Kao dobavljač S31703, često me pitaju o ponašanju starenja ove posebne nehrđajuće - čelične legure. Razumijevanje ponašanja starenja je presudno za njegovu odgovarajuću primjenu, jer može značajno utjecati na mehaničku i koroziju materijala materijala.
UNS S31703 je molibdenski - ležajni austenitni nehrđajući čelik koji pripada seriji 300. Poznat je po izvrsnom otporu koroziji, posebno u okruženjima koja sadrže hloridne ine i dobre mehaničke svojstva u obje sobe i povišenim temperaturama. Ponašanje starenja UNS S31703 uglavnom se odnosi na promjene u svojoj mikrostrukturi i svojstvima kada je izložena određenim temperaturnim i vremenskim uvjetima.
Mikrostrukturne promjene tokom starenja
Kada je S31703 u UNS-u, može se pojaviti nekoliko mikrostrukturnih promjena. Jedna od najznačajnijih promjena je padavina sekundarnih faza. U slučaju ove legure, faza SIGMA ((\ sigma)) Oborine je uobičajena pojava tokom starenja u srednjim temperaturama, obično u rasponu od 600 - 900 ° C. Faza SIGMA je intermetralni spoj koji sadrži visoku koncentraciju hroma i molibdena. Oborine su rezultat dugoročne difuzije legiranih elemenata unutar austenitne matrice.
Formiranje faze sigme može imati i pozitivne i negativne efekte na svojstva UNS S31703. S jedne strane, u nekim slučajevima mala količina sigma može poboljšati snagu legura djelovanjem kao sredstvo za jačanje. Kazne - raspršene sigme fazne čestice mogu ometati kretanje dislokacija, što je glavni mehanizam plastične deformacije u metalima. To rezultira povećanjem snage prinosa i krajnje zatezne čvrstoće materijala.
S druge strane, prekomjerna padavina za sigma može biti štetna. Faza sigme je tvrda i krhka, a njeno prisustvo može dovesti do značajnog smanjenja duktilnosti i žilavosti legure. Pukotine mogu lako pokrenuti i propagirati duž granica sigma faznih čestica, povećavajući osjetljivost materijala u lomljiv lom. Štaviše, oborine su faze sigme isprobava okolnu austenitnu matricu hroma i molibdena. Budući da su kromi i molibdenu ključni elementi odgovorni za otpornost na koroziju od nehrđajućeg čelika, ova iscrpljenost može dovesti do smanjenja korozije od legure, posebno u okruženjima u kojima su u okruženjima i korozija u kojima se zabrinjava.
Drugo moguće padavine tokom starenja je formiranje karbida. U UNS S31703, kromirani karbide ((M_ {23} C_6)) mogu precipetirati u graničnim granicama kada se legura ostari na temperaturama u rasponu od 450 - 850 ° C. Slično sličnoj fazi sigme, padavina karbida može uzrokovati smanjenje otpornosti na koroziju. Oborišta hromih karbida na graničnim granirama isprobava susjedne regije hroma, stvarajući područja s nižim hrominskim sadržajem. Te su regije sklonije koroziji, što dovodi do pojave poznat kao međugranične korozije.
Učinak starenja na mehanička svojstva
Proces starenja ima dubok utjecaj na mehanička svojstva UNS S31703. Kao što je već spomenuto, oborilovanje sekundarnih faza kao što je faza sigme i karbida mogu promijeniti snagu, duktilnost i žilavost legure.
Snaga legure uglavnom se povećava sa starenjem, posebno kada se formira mala količina faza jačanja. Na primjer, u početnim fazama starenja na srednjim temperaturama, čvrstoća prinosa i vrhunska zatezna čvrstoća mogu pokazati neznatan porast zbog efekta očvršćivanja oborina. Međutim, kako se vrijeme starenja povećava ili se temperatura postavlja dalje, duktilnost i žilavost legura počinju brzo se pogoršati.
Smanjenje duktilnosti može se mjeriti parametrima kao što su izduženje i smanjenje područja. Smanjenje ovih vrijednosti ukazuje da materijal postaje manje u stanju da se plastično deformiše prije loma. Čvrstoća legure, koja se odnosi na njegovu sposobnost apsorbiranja energije tokom deformacije, također se smanjuje. To se često ocjenjuje pomoću ispitivanja udara, poput Charpy V - zareznog testa. Niža utjecajna vrijednost energije nakon starenja sugerira da je legura krhka i vjerovatnije da će iznenada ne uspijevati pod udarnim učitavanjem.
Efekat starenja na otpornost na koroziju
Otpornost na koroziju jedna je od najvažnijih svojstava UNS S31703, a starenje može imati značajan utjecaj na njega. Oborine sekundarnih faza, posebno faze sigme i karbida, može dovesti do smanjenja legure otpornosti na različite oblike korozije.
