1. परिचय
1.4762 स्टेनलेस स्टील-DIN/EN भाषा और AISI में इसे X10CrAlSi25 के नाम से भी जाना जाता है 446 या अमेरिकी मानकों में UNS S44600 - उच्च तापमान सेवा के लिए अनुकूलित फेरिटिक मिश्र धातु का प्रतिनिधित्व करता है.
यह उन्नत क्रोमियम को जोड़ता है, अल्युमीनियम, और असाधारण ऑक्सीकरण प्रतिरोध और थर्मल स्थिरता प्राप्त करने के लिए सिलिकॉन स्तर.
इस आलेख में, हम विश्लेषण करते हैं 1.4762 धातुकर्म से, यांत्रिक, रासायनिक, आर्थिक, पर्यावरण, और अनुप्रयोग-उन्मुख दृष्टिकोण.
2. ऐतिहासिक विकास & मानकीकरण
मूल रूप से 1960 के दशक में भट्टी घटकों में समयपूर्व विफलता को संबोधित करने के लिए विकसित किया गया था, 1.4762 निकल-आधारित मिश्र धातुओं के लिए एक लागत प्रभावी विकल्प के रूप में उभरा.
- DIN से EN संक्रमण: पहले DIN X10CrAlSi25 के रूप में मानकीकृत किया गया, बाद में यह EN में स्थानांतरित हो गया 10088-2:2005 ग्रेड के रूप में 1.4762 (X10CrAlSi25).
- एएसटीएम मान्यता: एआईएसआई/एएसटीएम समुदाय ने इसे एआईएसआई के रूप में अपनाया 446 (यूएस एस44600) दबाव-पोत और उच्च तापमान शीट और प्लेट के लिए एएसटीएम ए240/ए240एम के तहत.
- वैश्विक उपलब्धता: आज, यूरोप और एशिया में प्रमुख इस्पात उत्पादक आपूर्ति करते हैं 1.4762 शीट और स्ट्रिप से लेकर ट्यूब और बार तक के रूपों में.
3. रासायनिक रचना & धातुकर्म नींव
का असाधारण उच्च तापमान प्रदर्शन 1.4762 स्टेनलेस स्टील सीधे तौर पर इसकी सूक्ष्मता से निर्मित रसायन शास्त्र से उत्पन्न होता है.
विशेष रूप से, ऊंचा क्रोमियम, एल्यूमीनियम और सिलिकॉन का स्तर कार्बन पर कठोर सीमाओं के साथ संयोजित होता है, ऑक्सीकरण प्रतिरोध को संतुलित करने के लिए नाइट्रोजन और अन्य अशुद्धियाँ, रेंगने की ताकत और निर्माण क्षमता.
| तत्व | नाममात्र की सामग्री (डब्ल्यूटी %) | समारोह |
|---|---|---|
| करोड़ | 24.0-26.0 | एक सतत Cr₂O₃ स्केल बनाता है, उच्च तापमान के हमले के विरुद्ध प्राथमिक बाधा. |
| एएल | 0.8–1.5 | चक्रीय तापन के तहत घने Al₂O₃ के निर्माण को बढ़ावा देता है, पैमाने के फैलाव को कम करना. |
| और | 0.5-1.0 | स्केल आसंजन को बढ़ाता है और कार्बराइजिंग वातावरण के प्रतिरोध में सुधार करता है. |
सी |
≤ 0.08 | अनाज की सीमाओं पर क्रोमियम कार्बाइड अवक्षेपण को कम करने के लिए इसे कम रखा गया. |
| एम.एन. | ≤ 1.0 | इस्पात निर्माण में डीऑक्सीडाइज़र के रूप में कार्य करता है और प्रसंस्करण के दौरान ऑस्टेनाइट निर्माण को नियंत्रित करता है. |
| पी | ≤ 0.04 | फॉस्फाइड पृथक्करण से बचने के लिए प्रतिबंधित, जो फेरिटिक स्टील्स को भंगुर कर देता है. |
| एस | ≤ 0.015 | सल्फाइड समावेशन को कम करने के लिए न्यूनतम रखा गया, जिससे लचीलापन और कठोरता में सुधार होता है. |
| एन | ≤ 0.03 | नाइट्राइड अवक्षेपण को रोकने के लिए नियंत्रित किया गया जो रेंगने के प्रतिरोध को ख़राब कर सकता है. |
मिश्र धातु डिजाइन दर्शन.
