1. Кіріспе
Дұрыс таңдау баспайтын болаттан жасалған сорт өнімнің өнімділігіне тікелей әсер етеді, Ұзақ өмір сүру, және экономикалық тиімділік.
Бұл мақалада, тереңірек ұсынып отырмыз, арасындағы беделді салыстыру 316 (коррозияға төзімділігі үшін бағаланған аустениттік қорытпа) жіне 17-4PH (мартенсит, жауын-шашынмен қатайтатын қорытпасы өзінің жоғары беріктігімен танымал).
Химияны жүйелі талдау арқылы, Механикалық қасиеттері, Коррозияның мінез-құлқы, Термиялық өңдеу, және салалық қолданбалар, инженерлер оңтайлы нәтижелерге қол жеткізу үшін әр бағаны қашан көрсету керектігі туралы түсінік алады.
2. Химиялық құрамы
| Элемент | 316 Тот баспайтын болат (wt. %) | 17‑4PH баспайтын болат (wt. %) | Негізгі функция |
|---|---|---|---|
| Кр | 16.0 –18,0 | 15.0 –17.5 | Жалпы және жоғары температуралық коррозияға қарсы тұру үшін қорғаныш Cr₂O₃ пассивті пленка жасайды. |
| -Да | 10.0 –14,0 | 3.0 –5,0 | Остенит тұрақтандырады (қаттылық, икемділік); 17‑4PH ішінде сақталған аустенит арқылы мартенситтің беріктігіне көмектеседі |
| Әзірлеу | 2.0 –3,0 | - | Хлоридке бай орталарда шұңқырлар мен жарықшақтардың коррозияға төзімділігін арттырады |
Друг |
- | 3.0 –5,0 | Қартаю кезінде когерентті ε‑Cu бөлшектері ретінде тұнбаға түседі, 17‑4PH жоғары беріктік береді |
| Нб + Қарама-қарсы | - | 0.15 –0,45 | Дән шекараларын бекітетін және мартенситтік құрылымды тұрақтандыратын жұқа карбонитридтер түзеді |
| М.на | ≤2,0 | ≤1,0 | Балқу кезінде тотықсыздандырғыш ретінде әрекет етеді және аустенитті тұрақтандыру үшін Ni-ді ішінара алмастырады |
| Жіне | ≤1,0 | ≤1,0 | Жоғары температура әсерінен тотығуға төзімділікті жақсартады |
| Б | ≤0,08 | ≤0,07 | -Да 316 сенсибилизацияны болдырмау үшін карбидті желілерді шектейді; 17‑4PH кезінде мартенситтің қаттылығын теңестіреді. қаттылық |
| С | ≤0,03 | ≤0,03 | Сульфидті қосындылар арқылы өңдеуге қабілеттілігін арттырады, коррозияға ең аз әсер етеді |
3. Механикалық қасиеттері
Тот баспайтын болаттардың механикалық әрекетіне олардың микроқұрылымы мен термиялық өңдеу тарихы қатты әсер етеді.
316 Тот баспайтын болат, толық аустениттік, тамаша икемділік пен орташа беріктік көрсетеді,
сол екі арада 17-4Р, тұнбамен шыңдалған мартенситті баспайтын болат ретінде, қартаюды өңдеуден кейін ерекше беріктік пен қаттылықты қамтамасыз етеді.
Келесі кестеде жалпы жағдайларда негізгі механикалық қасиеттер салыстырылады.
Салыстырмалы кесте: Механикалық қасиеттері 316 қарсы және. 17-4PH баспайтын болаттар
| Мүлік | 316 Тот баспайтын болат (Аяқталды) | 17-4Тот баспайтын болат (H900) | 17-4Тот баспайтын болат (H1150) |
|---|---|---|---|
| Созылу күші (МПа) | 515-620 | ≥ 1310 | ~930 |
| Бергі күш (0.2%, МПа) | 205-290 | ≥ 1170 | ~725 |
| Іуу (%) | ≥ 40 | ~10–12 | ~16–20 |
| Қаттылық (HRB/HRC) | HRB 80-95 (≈ HB 150–200) | HRC 40–44 | HRC 28–32 |
| Әсер ету қаттылық (Ж, @RT) | > 160 Ж | ~20–30 Дж | ~50–60 Дж |
| Шаршау күші (МПа) | ~ 240 (10⁷ цикл үшін, R=0,1) | ~ 620 (H900, 10⁷ циклдер, R=0,1) | ~ 450 |
| Серпімділік модулі (Gpa) | 193 | 200 | 200 |
4. Коррозияға төзімділік
Коррозиялық орталарда, материалды таңдау қорытпалардың біркелкі шабуылға қалай төтеп беретініне байланысты, локализацияланған шұңқырлар, стресс-коррозиялық крекинг, және жоғары температуралық тотығу.
