Hvernig stjórnar hlutfallið af fyrri köldu vinnu frá slönguteikningu 316L hitaslíðurs hraða endurkristöllunar og kornvaxtar meðan á notkun stendur við 600 gráður

Microstructureal Evolution Parameter fyrir háhita. Styrktarhald

Hlutfall fyrri köldu vinnu frá teikningu rörsins ræður hraða endurkristöllunar og síðari kornþróunar sem á sér stað við háan-hitaútsetningu fyrir 316L ryðfríu stáli vafðar rafhitunarrör sem keyra við 600 gráður, sem er efstu mörk þjónustunnar fyrir samfellda notkun fyrir þessa málmblöndu. Eins og -dregin rör hefur geymt orku frá plastaflögun (losunarþéttleiki sem samsvarar % kuldavinnu). Þessi geymda orka veldur endurkristöllun við 600 gráður: framleiðsla nýrra, álagslausra korna sem kemur í stað vansköpuðu örbyggingarinnar. Tímabilið þegar endurkristöllun hefst verulega minnkar með vaxandi köldu vinnu: við 10% kalda vinnu er það 1.000-2.000 klukkustundir; við 20% köldu vinnu, 200-500 klst; við 30% köldu vinnu, 50-150 klst. Endurkristöllun leiðir til kornmyndunar. Þetta grófir örbygginguna og dregur úr skriðstyrk. 10.000 klukkustunda þjónustu @ 600 gráður ákjósanlegt svið fyrir kuldavinnu er 10-15% (jafnvægi: seinkar endurkristöllun nógu mikið til að lifa af 10.000 klukkustundir en ekki svo hratt að gróf korn myndast). Þessi grein metur tengslin á milli fyrri kalda vinnu, endurkristöllunarhvarfafræði, kornþróunar og skriðlífs við 600 gráður.

Vélbúnaður endurkristöllunar og kornvaxtar í 316L kaldvinnslu

Endurkristöllun er hitaörvað ferli. Ný korn mynda kjarna á stöðum með miklum tilfærsluþéttleika (kornamörk, aflögunarbönd, innfellingar) og þróast í brenglaða fylkið. Drifkraftur er í réttu hlutfalli við geymda orku köldu vinnu, sem er í réttu hlutfalli við veldi flæðisálags (um línuleg með kalda vinnuhlutfalli allt að 30-40%). Köld vinna leiðir til veldisvísis aukningar á kjarnahraða. Eftir að endurkristöllun er lokið á sér stað stækkun korns með flutningi á landamærum sem knúin er áfram af minnkun á kornmörkum. Stórkorn vaxa á kostnað lítilla korns (Ostwald-þroska). Fín, stöðug kornastærð (ASTM 6-8) veitir bestu skriðþol við 600 gráður C. Mjög fínkornuð (ASTM 10+) og grófkornuð (ASTM 3-5) korn sýna sig stytta líftíma skriðs, með því að kornmörkin renna, í sömu röð.

Tengsl milli köldu vinnu, endurkristöllunartíma og kornastærðar við 600 gráður.

Stýrð jafnhitaöldrun við 600 gráður með reglubundnum málmrannsóknum hefur verið notuð til að ákvarða hraða endurkristöllunar og kornþróunar í köldu-dregnum 316L slöngum:

Previous Cold Work (%) Time to Recrystallise 50% at 600°C (hours) Recrystallised Grain Size After Completion (ASTM, µm) Time to Grain Growth to ASTM 5 (>70 µm, hours) Creep Rupture Life at 80 MPa, 600°C (hours) Recommended for 10,000 hour Service at 600°C 0 (annealed) N/A (no cold work) 8-9 (20-30 µm) initial >20.000 (stöðugt) 2.500-3.500 Já (ef þegar í lagi)
5 5,000-10,000 8-9 (20-30 µm) 15.000-20,000 3,000-4.000 Já
10 1,500-3,000 7-8 (25-35 µm) 8.000-12,000 3,500-5.000 Já (best)
12 1.000-2,000 7-8 (25-35 µm) 6.000-9,000 3,500-5.000 Já
15 500-1,000 6-7 (35-50 µm) 4.000-7,000 3,000-4.500 Viðunandi
20 200-500 5-6 (50-70 µm) 2.000-4,000 2,000-3.500 Jaðar 25 100-200 4-5 (70-90 µm) 1.000-2,000 1,500-2.500 Ekki mælt með 30 50-150 3-4 (90-1) 500-1,500 1,000-2.000 Ekki mælt með 35 30-80 3 (100-130 µm) 300-800 800-1,500 Nei 40 20-50 2-3 (120-150 µm) 200-500 600-1,000 Nei
Áhrif upphaflegrar kornastærðar á endurkristöllunarhvörf

Endurkristöllunarhraði fer eftir upphaflegri kornastærð fyrir kalddrátt. Þannig að því fínnara sem efnið er, því hraðar endurkristallast það-. Það eru fleiri kjarnastöðvar.