पहले के फेरिटिक ग्रेड से संक्रमण, इंजीनियरों ने सीआर ऊपर बढ़ा दिया 24 % ऑक्सीकरण गैसों में एक मजबूत निष्क्रिय फिल्म को सुरक्षित करने के लिए.
इस दौरान, 0.8-1.5 का जोड़ % अल एक जानबूझकर किए गए बदलाव का प्रतिनिधित्व करता है: जब भागों के बीच चक्र होता है तो एल्युमिना स्केल क्रोमिया की तुलना में अधिक मजबूती से चिपकते हैं 600 डिग्री सेल्सियस और 1 100 ° C.
सिलिकॉन इस प्रभाव को और बढ़ाता है, मिश्रित ऑक्साइड परत को स्थिर करना और कार्बन प्रवेश से बचाव करना जो हाइड्रोकार्बन-समृद्ध वातावरण में घटकों को भंगुर कर सकता है.
4. भौतिक & के यांत्रिक गुण 1.4762 स्टेनलेस स्टील
भौतिक गुण
| संपत्ति | कीमत |
|---|---|
| घनत्व | 7.40 g/cm g |
| पिघलने की सीमा | 1 425-1 510 ° C |
| ऊष्मीय चालकता (20 ° C) | ~ 25 W·m⁻¹·K⁻¹ |
| विशिष्ट गर्मी की क्षमता (20 ° C) | ~ 460 J·kg⁻¹·K⁻¹ |
| थर्मल विस्तार का गुणांक | 11.5 × 10⁻⁶ K⁻¹ (20-800 डिग्री सेल्सियस) |
| लोच का मापांक (20 ° C) | ~ 200 जीपीए |
- घनत्व: पर 7.40 g/cm g, 1.4762 इसका वजन कई ऑस्टेनिटिक ग्रेड से थोड़ा कम है, जिससे कठोरता का त्याग किए बिना घटक द्रव्यमान को कम किया जा सके.
- ऊष्मीय चालकता & ताप की गुंजाइश: निकट एक चालकता के साथ 25 W·m⁻¹·K⁻¹ और ताप क्षमता चारों ओर 460 J·kg⁻¹·K⁻¹,
मिश्र धातु ऊष्मा को कुशलतापूर्वक अवशोषित और वितरित करती है, जो भट्ठी के अस्तर में गर्म स्थानों को रोकने में मदद करता है. - थर्मल विस्तार: इसकी मध्यम विस्तार दर कमरे के तापमान और के बीच संचालित होने वाली असेंबलियों में सावधानीपूर्वक छूट की मांग करती है 800 ° C; इसकी उपेक्षा करने से तापीय तनाव उत्पन्न हो सकता है.
कमरे का तापमान यांत्रिक गुण
| संपत्ति | निर्दिष्ट मूल्य |
|---|---|
| तन्यता ताकत | 500-600 एमपीए |
| नम्य होने की क्षमता (0.2% ओफ़्सेट) | ≥ 280 एमपीए |
| तोड़ने पर बढ़ावा | 18-25 % |
| कठोरता (ब्रिनेल) | 180-220 एचबी |
| चार्पी प्रभाव कठोरता (-40 डिग्री सेल्सियस) | ≥ 30 जे |
ऊंचा-तापमान की ताकत & रेंगना प्रतिरोध
| तापमान (° C) | तन्यता ताकत (एमपीए) | नम्य होने की क्षमता (एमपीए) | रेंगना टूटना शक्ति (100 000 एच) (एमपीए) |
|---|---|---|---|
| 550 | ~ 300 | ~ 150 | ~ 90 |
| 650 | ~ 200 | ~ 100 | ~ 50 |
| 750 | ~ 150 | ~ 80 | ~ 30 |
थकान और थर्मल साइक्लिंग व्यवहार
- निम्न-चक्र थकान: परीक्षण से सहनशक्ति की सीमा का पता चलता है 150 एमपीए और 20 10⁶ चक्रों के लिए डिग्री सेल्सियस. इसके अतिरिक्त, फेरिटिक मैट्रिक्स की महीन दाने वाली संरचना दरार की शुरुआत में देरी करती है.
