Ako dodávateľ UNS S31703 sa ma často pýtajú na starnúce správanie tejto konkrétnej zliatiny z nehrdzavejúcej ocele. Pochopenie správania starnutia je rozhodujúce pre jeho správne použitie, pretože môže výrazne ovplyvniť mechanické a odolné vlastnosti materiálu - odolné voči korózii.
UNS S31703 je molybdén - nesie austenitickú nehrdzavejúcu oceľ, ktorá patrí do série 300. Je známy svojou vynikajúcou odolnosťou proti korózii, najmä v prostrediach obsahujúcich chloridové ióny, a dobré mechanické vlastnosti v miestnosti a zvýšených teplotách. Správanie starnutia UNS S31703 sa týka hlavne zmeny v jej mikroštruktúre a vlastnostiach, keď je vystavené špecifickým teplotným a časovým podmienkam.
Mikroštruktúrne zmeny počas starnutia
Ak je UNS S31703 starší, môže sa vyskytnúť niekoľko mikroštrukturálnych zmien. Jednou z najvýznamnejších zmien je zrážanie sekundárnych fáz. V prípade tejto zliatiny je zrážanie Sigma ((\ sigma)) bežným javom počas starnutia pri stredných teplotách, zvyčajne v rozmedzí 600 - 900 ° C. Fáza Sigma je intermetalická zlúčenina, ktorá obsahuje vysokú koncentráciu chrómu a molybdénu. Jeho zrážanie je výsledkom dlhodobej difúzie legítovacích prvkov v austenitickej matrici.
Tvorba fázy sigma môže mať pozitívne aj negatívne účinky na vlastnosti UNS S31703. Na jednej strane môže v niektorých prípadoch malé množstvo sigma fázy zlepšiť pevnosť zliatiny tým, že pôsobí ako posilňovacie činidlo. Častice fázy s jemnou dispergovanou sigma môžu brániť pohybu dislokácií, ktorý je hlavným mechanizmom plastickej deformácie v kovoch. To má za následok zvýšenie výnosovej pevnosti a konečnej pevnosti v ťahu materiálu.
Na druhej strane, nadmerné zrážanie fázy Sigma môže byť škodlivé. Fáza Sigma je tvrdá a krehká a jej prítomnosť môže viesť k výraznému zníženiu ťažnosti a húževnatosti zliatiny. Praskliny sa môžu ľahko iniciovať a šíriť pozdĺž hraníc častíc fázy sigma, čím sa zvyšuje citlivosť materiálu na krehké zlomeniny. Okrem toho zrážanie fázy sigma vyčerpáva okolitú austenitickú matricu chrómu a molybdénu. Pretože chróm a molybdén sú kľúčovými prvkami zodpovednými za koróznu rezistenciu nehrdzavejúcej ocele, táto vyčerpanie môže viesť k zníženiu odolnosti proti korózii zliatiny, najmä v prostrediach, v ktorých sú obavy z jamiek a korózie trhliny.
Ďalším možným zrážkam počas starnutia je tvorba karbidov. V UNS S31703 môžu chrómové karbidy ((M_ {23} C_6) zrážať na hraniciach zŕn, keď je zliatina pri teplotách v rozsahu 450 - 850 ° C. Podobne ako vo fáze sigma, zrážanie karbidov môže tiež spôsobiť zníženie odolnosti proti korózii. Zrážanie karbidov chrómu na hraniciach zŕn vyčerpáva susedné oblasti chrómu a vytvára oblasti s nižším obsahom chrómu. Tieto regióny sú náchylnejšie na koróziu, čo vedie k javu známemu ako intergranulárna korózia.
Vplyv starnutia na mechanické vlastnosti
Proces starnutia má hlboký vplyv na mechanické vlastnosti UNS S31703. Ako už bolo uvedené, zrážanie sekundárnych fáz, ako je sigma fáza a karbidy, môžu zmeniť silu, ťažnosť a húževnatosť zliatiny.
Sila zliatiny sa vo všeobecnosti zvyšuje so starnutím, najmä ak sa vytvorí malé množstvo posilňovacích fáz. Napríklad v počiatočných štádiách starnutia pri stredných teplotách môžu výťažková pevnosť a konečná pevnosť v ťahu vykazovať mierne zvýšenie v dôsledku účinku kalenia zrážok. Avšak so zvyšovaním času starnutia alebo sa teplota ďalej zvyšuje, ťažnosť a húževnatosť zliatiny sa začínajú rýchlo zhoršovať.
Zníženie ťažnosti sa môže merať parametrami, ako je predĺženie a zníženie oblasti. Zníženie týchto hodnôt naznačuje, že materiál je menej schopný plasticky deformovať pred zlomeninou. Húževnatosť zliatiny, ktorá súvisí s jej schopnosťou absorbovať energiu počas deformácie, sa tiež znižuje. Toto sa často hodnotí pomocou testov dopadu, ako je napríklad test Charpy V - Notch. Nižšia hodnota energie dopadu po starnutí naznačuje, že zliatina je krehkejšia a pravdepodobnejšie, že náhle zlyhá pri náraze.
Vplyv starnutia na odolnosť proti korózii
Odolnosť proti korózii je jednou z najdôležitejších vlastností UNS S31703 a starnutie môže mať na ňu významný vplyv. Zrážanie sekundárnych fáz, najmä fázy sigma a karbidy, môžu viesť k zníženiu rezistencie zliatiny voči rôznym formám korózie.