U pogledu korozije u pitngu, iscrpljivanje hroma i molibdena u austenitnom matricu zbog padavina faze i karbida Sigma čini materijal osjetljivijim na pokretanje jama. Hloridni joni u okolišu mogu napasti regije sa niskim sadržajem hromira i molibdena, što dovodi do stvaranja malih rupa ili jama na površini legure. Nakon što se formiraju jame, mogu se dalje propagirati, uzrokujući da teži oštećenja materijala.
Narođen je i pukotinama starenjem. U pukotinama, poput onih koji su formirani između dvije metalne površine u kontaktu ili pod brtve, uvjeti su povoljniji za razvoj korozije. Iscrpljivanje legiranih elemenata zbog padavina s sekundarnim fazom može ubrzati proces korozije Crevece. Legura postaje manje sposobna pasivati u ovim područjima, a stopa korozije može se značajno povećati.
Intergranularna korozija, kao što je već spomenuto, usko je povezana sa padarišem kromiranim karbidima na graničnim granicama zrna. Kada je legura izložena temperaturnom opsegu u kojem se pojavljuje padavina karbida, iscrpljivanje kroma na graničnim granivima čini ove regije više anodnije u odnosu na većinu materijala. To stvara galvansku ćeliju, a granice žita su preferencijalno korodirane, što dovodi do odvajanja žitarica i gubitka strukturnog integriteta.
Poređenje sa ostalim nehrđajućim - čeličnim legurima
Da bi bolje razumjeli ponašanje starenja UNS S31703, korisno je uporediti s drugim nehrđajućim - čeličnim legurima. Na primjer,Nehrđajući čelik 347 / UNS S34700 / 1.4550je još jedan austenitni nehrđajući čelik. Iako su i UNS S31703 i UNS S34700 imaju dobru otpornost na koroziju, njihova ponašanja za starenje su različite. UNS S34700 sadrži niobijum koji može formirati niobijum karbide umjesto hromijskih karbida tokom starenja. To smanjuje rizik od intergranularne korozije u odnosu na UNS S31703.
Nehrđajući čelik 316LN / UNS S31653 / 1.4406, 1.4429je takođe popularni austenitni nehrđajući čelik. Ima donji sadržaj molibdena u odnosu na UNS S31703. Donji sadržaj molibdena znači da se padavina faze Sigma u 316LN može biti manje teška tokom starenja. Međutim, njegova ukupna otpornost na koroziju, posebno u hlorid - sa okruženjima, uglavnom je niža od onog uNS S31703.
Nehrđajući čelik 17 - 4Ph / US S17400 / 1,4542je taloženje - očvršćivanje nehrđajućeg čelika. Njegovo ponašanje starenja uglavnom se fokusira na oborinu bakra - bogate faze za jačanje. Suprotno tome, starenje UNS S31703 više je povezano sa padarišem intermetalnih spojeva i karbida, koji imaju različite efekte na svojstva legure.
Kontrola ponašanja starenja
Da bi se osiguralo optimalne performanse UNS S31703, potrebno je kontrolirati ponašanje starenja. Jedan od načina je pažljivo odabrati parametre toplote - liječenja. Na primjer, brzo hlađenje nakon rješenja za žarenje može spriječiti ili smanjiti padavine sekundarnih faza tokom naknadne upotrebe. Rješenje Isključenje je toplota - postupak liječenja u kojem se legura zagrijava na visoku temperaturu (obično iznad 1050 ° C) za otapanje svih sekundarnih faza, a zatim se brzo ugasi za zadržavanje jedne fazne austenitne strukture.
Drugi pristup je prilagoditi sastav legure. Pažljivo kontrolirajući sadržaj legirajućih elemenata kao što su hrom, molibden, i ugljik, tendencija za količinu sekundarne faze mogu se smanjiti. Na primjer, smanjujući sadržaj ugljika može minimizirati stvaranje kromiranih karbida, dok optimiziramo molibdenski sadržaj može uravnotežiti učinak jačanja i rizik od padavine SIGMA.
Zaključak
Zaključno, ponašanje starenja UNS S31703 složen je fenomen koji uključuje mikrostrukturne promjene, poput padavina sekundarnih faza poput faze sigme i karbida. Te promjene mogu imati značajne efekte na mehaničku i koroziju - otporna na svojstva legure. Iako neki stupanj starenja može dovesti do poboljšanja snage, pretjerano starenje može prouzrokovati pogoršanje duktilnosti, žilavosti i otpornosti na koroziju.
Kao dobavljač UNS S31703, razumijemo važnost ovih svojstava za naše kupce. Zalažemo se za pružanje visokog kvaliteta proizvoda UNS S31703 sa kontroliranim ponašanjem starenja. Ako vas zanima naše UNS S31703 proizvode ili imate bilo kakvih pitanja o njegovoj primjeni i svojstvima, slobodno nas kontaktirajte za nabavku i daljnju raspravu.
Reference
- Priručnik za ASM, svezak 3: fazni dijagrami od legure.
- "Otpornost na koroziju od nehrđajućih čelika" R. Winston Revie.
- "Fizički metalurški principi" Roberta W. Cahn i Petera Haasena.
