ประสิทธิภาพอุณหภูมิสูงของ UNS S17400 คืออะไร?

UNS S17400 ยังเป็นที่รู้จักกันในชื่อสแตนเลส 17 - 4 pH เป็นสแตนเลสสตีลมาร์เทนซิติกที่แข็งตัว ในฐานะซัพพลายเออร์ของ UNS S17400 ฉันได้รับการสอบถามมากมายเกี่ยวกับประสิทธิภาพของอุณหภูมิสูง ในบล็อกนี้ฉันจะเจาะลึกประเด็นสำคัญของวิธีการที่ S17400 ไม่ทำงานภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูง

องค์ประกอบทางเคมีและอิทธิพลต่อประสิทธิภาพอุณหภูมิสูง

องค์ประกอบทางเคมีของ UNS S17400 มีบทบาทพื้นฐานในการกำหนดลักษณะอุณหภูมิสูง โดยทั่วไปแล้วจะมีโครเมียมประมาณ 15 - 17.5% (CR), นิกเกิล 3 - 5% (NI), ทองแดง 3 - 5% (CU) และองค์ประกอบอื่น ๆ จำนวนเล็กน้อยเช่น Niobium (NB) และไนโตรเจน (N) โครเมียมมีความสำคัญเนื่องจากเป็นชั้นป้องกันออกไซด์บนพื้นผิวของเหล็กเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิสูง ชั้นออกไซด์นี้ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคป้องกันการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติมและการกัดกร่อนของโลหะพื้นฐาน นิกเกิลช่วยเพิ่มความเหนียวและความเหนียวของเหล็กแม้จะอยู่ที่อุณหภูมิสูง ทองแดงมีส่วนช่วยในการเร่งรัด - กระบวนการชุบแข็งซึ่งสามารถปรับปรุงความแข็งแรงของวัสดุที่ทั้งห้องและอุณหภูมิสูง

คุณสมบัติเชิงกลที่อุณหภูมิสูง

แรงดึง

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นความต้านทานแรงดึงของ UNS S17400 จะค่อยๆลดลง ที่อุณหภูมิห้องความต้านทานแรงดึงทั่วไปของความร้อน - การรักษา UNS S17400 สามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 1,000 - 1300 MPa ขึ้นอยู่กับสภาพความร้อนที่เฉพาะเจาะจง - เงื่อนไขการรักษา อย่างไรก็ตามเมื่ออุณหภูมิสูงถึงประมาณ 400 - 500 ° C ความต้านทานแรงดึงจะเริ่มลดลง โดย 600 ° C ความต้านทานแรงดึงอาจลดลงเหลือประมาณ 50 - 60% ของค่าห้อง - ค่าอุณหภูมิ การลดลงของความแข็งแรงนี้ส่วนใหญ่เกิดจากการทำให้โครงสร้าง Martensitic อ่อนตัวและการตกตะกอนที่เกิดจากการตกตะกอนที่นำไปสู่ความแข็งแรงของวัสดุ

ความแข็งแรงของผลผลิต

เช่นเดียวกับความต้านทานแรงดึงความแข็งแรงของผลผลิตของ UNS S17400 ยังลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงของผลผลิตแสดงถึงความเครียดที่วัสดุเริ่มเปลี่ยนรูปแบบพลาสติก ที่อุณหภูมิสูงการเคลื่อนย้ายของการเคลื่อนที่ในตาข่ายคริสตัลของเหล็กเพิ่มขึ้นทำให้วัสดุที่จะเปลี่ยนรูปได้ง่ายขึ้นภายใต้ความเครียด ส่งผลให้ความแข็งแรงของผลผลิตต่ำกว่า ตัวอย่างเช่นที่ 500 ° C ความแข็งแรงของผลผลิตอาจอยู่ที่ประมาณ 40 - 50% ของห้อง - ความแข็งแรงของผลผลิตอุณหภูมิ

ความต้านทานคืบ

คืบคลานเป็นเวลาที่ช้าลง - ขึ้นอยู่กับการเสียรูปของวัสดุภายใต้โหลดคงที่ที่อุณหภูมิสูง UNS S17400 มีความต้านทานการคืบค่อนข้างดีเมื่อเทียบกับสแตนเลสอื่น ๆ การตกตะกอน - โครงสร้างที่แข็งของเหล็กช่วยขัดขวางการเคลื่อนไหวของการเคลื่อนที่ซึ่งเป็นกลไกหลักของการเปลี่ยนรูปแบบคืบ อย่างไรก็ตามการสัมผัสกับอุณหภูมิสูงเป็นเวลานานและความเครียดสูงยังคงสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนรูปแบบครีพอย่างมีนัยสำคัญ สำหรับแอปพลิเคชันที่คาดว่าจะมีการพิจารณาสภาพความเครียดสูงระยะยาว - อุณหภูมิสูงและความเครียดจะต้องพิจารณาพฤติกรรมการคืบของ UNS S17400 อย่างรอบคอบ

