Hvernig stjórnar hlutfall fyrri köldu vinnu frá slönguteikningu 316 hitaslíðurs hraða streituslökunar og samhliða næmingar meðan á þjónustu stendur við 550 gráður

Samkeppnishreyfifræði endurheimt og útfellingu karbíða

Fyrir 316 rafhitunarrör úr ryðfríu stáli við háan hita (550 gráður, dæmigert fyrir háhita loft- eða gashitunarnotkun) stjórnar fyrri kuldavinnuprósentan úr slönguteikningu tveimur misvísandi málmvinnsluferlum: streituslökun (losunarbati, sem dregur úr afgangsálagi og eykur skriðviðnám) og næmingu (krómikarbítviðnám) sem dregur úr kornmeti og kornviðnám. Mikil köld dráttur á röri (25-35% minnkun) við 550 gráður slakar hratt á (50-80% streituminnkun á 100-500 klst.) en skapar samfelld kornmarkskarbíð (næmingu) á sama tíma vegna mikillar losunarþéttleika sem hraðar krómdreifingu. Létt kaldvinnið slöngur (5 til 15% minnkun) slakar hægar á (50% streituminnkun tekur 1000 til 5000 klst.) en er ekki næm vegna þess að minnkuð losunarþéttleiki framleiðir færri kjarnamyndunarstaði fyrir karbíð. Þessi grein mælir fylgni milli fyrri kaldavinnu, streituslökunarhvarfafræði og upphafs næmingar við 550 $^{\\circ}$C.

Vélbúnaður fyrir næmingu og samkeppnisbata

316 ryðfríu stáli byggir upp skekkjur og, allt eftir styrkleika, tognar-martensít af völdum köldu dráttar. Við 550 gráðu batakerfi (losunareyðing og endurröðun) dregur úr streitu og hörku sem eftir er. Endurheimtunarhraði er Arrhenius og hraðari í hærra köldu unnu efni þar sem geymd orka býður upp á þrýstikraft. á sama tíma fellur krómkarbíð (Cr 23 C 6 ) út meðfram kornamörkum og við liðskipti. Hraði kjarnamyndunar karbíða er í réttu hlutfalli við losunarþéttleika, þar sem dislocations veita hraðar dreifingarleiðir fyrir króm og kolefni. Í mjög köldu-unnu efni (mjög losunarþéttleiki) myndast karbíð fljótt og mynda samfellt kornamörk innan 100-500 klukkustunda við 550 gráður. Karbíðkjarnamyndun er hæg í vægu köldu meðhöndluðu efni og jafnvel eftir 5.000 klukkustundir eru karbíð fá og ósamfelld.

Magngreint samband kaldrar vinnu, streituslökunar og næmingar við 550 gráður

Eftirfarandi tengsl eru staðfest út frá stýrðri jafnhitaöldrun 316 slöngna með mismunandi hlutfalli af köldu vinnu við 550 gráður, sem mælir afgangsspennu (með röntgengeislabeygju) og næmingu (með ASTM A262 æfingu A).

Cold Work (%) Initial Residual Stress (MPa) Time Required for 50% Relaxation of Residual Stress at 550 C (hours)Time to Continuous Grain Boundary Carbides (sensitisation) at 550°C (hours) ASTM A262 Practice A Result after 1,000 hours Recommended for 550°C Service >1.000 klukkustundir 0 (glæður)<30 N/A (no stress) >10.000 (engin næmi) Uppbygging skrefa Já 5-10 100-150 2,000-5,000 5,000-10.000 Skref (viðunandi) Já 10-15 150-200 1,000-2,000 2,000-5.000 Skref til að farga umskiptum Gott í allt að 2.000 klukkustundir
15-20 200-250 500-1,000 1,000-2,000 Ditch (sensitised) after 1,500 Not recommended >1.000 klukkustundir
20-25 250-300 200-500 500-1.000 Skurður (næmur) eftir 500 klst. Nei 25-30 300-350 100-200 200-500 Alvarlegur skurður óviðunandi
30-35 350-400 50-100 100-200 Severe ditch + grain dropping Unacceptable35 >400 <50 <100 Full sensitization Unacceptable
Áhrif þjónustuhita á samkeppnisgjöld

Tíminn til næmingar minnkar með hækkandi hitastigi, spennuslökun hraðar. Ákjósanlegasta kulda-vinnusviðið fyrir tiltekið þjónustuhitastig er málamiðlun þessarar gangverkunar.

