UNS S17400, známa tiež ako 17 - 4 pH z nehrdzavejúcej ocele, je zrážanie - kalendácia martenzitickej nehrdzavejúcej ocele. Ako dodávateľ UNS S17400 som dostal početné otázky týkajúce sa jeho vysokej teploty. V tomto blogu sa ponorím do kľúčových aspektov toho, ako sa UNS S17400 správa za podmienok vysokej teploty.
Chemické zloženie a jeho vplyv na výkon vysokej teploty
Chemické zloženie UNS S17400 zohráva základnú úlohu pri určovaní svojich charakteristík vysokej teploty. Zvyčajne obsahuje okolo 15 - 17,5% chrómu (CR), 3 - 5% niklu (NI), 3 - 5% medi (Cu) a malé množstvo ďalších prvkov, ako je niobium (NB) a dusík (N). Chróm je rozhodujúci, pretože tvorí ochrannú vrstvu oxidu na povrchu ocele, keď je vystavená vysokým teplotám. Táto oxidová vrstva pôsobí ako bariéra, ktorá bráni ďalšej oxidácii a korózii podkladového kovu. Nikel zvyšuje húževnatosť a ťažnosť ocele, a to aj pri zvýšených teplotách. Meď prispieva k procesu zrážania - kalenia, ktorý môže zlepšiť pevnosť materiálu v miestnosti aj v vysokých teplotách.
Mechanické vlastnosti pri vysokých teplotách
Pevnosť v ťahu
Keď teplota stúpa, pevnosť v ťahu S17400 postupne klesá. Pri teplote miestnosti sa typická pevnosť v ťahu tepla - ošetreného UNS S17400 môže pohybovať od 1 000 do 1300 MPa, v závislosti od špecifických podmienok úpravy tepla. Keď však teplota dosiahne okolo 400 - 500 ° C, pevnosť v ťahu začne klesať. O 600 ° C môže pevnosť v ťahu klesnúť na približne 50 - 60% svojej hodnoty teploty miestnosti. Toto zníženie pevnosti je spôsobené hlavne zmäkčovaním martenzitickej štruktúry a hrubým zrážkam, ktoré prispievajú k pevnosti materiálu.
Výnosová sila
Podobne ako pri pevnosti v ťahu, aj pevnosť výťažku S17400 sa tiež znižuje so zvyšujúcou sa teplotou. Pevnosť výťažku predstavuje napätie, pri ktorom materiál začína plasticky deformovať. Pri vysokých teplotách sa mobilita dislokácií v kryštálovej mriežke ocele zvyšuje, čo uľahčuje deformáciu materiálu pod stresom. To má za následok nižšiu pevnosť výťažku. Napríklad pri 500 ° C môže byť výnosová pevnosť približne 40 - 50% pevnosti výťažku teploty.
Odpor
Creep je pomalý čas - závislý deformácia materiálu pri konštantnom zaťažení pri vysokých teplotách. UNS S17400 má v porovnaní s niektorými inými nehrdzavejinovými oceľami relatívne dobrú odolnosť proti tečeniam. Zrážky - kalená štruktúra ocele pomáha brániť pohybu dislokácií, čo je hlavným mechanizmom deformácie tečenia. Predĺžené vystavenie vysokým teplotám a vysokým napätím však môže stále viesť k významnej deformácii tečenia. V prípade aplikácií, v ktorých sa očakávajú dlhodobé - vysoké teplotné a vysoké podmienky stresu, je potrebné starostlivo zvážiť správanie tečenia S17400.
Oxidácia a odolnosť proti korózii pri vysokých teplotách
Oxidácia
Pri vystavení vysokovýkonným prostredím, UNS S17400 tvorí na jej povrchu oxidovú vrstvu. Zloženie a štruktúra tejto vrstvy oxidu závisia od teploty, trvania expozície a atmosféry. Pri teplotách pod 600 ° C je oxidová vrstva zložená hlavne z oxidu chrómu (CR₂O₃), ktorý je stabilným a ochranným oxidom. Táto vrstva môže účinne zabrániť ďalšej oxidácii podkladovej ocele. Pri teplotách nad 600 ° C sa však rýchlosť oxidácie výrazne zvyšuje. Oxidová vrstva sa môže stať hrubšou a poréznejšou a môžu sa tvoriť ďalšie oxidy, ako je oxid železa (február), ktoré sú menej ochranné ako oxid chrómu.
Korózia
Okrem oxidácie môže podliehať aj S17400 aj iné formy korózie pri vysokých teplotách, ako je sulfidácia a karburizácia. Sulfidácia sa vyskytuje, keď je oceľ vystavená prostrediu obsahujúcim síru pri vysokých teplotách. Síra môže reagovať s kovom za vzniku kovových sulfidov, ktoré môžu spôsobiť jamu a praskanie materiálu. Karburizácia zahŕňa difúziu uhlíka do ocele pri vysokých teplotách, čo môže viesť k zmenám v zložení a vlastnostiam povrchovej vrstvy, ako je zvýšená tvrdosť a krehkosť.