Генерал (Біркелкі) Коррозия
- 316 Тот баспайтын болат
Инженерлер төменде тоттану жылдамдығын хабарлайды 0.1 ММ / жыл бейтарап хлорид ерітінділерінде (3.5 % Nacl at 25 ° °).
Оның 16–18 комбинациясы % Cr және 2–3 % Mo қышқылдарды да, сілтілерді де тежейтін берік Cr₂O₃/MoO₃ пассивті қабықшаны сақтайды.. - 17‑4PH баспайтын болат
15–17,5 % Cr, бірақ Мо жоқ, 17‑4PH шамамен тоттанады 0.2 ММ / жыл Дәл осындай жағдайларда.
Оның Cu және Nb қосындылары жалпы қарсылықты сәл күшейтеді, ол 316 біркелкі шабуыл өнімділігіне сәйкес келмейді.
Шоқы & Сынықтар коррозиясы
- SS316 қол жеткізеді а Тығыздыққа төзімділіктің балама нөмірі (Орман) туралы 24 (TAKE = Cr + 3.3 Әзірлеу + 16 N), бұл оның сыни шұңқыр температурасын жоғарылатады (Тақырып) шамамен 23 ° ° газдалған тұзды суда.
- 17-4PH Мо жетіспейді, сондықтан оның PREN жақын болады 14, шамамен CPT төмендетеді –2 °C. , Сорт, 17‑4PH салыстырмалы түрде жұмсақ хлоридті орталарда локализацияланған шабуылға ұшырайды.
Стресс-коррозия крекингі (Скр)
- 316 Тот баспайтын болат
дейін SCC қарсылығын сақтайды 60 ° ° Созылу кернеуі кезінде хлоридті ортада. Оның толық аустениттік құрылымы және мо-байытылған пассивті пленкалық блок жарықшықтың басталуы мен таралуы. - 17‑4PH баспайтын болат
Жасы ұлғайған кезде орташа SCC сезімталдығын көрсетеді 482 ° ° (H900–H1025 шарттары).
Қартаю дәннің шекарасын бұзады, сондықтан дизайнерлер созылу кернеулерін азайтуы немесе жоғары температурадағы хлорид әсерінің дуплексті сорттарын көрсетуі керек..
Жоғары температурадағы тотығу & Масштабтау
- 316 дейін жабысатын үздіксіз хром шкаласын құрайды 800 ° ° тотықтырғыш атмосферада.
Оның Mo мазмұны шкаланың өсу қарқынын одан әрі баяулатады, жасау 316 түтін газы мен пештің құрамдас бөліктері үшін өте қолайлы. - 17-4PH жоғары температурада да Cr₂O₃ дамиды, бірақ шкаланың кеңеюі жоғарыда маңызды болады 600 ° °.
Бұл шекті мәннен жоғары тотығуға төзімділік өте маңызды болған кезде дизайнерлер жабындарды қолдануы немесе балама қорытпаларды таңдауы керек..
5. Термиялық өңдеу & Технологиясы
SS316 және 17-4PH баспайтын болаттардың термиялық өңдеу тәртібі мен өңдеу сипаттамалары олардың негізгі металлургиялық сыныптарына байланысты айтарлықтай ерекшеленеді.:
316 бұл Остениттік тот баспайтын болат, ал 17-4PH а тұнбамен шыңдалған мартенситті қорытпа.
Бұл айырмашылықтар әр материалды қалай қатайтуға болатынына әсер етеді, қалыптасады, дәнекерленген, және өңделген.
316 Тот баспайтын болат
316 толық аустениттік құрылымына байланысты термиялық өңдеу арқылы қатайту мүмкін емес. Оның күші негізінен жақсартады Суық жұмыс, ол икемділік есебінен қаттылық пен созылу беріктігін арттырады.
Ол әдетте 1010–1120 °C күйдірілген, содан кейін коррозияға төзімділікті сақтау үшін жылдам салқындату.
Дәнекерлеу 316 салыстырмалы түрде оңай, сыни орталарда пайдаланылмаса, дәнекерлеуден кейінгі ең аз өңдеуді қажет етеді.
17-4Тот баспайтын болат
17-4Р, басқа жақтан, арқылы айтарлықтай шыңдауға болады жауын-шашынды термиялық өңдеу, қамтиды ерітіндімен өңдеу 1020–1050 °C, содан кейін қартаю әртүрлі температурада (H900–H1150).
Термиялық өңдеу жағдайы оның соңғы қасиеттерін анықтайды — H900 максималды беріктік береді, ал H1150 жақсы беріктік пен коррозияға төзімділікті қамтамасыз етеді.