Þjónustuhitastig (gráður) Ráðlagt svið fyrir kalda vinnu í 10.000-klst. Þjónusta (%) Álagsslökun náð (%) Næmingaráhætta Ákjósanlegt efni 450 15-25 50-70% eftir 10.000 klst. Lágt (karbíð hægur) 316 (hvað sem er) 500 10-20 60-80% eftir 10,316 klst. 10.000 klst. Miðlungs-Hátt 316L krafist 550 0-10 80-90% eftir 10.000 klst. Hátt (líklegt að næma) 316L með stöðugleika 575 0-5 (glæðing) N/A (ekkert álag) Hátt (allt næmt) Uppfærsla í 347 eða 310
600 0 (nýlega glæður) N/A Alvarlegt 316 ekki ásættanlegt
Hagnýtar ráðleggingar varðandi hitaraframleiðslu

Eftirfarandi er mælt með kalda vinnu og eftir-meðhöndlunarviðmiðum fyrir 316 hlífðar hitara fyrir 550 gráðu notkun.

Hámarks kaldvinnsla í fullunnu slíðri (%) Æskileg endingartími við 550 gráður (klst.) Ráðlagt eftir-Myndunarmeðferð Næmingarprófun krafist.<1,000 (intermittent) 20 None None 316 acceptable 1,000-2,500 15 Stress relief 400°C, 1h ASTM A262 Practice A (step) 316L 2,500-5,000 10 Stress relief 450°C, 2h ASTM A262 Practice E (pass) 316L 5,000-10,000 5 (annealed)Full solution anneal ASTM A262 Practice A (step) 316L or 347 >10,000 0 (alveg endurkristölluð) Glæðing í fullri lausn + stöðugleika (850 gráður, 4 klst.) ASTM A262 Practice C (<0.3 mm/year) 347 or 310
Vettvangsgreining á þjónustunæmingu við hækkað hitastig

If a 316 heater that has been in service at 550°C for >1.000 klst. bilun í ætandi umhverfi (td í hreinsunarferli eða eftir lokun) ætti að íhuga ofnæmi meðan á þjónustu stendur. Málmprófanir (ASTM A262 Practice A ets) munu sýna „skurð“ uppbyggingu við kornmörk. Hörkan mun hafa minnkað úr því sem-teiknað gildi (td. 300 HV í 200 HV) vegna bata. Þetta mun sýna fram á að efnið hafi verið við hitastig. Sprunga eða millikorna tæring verður bilunarhamurinn. Fyrir slíkar bilanir er lækningin fyrir framtíðarkaup að tilgreina að fullu glóðu (endurkristölluð) slöngur með lágu afgangsálagi, eða að uppfæra í stöðuga einkunn eins og 347 (kólumbíum stöðugt) eða 310 ryðfríu stáli, sem ekki næma við 550 gráður.

Ályktun: 550 gráðu skipti-á milli streitulosunar og næmingar

Fyrir 316 ryðfríu stálhjúpaða hitara sem keyra við 550 gráður stjórnar magn fyrri köldu vinnu hreyfihvörfum tveggja mislægra ferla, streituslökun (gott) og næmi (slæmt). Köld vinna yfir 15-20% leiðir til hraðrar næmni (úrkomu karbíða innan 500-1.500 klukkustunda), sem leiðir til næmni fyrir tæringu milli korna. Kalt vinnuafl<10% is slow to relax but stays unsensitized for >5,000 hours. For operation at 550 °C, engineers specifying 316 sheaths must limit preceding cold work to < 10 - 15 % with fully annealed (recrystallised) tubing required for prolonged life (>5.000 klukkustundir). Þar sem ekki er hægt að komast hjá kalda vinnu er lausnarglæðing eftir mótun nauðsynleg til að endurkristalla bygginguna og létta afgangsálagi sem og möguleika á ofnæmi.