kínálja számos magas hőmérsékleti alkalmazáshoz. Az UNS S17400 beszállítójaként megértem annak fontosságát, hogy magas színvonalú anyagokat biztosítsanak, amelyek megfelelnek a különböző iparágak konkrét követelményeinek. Ha érdekli, hogy az UNS S17400 -at használja a magas hőmérsékleti pályázatokhoz, kérjük, vegye fel a kapcsolatot velem további információkért és megvitassa beszerzési igényeit.
Referenciák
- ASM kézikönyv 1. kötet: Tulajdonságok és kiválasztás: vasalók, acélok és nagy teljesítményötvözetek
- Metals Handbook Desk Edition, 3. kiadás