Porovnanie s inými nehrdzavejkovými oceľami
Pri porovnaní výkonu vysokej teploty UNS S17400 s inými nehrdzavejúcimi oceľami je dôležité zvážiť špecifické požiadavky aplikácie. NapríkladNehrdzavejúca oceľ 316ti / UNS S31635 / 1,4571aNehrdzavejúca oceľ 316L / UNS S31603 / 1,4404sú austenitické nehrdzavejúce ocele. Všeobecne majú lepšiu odolnosť proti korózii v kyslých prostrediach obsahujúcich chlorid pri vysokých teplotách v porovnaní s S17400. Avšak UNS S17400 má vyššiu pevnosť v miestnosti a stredné vysoké teploty v dôsledku jej zrážok - kalenia.Nerezová oceľ 317L / UNS S31703 / 1,4438je ďalšia austenitická nehrdzavejúca oceľ so zvýšenou odolnosťou proti korózii, najmä v prostredí bohatých na chlorid. Ale jeho pevnosť pri vysokých teplotách nemusí byť v niektorých prípadoch taká vysoká ako sila S17400.
Aplikácie založené na vysokej teplote výkonu
Letecký priemysel
V leteckom priemysle sa UNS S17400 používa v komponentoch, ako sú časti motora, podvozok a konštrukčné komponenty. Tieto komponenty môžu byť počas prevádzky vystavené vysokým teplotám, ale vyžadujú tiež vysokú pevnosť a dobrý odpor korózie. Výkon vysokej teploty UNS S17400 mu umožňuje splniť tieto požiadavky. Napríklad niektoré komponenty motora môžu počas normálnej prevádzky zažiť teploty do 500 - 600 ° C a relatívne dobrá pevnosť a oxidačný odpor UNS S17400 z neho robí vhodnú voľbu materiálu.
Ropný a plynárenský priemysel
V ropnom a plynárenskom priemysle sa UNS S17400 používa vo ventiloch, čerpadlách a iných zariadeniach, ktoré môžu byť vystavené vysokej teplote a korozívne prostredie. Výkon vysokej teploty ocele pomáha zabezpečiť spoľahlivosť a dlhovekosť týchto komponentov. Napríklad v aplikáciách dolu môže byť zariadenie vystavené vysokým teplotným a vysokým tlakovým podmienkam a schopnosť UNS S17400 odolávať korózii a zachovať jej mechanické vlastnosti je rozhodujúca.
Tepelné spracovanie a jeho vplyv na vysoký teplotu
Výkon vysokej teploty UNS S17400 môže byť významne ovplyvnený procesom spracovania tepla. Najbežnejšia liečba tepla - NESS S17400 zahŕňa žíhanie roztoku, po ktorom nasleduje starnutie. Žíhanie roztoku sa zvyčajne vykonáva pri vysokej teplote (okolo 1020 - 1065 ° C), aby sa rozpustili všetky legtenské prvky v martenzitickej matrici. Po žíhaní roztoku sa materiál ochladzuje, aby sa vytvoril presýtený tuhý roztok. Starnutie sa potom vykonáva pri nižšej teplote (okolo 480 - 620 ° C), aby sa zrážalo fázy posilňovania, ako sú meď - bohaté zrazeniny a karbidy bohaté na niobium.
Správne teplo - ošetrenie môže optimalizovať výkonnosť vysokej teploty UNS S17400. Napríklad dobre riadený proces starnutia môže mať za následok jemné a rovnomerné rozdelenie precipitátov, ktoré môže zlepšiť pevnosť a odpor tečenia materiálu pri vysokých teplotách. Na druhej strane, nesprávne ošetrenie tepla, ako napríklad starnutie alebo starnutie - starnutie, môže viesť k zníženiu výkonnosti vysokej teploty, ako je znížená pevnosť a zvýšená citlivosť na oxidáciu.
Záver
Záverom možno povedať, že vysoká teplota výkonnosť UNS S17400 je komplexná téma, ktorá zahŕňa viac faktorov vrátane chemického zloženia, mechanických vlastností, oxidácie a odolnosti proti korózii a ošetrenia tepla. Aj keď materiál má určité obmedzenia, pokiaľ ide o pevnosť a oxidačný odpor pri veľmi vysokých teplotách, stále ponúka dobrú rovnováhu vlastností pre mnoho aplikácií s vysokou teplotou. Ako dodávateľ UNS S17400 chápem dôležitosť poskytovania materiálov vysokej kvality, ktoré spĺňajú špecifické požiadavky rôznych odvetví. Ak máte záujem o použitie UNS S17400 pre svoje aplikácie s vysokou teplotou, neváhajte ma kontaktovať, kde nájdete ďalšie informácie a prediskutujte svoje potreby obstarávania.
Odkazy
- Handbook ASM Handbook Volume 1: Vlastnosti a výber: Irons, ocele a zliatiny s vysokým výkonom
- Edition Metals Handbook Desk Edition, 3. vydanie
