17 - 4 pH paslanmaz çelik olarak da bilinen UNS S17400, yağış - sertleşen martensitik paslanmaz çeliktir. UNS S17400 tedarikçisi olarak, yüksek sıcaklık performansı hakkında çok sayıda soru aldım. Bu blogda, UNS S17400'ün yüksek sıcaklık koşullarında nasıl davrandığının temel yönlerini araştıracağım.
Kimyasal bileşim ve yüksek sıcaklık performansı üzerindeki etkisi
UNS S17400'ün kimyasal bileşimi, yüksek sıcaklık özelliklerinin belirlenmesinde temel bir rol oynar. Tipik olarak yaklaşık% 15-17.5 krom (CR),% 3-5 nikel (NI),% 3 - 5 bakır (Cu) ve niyobyum (NB) ve azot (N) gibi az miktarda diğer elementler içerir. Krom, yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında çeliğin yüzeyinde koruyucu bir oksit tabakası oluşturduğu için çok önemlidir. Bu oksit tabakası, altta yatan metalin daha fazla oksidasyonunu ve korozyonunu önleyerek bir bariyer görevi görür. Nikel, yüksek sıcaklıklarda bile çeliğin tokluğunu ve sünekliğini arttırır. Bakır, hem odada hem de yüksek sıcaklıklarda malzemenin gücünü artırabilen yağış sertleştirme işlemine katkıda bulunur.
Yüksek sıcaklıklarda mekanik özellikler
Gerilme mukavemeti
Sıcaklık arttıkça, UNS S17400'ün gerilme mukavemeti yavaş yavaş azalır. Oda sıcaklığında, ısı ile muamele edilmiş UNS S17400'ün tipik gerilme mukavemeti, spesifik ısı işlem koşullarına bağlı olarak 1000 - 1300 MPa arasında değişebilir. Bununla birlikte, sıcaklık yaklaşık 400 - 500 ° C'ye ulaştığında, gerilme mukavemeti azalmaya başlar. 600 ° C'ye kadar, gerilme mukavemeti oda - sıcaklık değerinin yaklaşık% 50 - 60'ına düşebilir. Bu mukavemetteki azalma esas olarak martensitik yapının yumuşatılmasından ve malzemenin gücüne katkıda bulunan çökeltilerin kaba hale gelmesinden kaynaklanmaktadır.
Verim gücü
Çekme mukavemetine benzer şekilde, UNS S17400'ün akma mukavemeti de artan sıcaklık ile azalır. Verim gücü, malzemenin plastik olarak deforme olmaya başladığı stresi temsil eder. Yüksek sıcaklıklarda, çeliğin kristal kafesindeki çıkıkların hareketliliği artar, bu da malzemenin stres altında deforme olmasını kolaylaştırır. Bu daha düşük bir verim mukavemeti ile sonuçlanır. Örneğin, 500 ° C'de, akma mukavemeti odanın yaklaşık% 40-50 olabilir - sıcaklık akma mukavemeti.
Sürünme direnci
Sürünme, yüksek sıcaklıklarda sabit bir yük altında bir malzemenin yavaş, zamana bağlı deformasyonudur. UNS S17400, diğer bazı paslanmaz çeliklere kıyasla nispeten iyi bir sürünme direncine sahiptir. Çeliğin yağış sertleştirilmiş yapısı, sürünme deformasyonunun ana mekanizması olan çıkıkların hareketini engellemeye yardımcı olur. Bununla birlikte, yüksek sıcaklıklara ve yüksek gerilmelere uzun süreli maruz kalma yine de önemli sürünme deformasyonuna yol açabilir. Uzun süreli yüksek sıcaklık ve yüksek stres koşullarının beklendiği uygulamalar için, UNS S17400'ün sürünme davranışının dikkatle dikkate alınması gerekir.
Yüksek sıcaklıklarda oksidasyon ve korozyon direnci
Oksidasyon
Yüksek sıcaklık ortamlarına maruz kaldığında, UNS S17400 yüzeyinde bir oksit tabakası oluşturur. Bu oksit tabakasının bileşimi ve yapısı sıcaklığa, maruz kalma süresine ve atmosfere bağlıdır. 600 ° C'nin altındaki sıcaklıklarda, oksit tabakası esas olarak kararlı ve koruyucu bir oksit olan krom oksitten (cr₂o₃) oluşur. Bu tabaka, altta yatan çeliğin daha fazla oksidasyonunu etkili bir şekilde önleyebilir. Bununla birlikte, 600 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda, oksidasyon oranı önemli ölçüde artar. Oksit tabakası daha kalın ve daha gözenekli olabilir ve krom oksitten daha az koruyucu olan demir oksit (Fe₂o₃) gibi ilave oksitler oluşabilir.
Korozyon
Oksidasyona ek olarak, UNS S17400, sülfidasyon ve karbürizasyon gibi yüksek sıcaklıklarda diğer korozyon formlarına da tabi olabilir. Sülfidasyon, çelik yüksek sıcaklıklarda sülfür içeren ortamlara maruz kaldığında meydana gelir. Sülfür, metal sülfitler oluşturmak için metal ile reaksiyona girebilir, bu da malzemenin çukurlaşmasına ve çatlamasına neden olabilir. Karbürizasyon, karbonun yüksek sıcaklıklarda çeliğe difüzyonunu içerir, bu da artan sertlik ve kırılganlık gibi yüzey tabakasının bileşiminde ve özelliklerinde değişikliklere yol açabilir.
