Hej! Ako dodávateľ UNS S31254 som po spracovaní dostal veľa otázok o zvyškovom strese v tejto zliatine super-kupca. Takže som si myslel, že si sadnem a napíšem tento blog, aby som sa podelil o to, čo viem.
Po prvé, povedzme si o tom, čo je S31254. Je to super austenitická nehrdzavejúca oceľ s vysokým obsahom zliatiny, ktorá jej dodáva vynikajúcu odolnosť proti korózii, najmä v prostrediach bohatých na chlorid. Používa sa vo zväzku priemyselných odvetví, ako je chemické spracovanie, odsoľovanie a ropa a plyn na mori. Ale ako každý kov, keď prechádza spracovaním, môže to skončiť so zvyškovým stresom.
Čo je to zvyškový stres?
Zvyškový napätie je v podstate stres, ktorý zostane v materiáli po jeho spracovaní. Keď hovoríme o UNS S31254, spracovanie môže obsahovať veci, ako je obrábanie, zváranie alebo tepelné spracovanie. Počas týchto procesov materiál zažíva rôzne sily a zmeny teploty.
Povedzme, že obrábíme UNS S31254. Rezací nástroj vyvíja tlak na materiál, čo môže spôsobiť deformáciu na povrchu. Materiál v blízkosti povrchu chce určitým spôsobom rozširovať alebo uzavrieť zmluvu, ale základný materiál ho obmedzuje. To vytvára vnútorné sily v rámci materiálu a tieto sily sú tým, čo nazývame zvyškový stres.
Podobne, keď privaríme UNS S31254, teplo z procesu zvárania spôsobí, že sa kov rozširuje. Keď sa ochladzuje, uzatvára sa. Chladenie však nie je rovnomerné naprieč zváranou oblasťou a okolitým základným kovom. Toto nerovnomerné chladenie vedie k rozdielom v množstve kontrakcie a opäť sa vytvára zvyškový stres.
Typy zvyškového stresu v UNS S31254
Existujú dva hlavné typy zvyškového napätia: ťahové a tlakové.
Zvyškový napätie v ťahu je ako keď ťaháte za gumovú pásku. Natiahne materiál a môže ho viac náchylný k praskaniu a korózii. V UNS S31254 môže byť zvyškový ťah v ťahu skutočnou bolesťou v krku. Napríklad vo zváranom kĺbe môže mať vonkajší povrch zvarovej guľôčky zvyškové napätie v ťahu. To môže zvýšiť riziko praskania korózie stresu, čo je hlavným problémom v aplikáciách, kde je zliatina vystavená korozívnemu prostrediu.
Na druhej strane je zvyškový napätie v tlaku ako stláčanie špongie. To tlačí materiál k sebe. V niektorých prípadoch môže byť v skutočnosti prospešný stres. Môže pomôcť pôsobiť proti vonkajším ťahovým silám a zlepšiť únavovú životnosť materiálu. Napríklad, ak dokážeme zaviesť zvyškové napätie v tlaku na povrchu opracovaného komponentu UNS S31254, môže zložku zvýšiť odolnosť voči praskaniu pri cyklickom zaťažení.
Ako zistiť zvyškový stres v UNS S31254
Existuje niekoľko metód na detekciu zvyškového stresu v UNS S31254. Jednou z bežných metód je metóda vŕtania otvorov. V tejto metóde sa do materiálu vyvŕta malý otvor a meria sa relaxácia napätia okolo otvoru. Zmena napätia sa potom používa na výpočet pôvodného zvyškového napätia.
Ďalšou metódou je röntgenová difrakcia. Táto metóda používa röntgenové lúče na analýzu kryštálovej štruktúry materiálu. Ak existuje zvyškový stres, spôsobí to zmenu rozstupu mriežky kryštálov. Meraním týchto zmien môžeme určiť veľkosť a smer zvyškového napätia.
Prečo potrebujeme zmierniť zvyškový stres v UNS S31254?
Ako som už spomenul, zvyškový stres môže mať určité negatívne účinky na UNS S31254. Zvyškový napätie v ťahu môže viesť k prasknutiu korózie napätia, ktoré môže vážne ohroziť integritu komponentu. Môže tiež znížiť únavovú životnosť materiálu, čo znamená, že komponent zlyhá skôr pri opakovanom zaťažení.