- ठंडा - गरम करना: मिश्र धातु परिवेश और के बीच सैकड़ों ताप-शीतलन चक्रों के माध्यम से बड़े पैमाने पर फैलने का प्रतिरोध करती है 1 000 ° C, इसकी एल्यूमिना-समृद्ध ऑक्साइड परतों के लिए धन्यवाद.
5. जंग & ऑक्सीकरण प्रतिरोध
उच्च तापमान ऑक्सीकरण व्यवहार
1.4762 डुप्लेक्स ऑक्साइड संरचना बनाकर उत्कृष्ट पैमाने की स्थिरता प्राप्त करता है:
- Inner Alumina (Al₂O₃) परत
-
- गठन: 600-900 डिग्री सेल्सियस के बीच, एल्युमीनियम ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए बाहर की ओर फैलता है, एक पतली उपज, निरंतर Al₂O₃ परत.
- फ़ायदा: एलुमिना मजबूती से सब्सट्रेट से चिपक जाता है, थर्मल साइक्लिंग के तहत बड़े पैमाने पर फैलाव को कम करना.
- बाहरी क्रोमिया (Cr ₂o ₃) और मिश्रित ऑक्साइड
-
- गठन: सतह पर क्रोमियम Cr₂O₃ में ऑक्सीकृत हो जाता है, जो एल्युमिना को ओवरले और मजबूत करता है.
- तालमेल: एक साथ, दो ऑक्साइड ऑक्सीजन के प्रवेश और धातु के बाहरी प्रसार को सीमित करके आगे ऑक्सीकरण को धीमा कर देते हैं.
जलीय संक्षारण प्रतिरोध
हालाँकि फेरिटिक स्टील्स आम तौर पर क्लोराइड वातावरण में ऑस्टेनिटिक्स से पीछे होते हैं, 1.4762 तटस्थ से हल्के अम्लीय मीडिया में सम्मानजनक प्रदर्शन करता है:
| पर्यावरण | का व्यवहार 1.4762 |
|---|---|
| ताज़ा पानी (पीएच 6-8) | निष्क्रिय, न्यूनतम समान संक्षारण (< 0.02 मिमी/वर्ष) |
| सल्फ्यूरिक एसिड को पतला करें (1 डब्ल्यूटी %, 25 ° C) | समान आक्रमण दर ~ 0.1 मिमी/वर्ष |
| क्लोराइड समाधान (सोडियम क्लोराइड, 3.5 डब्ल्यूटी %) | पिटिंग प्रतिरोध PRE ≈ के बराबर 17; कोई दरार नहीं 50 ° C |
6. छलरचना, वेल्डिंग & उष्मा उपचार
वेल्डिंग
- तरीकों: छूत (GTAW) ताप इनपुट को कम करने और अनाज को मोटा होने से बचाने के लिए प्लाज्मा वेल्डिंग को प्राथमिकता दी जाती है.
मैचिंग फिलर मेटल का उपयोग (उदा।, ER409Cb) या असमान जोड़ों के लिए 309L. - एहतियात: मोटे हिस्सों के लिए 150-200°C पर पहले से गरम करें (>10 मिमी) शीतलन दर को कम करने और मार्टेंसिटिक परिवर्तन को रोकने के लिए, जो दरार का कारण बन सकता है.
750-800°C पर पोस्ट-वेल्ड एनीलिंग से लचीलापन में सुधार होता है.