การออกซิเดชั่นและความต้านทานการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง

ออกซิเดชัน

เมื่อสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่สูง - อุณหภูมิ UNS S17400 จะสร้างชั้นออกไซด์บนพื้นผิว องค์ประกอบและโครงสร้างของชั้นออกไซด์นี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิระยะเวลาของการสัมผัสและบรรยากาศ ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 600 ° C ชั้นออกไซด์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโครเมียมออกไซด์ (Cr₂o₃) ซึ่งเป็นออกไซด์ที่มีเสถียรภาพและป้องกัน ชั้นนี้สามารถป้องกันการเกิดออกซิเดชันของเหล็กพื้นฐานได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามที่อุณหภูมิสูงกว่า 600 ° C อัตราการเกิดออกซิเดชันจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ชั้นออกไซด์อาจมีความหนาและมีรูพรุนมากขึ้นและออกไซด์เพิ่มเติมเช่นเหล็กออกไซด์ (Fe₂o₃) ซึ่งมีการป้องกันน้อยกว่าโครเมียมออกไซด์

การกัดกร่อน

นอกเหนือจากการเกิดออกซิเดชันแล้ว UNS S17400 อาจอยู่ภายใต้การกัดกร่อนรูปแบบอื่น ๆ ที่อุณหภูมิสูงเช่นซัลไฟด์และคาร์โบไฮเดรต ซัลไฟด์เกิดขึ้นเมื่อเหล็กสัมผัสกับซัลเฟอร์ - มีสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูง ซัลเฟอร์สามารถทำปฏิกิริยากับโลหะเพื่อสร้างซัลไฟด์โลหะซึ่งอาจทำให้เกิดหลุมและการแตกร้าวของวัสดุ Carburization เกี่ยวข้องกับการแพร่กระจายของคาร์บอนเข้าไปในเหล็กที่อุณหภูมิสูงซึ่งสามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบและคุณสมบัติของชั้นผิวเช่นความแข็งที่เพิ่มขึ้นและความเปราะบาง

เปรียบเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมอื่น ๆ

เมื่อเปรียบเทียบประสิทธิภาพอุณหภูมิสูงของ UNS S17400 กับสแตนเลสอื่น ๆ สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาข้อกำหนดเฉพาะของแอปพลิเคชัน ตัวอย่างเช่น,สแตนเลส 316TI / UNS S31635 / 1.4571และสแตนเลส 316L / UNS S31603 / 1.4404เป็นสแตนเลสสแตนเลสออสเทนนิติก โดยทั่วไปจะมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีขึ้นในกรดและคลอไรด์ - มีสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงเมื่อเทียบกับ UNS S17400 อย่างไรก็ตาม UNS S17400 มีความแข็งแรงสูงกว่าที่ห้องและอุณหภูมิสูงปานกลางเนื่องจากการตกตะกอน - ความสามารถในการชุบแข็งสแตนเลส 317L / UNS S31703 / 1.4438เป็นสแตนเลสสตีลออสเทนนิติกที่มีความต้านทานการกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในคลอไรด์ - สภาพแวดล้อมที่อุดมสมบูรณ์ แต่ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงอาจไม่สูงเท่ากับ UNS S17400 ในบางกรณี

แอปพลิเคชันที่อิงตามประสิทธิภาพของอุณหภูมิสูง

อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ UNS S17400 ใช้ในส่วนประกอบต่าง ๆ เช่นชิ้นส่วนเครื่องยนต์อุปกรณ์เชื่อมโยงไปถึงและส่วนประกอบโครงสร้าง ส่วนประกอบเหล่านี้อาจสัมผัสกับอุณหภูมิสูงในระหว่างการทำงาน แต่พวกเขายังต้องการความแข็งแรงสูงและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี ประสิทธิภาพอุณหภูมิสูงของ UNS S17400 ช่วยให้สามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ได้ ตัวอย่างเช่นส่วนประกอบเครื่องยนต์บางส่วนอาจมีอุณหภูมิสูงถึง 500 - 600 ° C ในระหว่างการทำงานปกติและความแข็งแรงและความต้านทานออกซิเดชันที่ค่อนข้างดีของ UNS S17400 ทำให้เป็นตัวเลือกวัสดุที่เหมาะสม

อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ

ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ UNS S17400 ใช้ในวาล์วปั๊มและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่อาจสัมผัสกับอุณหภูมิสูงและสภาพแวดล้อมการกัดกร่อน ประสิทธิภาพอุณหภูมิสูงของเหล็กช่วยให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือและอายุยืนของส่วนประกอบเหล่านี้ ตัวอย่างเช่นในแอปพลิเคชันดาวน์ฮอลอุปกรณ์อาจสัมผัสกับอุณหภูมิสูงและสภาวะความดันสูงและความสามารถของ UNS S17400 ในการต้านทานการกัดกร่อนและรักษาคุณสมบัติเชิงกลเป็นสิ่งสำคัญ

การรักษาด้วยความร้อนและผลกระทบต่อประสิทธิภาพของอุณหภูมิสูง

ประสิทธิภาพอุณหภูมิสูงของ UNS S17400 สามารถได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญจากกระบวนการบำบัดความร้อน ความร้อนที่พบบ่อยที่สุด - การรักษาสำหรับ UNS S17400 เกี่ยวข้องกับการหลอมโซลูชันตามด้วยอายุ การหลอมโซลูชันมักจะดำเนินการที่อุณหภูมิสูง (ประมาณ 1,020 - 1065 ° C) เพื่อละลายองค์ประกอบการผสมทั้งหมดในเมทริกซ์ Martensitic หลังจากการหลอมโซลูชันวัสดุจะถูกดับเพื่อสร้างสารละลายที่เป็นของแข็งที่ไม่อิ่มตัว การชราภาพจะดำเนินการที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่า (ประมาณ 480 - 620 ° C) เพื่อตกตะกอนเฟสเสริมความแข็งแกร่งเช่นทองแดง - ตกตะกอนที่อุดมไปด้วยและไนโอเบียม - คาร์ไบด์ที่อุดมไปด้วย

ความร้อนที่เหมาะสม - การรักษาสามารถเพิ่มประสิทธิภาพอุณหภูมิที่สูงของ UNS S17400 ตัวอย่างเช่นกระบวนการชราภาพที่ควบคุมได้ดีอาจส่งผลให้เกิดการกระจายตัวของ precipitates ซึ่งสามารถปรับปรุงความแข็งแรงและความต้านทานการคืบของวัสดุที่อุณหภูมิสูง ในทางกลับกันความร้อนที่ไม่เหมาะสม - การรักษาเช่นอายุมากกว่าหรืออายุต่ำกว่า - อายุสามารถนำไปสู่การลดลงของประสิทธิภาพอุณหภูมิสูงเช่นความแข็งแรงที่ลดลงและเพิ่มความไวต่อการเกิดออกซิเดชัน

บทสรุป

โดยสรุปประสิทธิภาพอุณหภูมิสูงของ UNS S17400 เป็นหัวข้อที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับปัจจัยหลายประการรวมถึงองค์ประกอบทางเคมีคุณสมบัติเชิงกลการออกซิเดชั่นและความต้านทานการกัดกร่อนและการรักษาด้วยความร้อน ในขณะที่วัสดุมีข้อ จำกัด บางประการในแง่ของความแข็งแรงและความต้านทานออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงมาก แต่ก็ยังมีความสมดุลที่ดีของคุณสมบัติสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงจำนวนมาก ในฐานะซัพพลายเออร์ของ UNS S17400 ฉันเข้าใจถึงความสำคัญของการจัดหาวัสดุที่มีคุณภาพสูงซึ่งตรงตามข้อกำหนดเฉพาะของอุตสาหกรรมที่แตกต่างกัน หากคุณสนใจที่จะใช้ UNS S17400 สำหรับแอปพลิเคชันอุณหภูมิสูงของคุณโปรดติดต่อฉันสำหรับข้อมูลเพิ่มเติมและเพื่อหารือเกี่ยวกับความต้องการการจัดซื้อของคุณ

การอ้างอิง

• คู่มือ ASM เล่มที่ 1: คุณสมบัติและการเลือก: เตารีดเหล็กและโลหะผสมประสิทธิภาพสูง
• Metals Handbook Desk Edition รุ่นที่ 3