Pokiaľ ide o koróziu jamiek, deplécia chrómu a molybdénu v austenitickej matrici v dôsledku zrážania fázy sigma a karbidov robí materiál náchylnejším na začatie jám. Chloridové ióny v prostredí môžu napadnúť oblasti s nízkym obsahom chrómu a molybdénu, čo vedie k tvorbe malých dier alebo jamiek na povrchu zliatiny. Po vytvorení jamy sa môžu ďalej šíriť, čo spôsobí vážne poškodenie materiálu.
Korózia trhliny je tiež ovplyvnená starnutím. Pri štrbinách, ako sú tie, ktoré sú vytvorené medzi dvoma kovovými povrchmi v kontakte alebo pod tesneniami, sú podmienky priaznivejšie pre vývoj korózie. Vyčerpanie zliatinových prvkov v dôsledku zrážok sekundárnej fázy môže urýchliť proces korózie korózie. V týchto oblastiach sa zliatiny stáva menej schopná pasivovať a miera korózie sa môže výrazne zvýšiť.
Intergranulárna korózia, ako už bolo uvedené, úzko súvisí s zrážaním karbidov chrómu na hraniciach zŕn. Ak je zliatina vystavená teplotnému rozsahu, v ktorom dochádza k zrážkam karbidu, vyčerpanie chrómu na hraniciach zŕn robí tieto oblasti anodickejšie v porovnaní s väčšinou materiálu. To vytvára galvanickú bunku a hranice zŕn sú prednostne korodované, čo vedie k oddeleniu zŕn a strate štrukturálnej integrity.
Porovnanie s inými zliatinou nehrdzavejúcej ocele
Aby sme lepšie porozumeli starnutiu správania sa UNS S31703, je užitočné ho porovnávať s inými zliatinami z nehrdzavejúcej ocele. NapríkladNerezová oceľ 347 / UNS S34700 / 1,4550je ďalšia austenitická nehrdzavejúca oceľ. Zatiaľ čo OBS S31703 aj UNS S34700 majú dobrý odpor korózie, ich správanie starnutia je odlišné. UNS S34700 obsahuje niobium, ktoré môžu počas starnutia tvoriť karbidy niobium namiesto karbidov chrómu. To znižuje riziko intergranulárnej korózie v porovnaní s S31703.
Nerezová oceľ 316ln / UNS S31653 / 1,4406, 1,4429je tiež populárna austenitická nehrdzavejúca oceľ. Má nižší obsah molybdénu v porovnaní s UNS S31703. Nižší obsah molybdénu znamená, že zrážanie fázy Sigma v 316LN môže byť počas starnutia menej závažné. Jeho celková odolnosť proti korózii, najmä v prostrediach obsahujúcich chlorid, je však všeobecne nižšia ako odpor S31703.
Nehrdzavejúca oceľ 17 - 4PH / US S17400 / 1 4542je zrážanie - kalenie nehrdzavejúcej ocele. Jeho starnúce správanie sa zameriava hlavne na zrážky fáz meďnatého na posilnenie. Naopak, starnutie UNS S31703 viac súvisí s zrážaním intermetalických zlúčenín a karbidov, ktoré majú rôzne účinky na vlastnosti zliatiny.
Ovládanie správania starnutia
Na zabezpečenie optimálneho výkonu UNS S31703 je potrebné kontrolovať správanie starnutia. Jedným zo spôsobov je starostlivo zvoliť parametre tepla - ošetrenie. Napríklad rýchle chladenie po žíhaní roztoku môže zabrániť alebo minimalizovať zrážanie sekundárnych fáz počas následného použitia. Žíhanie roztoku je proces ošetrenia tepla, kde sa zliatinu zahrieva na vysokú teplotu (zvyčajne nad 1050 ° C), aby sa rozpustila všetky sekundárne fázy a potom sa rýchlo ochladila, aby sa zachovala jednofázová austenitická štruktúra.
Ďalším prístupom je upraviť zloženie zliatiny. Dôkladným reguláciou obsahu legúvajúcich prvkov, ako je chróm, molybdén a uhlík, sa môže znížiť tendencia k zrážkam sekundárnej fázy. Napríklad zníženie obsahu uhlíka môže minimalizovať tvorbu karbidov chrómu, zatiaľ čo optimalizácia obsahu molybdénu môže vyvážiť účinok posilňovania a riziko zrážok fázy sigma.
Záver
Záverom možno povedať, že starnúce správanie UNS S31703 je komplexný jav, ktorý zahŕňa mikroštrukturálne zmeny, ako napríklad zrážanie sekundárnych fáz, ako je fáza Sigma a karbidy. Tieto zmeny môžu mať významné účinky na mechanické vlastnosti zliatiny odolné voči mechanickým a korózii. Zatiaľ čo určitý stupeň starnutia môže viesť k zlepšeniu sily, nadmerné starnutie môže spôsobiť zhoršenie ťažnosti, húževnatosti a odolnosti proti korózii.
Ako dodávateľ UNS S31703 chápeme dôležitosť týchto vlastností pre našich zákazníkov. Zaviazali sme sa poskytovať vysokokvalitné výrobky UNS S31703 s kontrolovaným správaním starnutia. Ak máte záujem o naše produkty UNS S31703 alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa jej aplikácie a nehnuteľností, neváhajte a kontaktujte nás kvôli obstarávaniu a ďalšej diskusii.
Odkazy
- Príručka ASM, zväzok 3: Fázové diagramy zliatiny.
- „Odolnosť voči korózii nehrdzavejúceho ocele“ od R. Winston Revie.
- „Princípy fyzických metalurgie“ od Roberta W. Cahna a Peter Haasen.