V odvetviach, v ktorých je bezpečnosť a spoľahlivosť rozhodujúce, napríklad ropný a plynárenský priemysel, môže mať akékoľvek zlyhanie komponentu S31254 katastrofické následky. Zmiernenie zvyškového stresu je preto nevyhnutné na zabezpečenie dlhodobého výkonu a bezpečnosti komponentov vyrobených z tejto zliatiny.
Ako zmierniť zvyškový stres v UNS S31254
Tepelné spracovanie
Jedným z najbežnejších spôsobov, ako zmierniť zvyškový stres v UNS S31254, je tepelné ošetrenie. Zahŕňa to zahrievanie materiálu na špecifickú teplotu a potom ho držanie pri tejto teplote po určitú dobu, než ho pomaly ochladí.
V prípade UNS S31254 môže typické tepelné spracovanie uvoľňujúce stres zahŕňať zahrievanie materiálu na približne 550 - 650 ° C (1022 - 1202 ° F) a držať ho tam na niekoľko hodín. Vysoká teplota umožňuje atómom v materiáli sa pohybovať voľnejšie, čo pomáha zmierniť vnútorné napätie. Pomalé chladenie je dôležité, aby sa zabránilo tvorbe nového zvyškového napätia počas procesu chladenia.
Mechanické metódy
Mechanické metódy sa môžu použiť aj na zmiernenie zvyškového napätia. Jednou z takýchto spôsobov je záber. Pri výstrele sa malé sférické častice strieľajú pri vysokej rýchlosti na povrch zložky UNS S31254. Vplyv častíc spôsobuje plastickú deformáciu na povrchu, ktorá zavádza zvyškové napätie v tlaku. Toto tlakové napätie môže pôsobiť proti existujúcemu zvyškovému napätiu v ťahu a zlepšiť odolnosť materiálu únavy.
Ďalšou mechanickou metódou je zmiernenie vibračného napätia. V tejto metóde je komponent podrobený ovládaným vibráciám. Vibrácie spôsobujú, že materiál podstúpi malé elastické a plastové deformácie, čo pomáha redistribúciou zvyškového napätia a znižuje jeho veľkosť.
Porovnanie s inými nehrdzavejkovými oceľami
Vždy je zaujímavé porovnávať UNS S31254 s inými nehrdzavejúcimi oceľami, pokiaľ ide o zvyškové napätie. NapríkladNehrdzavejúca oceľ 316H / UNS 31609 / 1,4919je bežná austenitická nehrdzavejúca oceľ. Má nižší obsah zliatiny v porovnaní s UNS S31254, čo znamená, že by mohol byť menej odolný voči korózii, ale môže mať aj rôzne charakteristiky zvyškového stresu. Parametre tepelného spracovania a spracovania na zmiernenie zvyškového stresu za 316 hodín sa môžu líšiť od parametrov pre S31254.
Nerezová oceľ 321 / UNS S32100 / 1,4541Obsahuje titán, ktorý pomáha stabilizovať oceľ proti zrážkam karbidu počas zvárania. To môže ovplyvniť tvorbu a zmiernenie zvyškového stresu vo zváraných kĺboch v porovnaní s S31254.
Nerezová oceľ 317 / UNS S31700 / 1,4449má vyšší obsah molybdénu ako 316H, čo mu dáva lepšiu odolnosť proti korózii. Ale opäť sa môže správanie spracovania a zvyškového stresu líšiť od S31254.
Záver
Zvyškový stres v UNS S31254 po spracovaní je skutočnou vecou a môže mať významný vplyv na výkon a trvanlivosť komponentov vyrobených z tejto zliatiny. Dobrou správou je, že existujú spôsoby, ako odhaliť a zmierniť tento stres. Či už ide o tepelné ošetrenie, mechanické metódy alebo kombináciu oboch, môžeme podniknúť kroky, aby sme zabezpečili, že komponenty S31254, ktoré dodávame, sú v najlepšom možnom stave.
Ak ste na trhu vysokej kvality UNS S31254 alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa zvyškového stresu alebo o tom, ako spracovať túto zliatinu, neváhajte osloviť. Sme tu, aby sme vám pomohli vyťažiť maximum z tohto úžasného materiálu. Poďme sa porozprávať a uvidíme, ako môžeme spolupracovať, aby sme uspokojili vaše konkrétne potreby.
Odkazy
- Príručka ASM Zväzok 4: Ošetrenie tepla
- Edition Metals Handbook Desk Edition, 3. vydanie
- Výskumné práce o zvyškovom strese v nehrdzavejúcich oceliach z rôznych akademických časopisov.