Ол ұсынады ерітіндімен күйдірілген күйде тамаша өңдеуге қабілеттілік, және дәнекерленген болса да, дәнекерлеуден кейінгі қартаю механикалық қасиеттерді қалпына келтіру үшін өте маңызды.
Салыстырмалы кесте: Термиялық өңдеу & Технологиясы
| Мүлік | 316 Тот баспайтын болат | 17-4Тот баспайтын болат |
|---|---|---|
| Термиялық өңдеу түрі | Ақша салу (қатып қалмау) | Шешім емдеу + жауын-шашынның қартаюы |
| Малдау механизмі | Тек суық жұмыс | Жауын-шашын (H900–H1150) |
| Қалыпты күйдіру температурасы. | 1010–1120°C | 1020–1050°C (Ерітінді) |
| Қартаю температуралары | Жоқ | 480 ° ° (H900) 620 ° C дейін (H1150) |
| Дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеу | Әдетте талап етілмейді | Күш пен қаттылықты қалпына келтіру үшін қажет |
| Айналымдылық (Шешім күйі) | Байсалды | Жақсы |
| Дәнекерлеушілік | Стандартты аустенитті толтырғыш металдармен тамаша | Жақсы, бірақ дәнекерлеуден кейінгі қартаюды қажет етеді |
| Пайда болу | Үздік (Терең сурет, иілу) | Әділден орташаға дейін (қартаю кезінде шектеулі икемділік) |
6. Қолданбалар & Өнеркәсіпте пайдалану жағдайлары
316 Тот баспайтын болат – Негізгі қолданбалар
- Теңіз Өнеркәсіп: Сорғылар сияқты теңіз суының әсеріне ұшыраған компоненттер үшін өте қолайлы, клапандар, бекіткіштер, және хлоридті коррозияға тамаша төзімділікке байланысты теңіз аппаратурасы.
- Химиялық өңдеу: Қышқылмен жұмыс істейтін жабдықта жиі қолданылады, Танктер, құбыр, және коррозияға төзімділік маңызды болып табылатын жылу алмастырғыштар.
- Ас & Сусындар өнеркәсібі: Конвейерлер сияқты санитарлық өңдеу жабдықтары үшін қолайлы, араластырғыш цистерналар, және гигиеналық талаптарды талап ететін құбырлар, оңай тазартылатын беттер.
- Фармацевтикалық & Медициналық салалар: Хирургиялық құралдарда қолданылады, зарарсыздандырылатын компоненттер, және биоүйлесімділік пен коррозияға төзімділігіне байланысты имплантацияланбаған медициналық құрылғылар.
- Сәулет & Құрылыс: Құрылыс қасбеттерінде қолданылады, Тұтқалар, және эстетикалық беріктік пен коррозияға төзімділікті талап ететін жағалаудағы немесе қалалық ортадағы арматура.
17-4PH баспайтын болат – негізгі қолданбалар
- Аэроғарыш & Авиация: Құрылымдық компоненттерде кеңінен қолданылады, бекіткіштер, Білімді бөлшектер, және турбиналық қозғалтқыштың құрамдас бөліктері оның жоғары беріктігі мен салмағына байланысты.
- Майлау & Газ өнеркәсібі: Ұңғымалық құралдарға жарамды, біліктер, және беріктік пен қалыпты коррозияға төзімділікті талап ететін жоғары қысымды клапандар.
- Өнеркәсіптік құралдар: Қалыптарда қолданылады, өледі, және қаттылық болатын дәл механикалық бөлшектер, тозуға төзімділік, және өлшемдік тұрақтылық маңызды.
- Энергетика саласы: Атом энергетикалық жүйелерінде және жел турбиналарында кернеуге ұшыраған компоненттер үшін қолданылады, ыстық, және орташа коррозиялық орталар.
7. Балама бағалар
Балама бағаларды түсіну 316 қарсы және. 17-4Р тот баспайтын болаттар әртүрлі халықаралық стандарттар бойынша сәйкес материалдарды таңдау үшін өте маңызды, жаһандық үйлесімділік пен ресурстың икемділігін қамтамасыз ету.