गठन और मशीनिंग
- शीत गठन: अच्छी लचीलापन मध्यम झुकने और लुढ़कने की अनुमति देती है, हालाँकि ऑस्टेनिटिक स्टील्स की तुलना में वर्क हार्डनिंग कम स्पष्ट है.
टूलींग डिज़ाइन में स्प्रिंगबैक को ध्यान में रखा जाना चाहिए. - हॉट वर्किंग: 1000-1200°C पर फोर्ज या रोल करें, सिग्मा चरण के गठन से बचने के लिए तेजी से शीतलन के साथ (जो 800-900°C पर मिश्रधातु को भंगुर कर देता है).
- मशीनिंग: इसकी फेरिटिक संरचना के कारण मध्यम मशीनीकरण; हाई-स्पीड स्टील का उपयोग करें (एचएसएस) चिप निकासी को प्रबंधित करने के लिए सकारात्मक रेक कोण और प्रचुर शीतलक वाले उपकरण.
उष्मा उपचार
- एनीलिंग: 1-2 घंटे के लिए 700-800°C पर तनाव से राहत, इसके बाद वायु शीतलन होता है, निर्माण से अवशिष्ट तनाव को खत्म करने और आयामी स्थिरता बहाल करने के लिए.
- कोई सख्त नहीं: फेरिटिक स्टील के रूप में, यह शमन द्वारा कठोर नहीं होता है; ताकत में सुधार कोल्ड वर्किंग या मिश्र धातु संशोधनों पर निर्भर करता है (उदा।, अनाज शोधन के लिए टाइटेनियम जोड़ना).
7. भूतल इंजीनियरिंग & सुरक्षात्मक लेप
आक्रामक थर्मल वातावरण में सेवा जीवन को अधिकतम करने के लिए, इंजीनियर लक्षित सतह उपचार और कोटिंग्स का उपयोग करते हैं 1.4762 स्टेनलेस स्टील.
पूर्व ऑक्सीकरण उपचार
घटकों को सेवा में रखने से पहले, नियंत्रित पूर्व-ऑक्सीकरण एक स्थिर बनाता है, कसकर चिपकने वाला ऑक्साइड:
- प्रक्रिया: 2-4 घंटों के लिए भागों को हवा या ऑक्सीजन युक्त वातावरण में 800-900 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करें.
- परिणाम: एक समान Al₂O₃/Cr₂O₃ डुप्लेक्स स्केल बनता है, तक आरंभिक द्रव्यमान लाभ को कम करना 40 % पहले के दौरान 100 एच सेवा का.
- फ़ायदा: Engineers observe a 25 % तीव्र तापीय चक्रों के दौरान पैमाने के फैलाव में गिरावट (800 डिग्री सेल्सियस ↔ 200 ° C), जिससे रखरखाव अंतराल बढ़ जाता है.
प्रसार एल्युमिनाइजिंग
डिफ्यूजन एल्युमिनाइजिंग अतिरिक्त एल्युमीनियम को निकट-सतह क्षेत्र में प्रवाहित करता है, एक मोटा एल्युमिना बैरियर बनाना:
- तकनीक: पैक सीमेंटेशन-घटक एल्यूमीनियम पाउडर के मिश्रण में बैठते हैं, उत्प्रेरक (NH₄Cl), और भराव (Al₂O₃)-950-1 पर 000 6-8 घंटे के लिए डिग्री सेल्सियस.
- प्रदर्शन डेटा: उपचारित कूपन प्रदर्शन 60 % कम ऑक्सीकरण द्रव्यमान लाभ 1 000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर 1 000 एच अनुपचारित सामग्री की तुलना में.
- सोच-विचार: पोस्ट-कोट ग्रिट ब्लास्ट लगाएं (रा ≈ 1.0 माइक्रोन) कोटिंग अनुपालन को अनुकूलित करने और थर्मल तनाव को कम करने के लिए.