Upphafleg ASTM kornastærð áður en teiknað er Hlutfallslegur endurkristöllunarhraði (10% CW) Við sömu köldu vinnu10.000 klukkustunda kalda vinnu Ráðlagður líftími 10 (mjög fínn, 10 µm) 1,5× (hraðar) 8% 8 (fínn, 20 µm) 0% 1,0× 1,0 µm
6 (miðlungs, 45 µm) 0,7× (hægara) 12%
4 (gróft, 80 µm) 0,4× (miklu hægar) 15% Hagnýtar ráðleggingar fyrir 316L hitarörsframleiðslu

Fyrir 316L slíður fyrir 600 gráðu þjónustu með hönnunarlífi upp á 10.000 klukkustundir eru eftirfarandi breytur fyrir kalda vinnu og hitameðhöndlun fyrir-þjónustu.

Æskilegur endingartími (klukkustundir) 600 gráður Ráðlagður kaldvinnsla fyrir þjónustu (%) Kornastærð Eftir for-þjónustu Hitameðferð Eftir 10.000 klst. við 600 gráður (ASTM) Áætlaður líftími skriðbrots (klst.) 5,000 15-20 Enginn (eins og teiknað) 5-70m 3.000-4,500 10,000 10-12 Engin (eins og teiknað) 6-7 (35-50 µm) 3.500-5,000 10,000 0-5 Fullglæðing + fínkorn 7-8 (25-35 µm) 3,000 10 (850 gráður, 2 klst.) 7 (30-40 µm) 5.000-7,000 20,000 + tæringarþol 0 Glæðing í fullri lausn + stöðugleiki 7-8 4,000-6.000
Staðfesting á endurkristöllun

Tvær sannprófunaraðferðir eru í boði fyrir kaupendur sem krefjast ákveðins örbyggingarstöðugleika. Í fyrsta lagi er hörkuprófun. Hörku eins-teiknaðs 316L er 180-320 HV eftir kalda vinnu. Endurkristöllun veldur því að hörku lækkar í 140-160 HV (alveg mjúkt). Ef hörku eftir 1.000 klst við 600 gráður er hærri en 200 HV hefur endurkristöllun ekki átt sér stað. Annað er málmrannsókn eftir ætingu (glýsería eða raflausn oxalsýra). Myndun „hálsmena“ mannvirkja (raðir af fínum nýjum kornum meðfram fyrrum kornamörkum) táknar upphaf endurkristöllunar.

Ályktun Kald vinnuaukning fyrir 600 gráðu endingartíma

Endurkristöllunarhvörf og síðari kornþróun 316L hitarihúðar úr ryðfríu stáli við 600 gráður eru undir áhrifum af fyrri kuldavinnu. Endurkristöllun fæst eftir kaldvinnslu upp á 10-12% og 1.500-3.000 klukkustundir, sem leiðir til fínrar (ASTM 7-8) endurkristallaðrar kornabyggingar sem heldur góðum skriðstyrk í 10,000+ klukkustundir. Hærri kuldavinnsla (20-30%) leiðir til hraðrar endurkristöllunar (200-500 klst.) og gróft korna (ASTM 4-5) sem lækkar endingartíma skriðs um 40-60%. Örbyggingin er nú þegar endurkristölluð og stöðug við minna en 5% kalda vinnu (glæðið) en skortur á vinnuherðingu dregur úr styrkleika sem myndast. Fyrir 10.000 klukkustunda þjónustu við 600 gráður geta verkfræðingar sem tilgreina 316L slíður búist við 10-15% köldu vinnu frá slönguteikningu. Eftir teikningu er stöðugleikahitameðferð (850 gráður, 2 klukkustundir) notuð til að hámarka örbygginguna fyrir langtíma kornstærðarstöðugleika fyrir þjónustu umfram 10.000 klukkustundir. Ramminn sem hér er lagður til gerir kaupendum kleift að tilgreina teikningar sem hámarka líftíma skriðs með stýrðri þróun örbyggingar með því að tengja % kalt vinnu við endurkristöllunarhvörf og kornþróun við 600 gráður.