Diğer paslanmaz çeliklerle karşılaştırma
UNS S17400'ün yüksek sıcaklık performansını diğer paslanmaz çeliklerle karşılaştırırken, uygulamanın özel gereksinimlerini dikkate almak önemlidir. Örneğin,Paslanmaz Çelik 316TI / USS S31635 / 1.4571VePaslanmaz Çelik 316L / UNS S31603 / 1.4404östenitik paslanmaz çeliklerdir. Genellikle asidik ve klorürde daha iyi korozyon direncine sahiptirler - UNS S17400'e kıyasla yüksek sıcaklıklarda ortamlar içerir. Bununla birlikte, UNS S17400, yağış - sertleştirme kabiliyeti nedeniyle odada daha yüksek mukavemete ve orta derecede yüksek sıcaklıklara sahiptir.Paslanmaz Çelik 317L / UNS S31703 / 1.4438özellikle klorür - zengin ortamlarda gelişmiş korozyon direncine sahip başka bir ostenitik paslanmaz çeliktir. Ancak, yüksek sıcaklıklardaki gücü, bazı durumlarda UNS S17400 kadar yüksek olmayabilir.
Yüksek sıcaklık performansına dayalı uygulamalar
Havacılık endüstrisi
Havacılık ve uzay endüstrisinde UNS S17400, motor parçaları, iniş dişlisi ve yapısal bileşenler gibi bileşenlerde kullanılır. Bu bileşenler çalışma sırasında yüksek sıcaklıklara maruz kalabilir, ancak yüksek mukavemet ve iyi korozyon direnci gerektirir. UNS S17400'ün yüksek sıcaklık performansı, bu gereksinimleri karşılamasını sağlar. Örneğin, bazı motor bileşenleri normal çalışma sırasında 500 - 600 ° C'ye kadar sıcaklıklar yaşayabilir ve UNS S17400'ün nispeten iyi mukavemeti ve oksidasyon direnci onu uygun bir malzeme seçimi haline getirir.
Petrol ve gaz endüstrisi
Petrol ve gaz endüstrisinde, UNS S17400, yüksek sıcaklık ve aşındırıcı ortamlara maruz bırakılabilecek vanalar, pompalar ve diğer ekipmanlarda kullanılır. Çeliğin yüksek sıcaklık performansı, bu bileşenlerin güvenilirliğinin ve uzun ömürlülüğünün sağlanmasına yardımcı olur. Örneğin, keçi uygulamalarında ekipman yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşullarına maruz kalabilir ve UNS S17400'ün korozyona direnme ve mekanik özelliklerini koruma yeteneği çok önemlidir.
Isıl işlemi ve yüksek sıcaklık performansı üzerindeki etkisi
UNS S17400'ün yüksek sıcaklık performansı, ısı işlem sürecinden önemli ölçüde etkilenebilir. En yaygın ısı - UNS S17400 için tedavisi, çözelti tavlamasını ve ardından yaşlanmayı içerir. Çözelti tavlama tipik olarak martensitik matristeki tüm alaşım elemanlarını çözmek için yüksek bir sıcaklıkta (yaklaşık 1020 - 1065 ° C) gerçekleştirilir. Çözelti tavlamasından sonra, malzeme süper doymuş bir katı çözelti oluşturmak için söndürülür. Daha sonra yaşlanma, bakır - zengin çökeltiler ve niyobyum - zengin karbürler gibi güçlendirme fazlarını çökeltmek için daha düşük bir sıcaklıkta (yaklaşık 480 - 620 ° C) gerçekleştirilir.
Uygun Isı - Tedavi, UNS S17400'ün yüksek sıcaklık performansını optimize edebilir. Örneğin, iyi kontrollü bir yaşlanma işlemi, yüksek sıcaklıklarda malzemenin mukavemetini ve sürünme direncini artırabilen çökeltilerin ince ve eşit bir dağılımına neden olabilir. Öte yandan, aşırı yaşlanma veya yaşlanma gibi uygunsuz ısı işlemi, azalmış mukavemet ve oksidasyona karşı artan duyarlılık gibi yüksek sıcaklık performansında bir azalmaya yol açabilir.
Çözüm
Sonuç olarak, UNS S17400'ün yüksek sıcaklık performansı, kimyasal bileşim, mekanik özellikler, oksidasyon ve korozyon direnci ve ısı tedavisi gibi birçok faktör içeren karmaşık bir konudur. Malzemenin çok yüksek sıcaklıklarda mukavemet ve oksidasyon direnci açısından bazı sınırlamaları olsa da, yine de birçok yüksek sıcaklık uygulaması için iyi bir özellik dengesi sunar. UNS S17400 tedarikçisi olarak, farklı endüstrilerin özel gereksinimlerini karşılayan yüksek kaliteli malzemeler sağlamanın önemini anlıyorum. Yüksek sıcaklık uygulamalarınız için UNS S17400'ü kullanmak istiyorsanız, lütfen daha fazla bilgi için benimle iletişime geçmekten ve tedarik ihtiyaçlarınızı tartışmaktan çekinmeyin.
Referanslar
- ASM El Kitabı Cilt 1: Özellikler ve Seçim: İronlar, Çelikler ve Yüksek Performans Alaşımları
- Metals El Kitabı Masası Edition, 3. Baskı