सिरेमिक और धातुई ओवरले
जब सेवा का तापमान अधिक हो जाए 1 000 डिग्री सेल्सियस या जब यांत्रिक क्षरण ऑक्सीकरण के साथ होता है, ओवरले कोटिंग्स अतिरिक्त सुरक्षा प्रदान करती हैं:
| ओवरले प्रकार | विशिष्ट मोटाई | सेवा रेंज (° C) | प्रमुख लाभ |
|---|---|---|---|
| Al₂O₃ सिरेमिक | 50-200 माइक्रोन | 1 000-1 200 | असाधारण जड़ता; थर्मल बैरियर |
| NiCrAlY धात्विक | 100-300 µm | 800-1 100 | Self-healing alumina scale; अच्छा लचीलापन |
| उच्च-एंट्रॉपी मिश्र धातु | 50-150 μm | 900-1 300 | बेहतर ऑक्सीकरण प्रतिरोध; अनुरूप सीटीई |
उभरती हुई स्मार्ट कोटिंग्स
अत्याधुनिक अनुसंधान उन कोटिंग्स पर केंद्रित है जो सेवा शर्तों के अनुकूल हैं:
- स्व-उपचार परतें: माइक्रोएन्कैप्सुलेटेड एल्यूमीनियम या सिलिकॉन को शामिल करें जो दरारों में छोड़ता है, स्वस्थानी में सुरक्षात्मक ऑक्साइड का सुधार.
- थर्मोक्रोमिक संकेतक: ऑक्साइड पिगमेंट एम्बेड करें जो महत्वपूर्ण तापमान से अधिक होने पर रंग बदलते हैं, विघटित किए बिना दृश्य निरीक्षण सक्षम करना.
- नैनो-इंजीनियर्ड टॉपकोट: नैनोस्ट्रक्चर्ड सिरेमिक फिल्मों का उपयोग करें (< 1 माइक्रोन) न्यूनतम अतिरिक्त वजन के साथ ऑक्सीकरण प्रतिरोध और पहनने की सुरक्षा दोनों प्रदान करने के लिए.
8. के अनुप्रयोग 1.4762 स्टेनलेस स्टील
भट्ठी और ताप उपचार उपकरण
- दीप्तिमान ट्यूब
- जवाब देते हैं
- फर्नेस मफल्स
- एनीलिंग बक्से
- ताप तत्व समर्थन करता है
पेट्रोकेमिकल उद्योग
- सुधारक ट्यूब
- एथिलीन क्रैकिंग फर्नेस घटक
- उत्प्रेरक ट्रे और समर्थन
- कार्बराइजिंग/सल्फाइडाइजिंग वातावरण में हीट शील्ड
विद्युत उत्पादन और भस्मीकरण प्रणाली
- सुपरहीटर ट्यूब
- निकास गैस नलिकाएँ
- बॉयलर लाइनिंग
- ग्रिप गैस चैनल
धातु और पाउडर प्रसंस्करण
- सिंटरिंग ट्रे
- युद्ध मार्गदर्शक
- समर्थन ग्रिड
- उच्च तापमान वाले फिक्स्चर
ग्लास और सिरेमिक विनिर्माण
- भट्टी का फर्नीचर
- बर्नर नोजल
- थर्मल इन्सुलेशन हार्डवेयर
ऑटोमोटिव और इंजन अनुप्रयोग
- हेवी-ड्यूटी एग्जॉस्ट मैनिफोल्ड्स
- ईजीआर मॉड्यूल
- टर्बोचार्जर आवास
9. 1.4762 बनाम. Alternative High-Temperature Alloys
Below is a comprehensive comparison table that consolidates the performance characteristics of 1.4762 स्टेनलेस स्टील वैकल्पिक उच्च तापमान मिश्र धातुओं के विरुद्ध: 1.4845 (AISI 310S), 1.4541 (ऐसी 321), और Inconel 600.