| Стандарт | 316 Тот баспайтын болаттан жасалған эквивалент | 17-4PH баспайтын болаттан жасалған эквивалент |
|---|---|---|
| Санау | S31600 | S17400 |
| Астма | A240 (табақ/парақ), A276 (төр), A312 (трубка) | A564 (жартылай фабрикат), A693 (жолақтар), A705 (дәнекерленген түтік) |
| -Да (Еуропа) | 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2) | 1.4542 (X5CrNiCuNb16-4) |
| Ол (Жапония) | Sus316 | SUS630 |
| Еб (Қытай) | 0CR17NI12MO2 | 06Cr17ni4cu4nb |
| -Ден (Германия) | X5CrNiMo17-12-2 | X5NiCuNb16-4 |
8. жан-жақты салыстыру 316 қарсы және. 17-4PH баспайтын болаттар
| Аспект | 316 Тот баспайтын болат | 17-4Тот баспайтын болат |
|---|---|---|
| Микроқұрылым | Аустениттік (ФСК) | Мартентис + Жауын-шашын қатайтылған |
| Созылу күші | 485-620 МПа (Аяқталды) | 930–1300 МПа (жасты) |
| Қаттылық | ~95 HRB дейін | Дейін 44 Ткект |
| Коррозияға төзімділік | Үздік, әсіресе хлоридтерде | Байсалды, шұңқырға төзімділігі төмен |
| Икемділік | Биік (>40% іуу) | Байсалды (8-15% іуу) |
| Термиялық өңдеу | Тек күйдіру | Шешім емдеу + Қартаю |
| Дәнекерлеушілік | Үздік | Дәнекерлеуден кейінгі термиялық өңдеуді қажет етеді |
| Типтік қосымшалар | Теңіз, химиялық, медициналық, Тағамдарды өңдеу | Аэроғарыш, майлау & газ, Құралдар |
| Құны | Байсалды | Жоғарырақ |
9. Қорытынды
Қорытындысында, 316 Тот баспайтын болат коррозияға төзімділігі бар жерде жарқырайды, пайда болу, және шығындардың тиімділігі маңызды.
Басқа жақтан, 17‑4PH баспайтын болат күш-критикалық жағынан озық, Шаршауға сезімтал қолданбалар, мұнда дизайнерлер оның термиялық өңдеу мен өндіруге қажетті талаптарын басқара алады..
Қоршаған ортаның агрессивтілігін өлшеу арқылы, механикалық жүктемелер, және өндірістік шектеулер,
инженерлер оңтайлы бағаны сенімді түрде таңдай алады, осылайша құрамдастардың сенімділігін қамтамасыз етеді, орындау, және өмірлік цикл мәні.
Осы Егер сізге сапалы қажеттілік қажет болса, сіздің өндіріс қажеттіліктеріңіз үшін тамаша таңдау Тот баспайтын болат құймалар.
ЖҚС:
арасындағы негізгі айырмашылықтар қандай 316 қарсы және. 17-4Тот баспайтын болаттар?
316 тамаша коррозияға төзімділігімен және жоғары икемділігімен танымал аустениттік баспайтын болат болып табылады,
ал 17-4PH - бұл жоғары беріктік пен қаттылықты, бірақ орташа коррозияға төзімділікті ұсынатын мартенситті тұнбаға төзімді тот баспайтын болат.
Олардың микроқұрылымдары, Механикалық қасиеттері, және термиялық өңдеу талаптары айтарлықтай ерекшеленеді.
Қандай тот баспайтын болаттың коррозияға төзімділігі жақсы?
316 тот баспайтын болат коррозияға төзімділік бойынша 17-4PH-тен асып түседі, әсіресе хлоридтерге бай, теңіз, және химиялық орталар, негізінен молибденнің болуына байланысты.
17-4PH орташа коррозияға төзімділікке ие және агрессивті ортада қорғаныс жабындарын қажет етуі мүмкін.
17-4PH тот баспайтын болатты ауыстыра алады 316 барлық қолданбаларда?
Жоқ. Ал 17-4PH жоғары беріктік пен қаттылықты қамтамасыз етеді, ол коррозияға төзімділігі мен икемділігіне сәйкес келмейді 316.
Бұл жоғары механикалық беріктік пен қалыпты коррозияға төзімділікті қажет ететін қолданбалар үшін жақсырақ, аэроғарыш немесе мұнай сияқты & газ компоненттері, теңізде немесе тамақ өнімдерін өңдеуде емес.
Қай тот баспайтын болатты өңдеу оңайырақ?
17-4Ерітінді өңдеуден кейін PH өңдеу оңайырақ, өйткені оның қаттылығы сол кезеңдегі төмен. 316 өңдеу кезінде тез қатаюға бейім, тиімді кесуді қиындатады.
шығындары қалай 316 қарсы және. 17-4PH салыстыру?
Әдетте, 17-4PH тот баспайтын болат күрделі легірлеу элементтері мен термиялық өңдеу процестеріне байланысты қымбатырақ болады.
316 коррозияға төзімділік пен қалыптауға басымдық беретін қолданбалар үшін үнемді.
17-4PH тот баспайтын болаттан жасалған магнитті?
Иә, 17-4РН мартенситтік құрылымына байланысты магниттік қасиет көрсетеді, алақа 316 Тот баспайтын болат күйдірілген күйде әдетте магнитті емес.