| संपत्ति / मानदंड | 1.4762 (ऐसी 446) | 1.4845 (AISI 310S) | 1.4541 (ऐसी 321) | Inconel 600 (यूएस N06600) |
|---|---|---|---|---|
| संरचना | फेरिटिक (बीसीसी) | austenitic (एफसीसी) | austenitic (-स्थिर) | austenitic (इन-बेस) |
| मुख्य मिश्र धातु तत्व | करोड़ ~25%, एएल, और | करोड़ ~25%, ~20% पर | करोड़ ~17%, ~9% पर, का | ~72% पर, करोड़ ~16%, Fe ~8% |
| अधिकतम सतत उपयोग तापमान | ~950°C | ~1050°C | ~870°C | ~1100°सेल्सियस |
| ऑक्सीकरण प्रतिरोध | उत्कृष्ट (Cr ₂o ₃ + Al₂O₃) | बहुत अच्छा (Cr ₂o ₃) | अच्छा | उत्कृष्ट |
| कार्बराइजेशन प्रतिरोध | उच्च | मध्यम | कम | बहुत ऊँचा |
थर्मल थकान प्रतिरोध |
उच्च | मध्यम | मध्यम | उत्कृष्ट |
| रेंगने की ताकत @ 800 ° C | मध्यम | उच्च | कम | बहुत ऊँचा |
| तनाव संक्षारण क्रैकिंग (एस सी सी) | प्रतिरोधी | क्लोराइड में अतिसंवेदनशील | क्लोराइड में अतिसंवेदनशील | अत्यधिक प्रतिरोधी |
| शीत व्यावहारिकता | सीमित | उत्कृष्ट | उत्कृष्ट | मध्यम |
| जुड़ने की योग्यता | मध्यम (पहले से गरम करने की जरूरत है) | उत्कृष्ट | उत्कृष्ट | अच्छा |
| निर्माण की जटिलता | मध्यम | आसान | आसान | मध्यम से जटिल |
| लागत | कम | उच्च | मध्यम | बहुत ऊँचा |
| Best Application Fit | वायु का ऑक्सीकरण/कार्बराइजिंग, भट्ठी के हिस्से | दबावयुक्त उच्च-तापमान घटक | बनाया, वेल्डेड निचले-तापमान वाले हिस्से | गंभीर दबाव & जंग, >1000 डिग्री सेल्सियस |
10. निष्कर्ष
1.4762 स्टेनलेस स्टील (X10CrAlSi25, ऐसी 446) उत्कृष्ट उच्च तापमान ऑक्सीकरण और रेंगने के प्रदर्शन के साथ किफायती मिश्र धातु डिजाइन से मेल खाता है.
धातुकर्म की दृष्टि से, इसकी सावधानी से ट्यून की गई सीआर-अल-सी रसायन शास्त्र स्थिर सुरक्षात्मक तराजू को रेखांकित करती है.
यंत्रवत्, तक पर्याप्त मजबूती और लचीलापन बरकरार रखता है 650 अधिकांश औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए डिग्री सेल्सियस.
पर्यावरणीय, इसकी उच्च पुनर्चक्रण क्षमता स्थिरता लक्ष्यों के अनुरूप है, जबकि निकल मिश्र धातुओं पर इसका लागत लाभ बजट-बाधित परियोजनाओं को आकर्षित करता है.
आगे देख रहा, नैनोस्केल सुदृढीकरण में नवाचार, योगात्मक विनिर्माण,
और इंटेलिजेंट कोटिंग्स इसके प्रदर्शन को और भी आगे बढ़ाने का वादा करती हैं, यह सुनिश्चित करना 1.4762 उच्च तापमान सेवा के लिए एक आधिकारिक विकल्प बना हुआ है.
पर यह, हम अपने घटक डिजाइनों को अनुकूलित करने के लिए इन उन्नत तकनीकों का लाभ उठाने में आपके साथ साझेदारी करने के लिए तैयार हैं, सामग्री चयन, और उत्पादन वर्कफ़्लोज़.
यह सुनिश्चित करना कि आपकी अगली परियोजना हर प्रदर्शन और स्थिरता बेंचमार्क से अधिक है.
