Kao dobavljač UNS31703, često me pitaju o ponašanju starenja ove određene legure od nehrđajućeg čelika. Razumijevanje ponašanja starenja ključno je za njegovu pravilnu primjenu, jer može značajno utjecati na svojstva mehaničkih i otpornih na koroziju materijala.
UNS31703 je molibden koji nosi austenitni nehrđajući čelik koji pripada seriji 300. Poznat je po izvrsnoj otpornosti na koroziju, posebno u okruženjima koja sadrže kloridne ione i dobra mehanička svojstva i u sobi i povišenim temperaturama. Ponašanje starenja UNS31703 uglavnom se odnosi na promjene u njegovoj mikrostrukturi i svojstvima kada je izloženo određenim temperaturnim i vremenskim uvjetima.
Mikrostrukturne promjene tijekom starenja
Kada je UNS31703 ostari, može se dogoditi nekoliko mikrostrukturnih promjena. Jedna od najznačajnijih promjena je oborivanje sekundarnih faza. U slučaju ove legure, oborinska faza Sigma ((\ sigma)) uobičajena je fenomen tijekom starenja na srednjim temperaturama, obično u rasponu od 600 - 900 ° C. Sigma faza je intermetalni spoj koji sadrži visoku koncentraciju kroma i molibdena. Njegova oborina rezultat je dugotrajne difuzije legirajućih elemenata unutar austenitne matrice.
Stvaranje sigma faze može imati i pozitivne i negativne učinke na svojstva UNS31703. S jedne strane, u nekim slučajevima, mala količina sigma faze može poboljšati snagu legure djelujući kao sredstvo za jačanje. Fine raspršene čestice sigma faze mogu spriječiti kretanje dislokacija, što je glavni mehanizam plastične deformacije u metalima. To rezultira povećanjem čvrstoće prinosa i krajnje vlačne čvrstoće materijala.
S druge strane, prekomjerna oborina Sigma faze može biti štetna. Sigma faza je tvrda i krhka, a njegova prisutnost može dovesti do značajnog smanjenja duktilnosti i žilavosti legure. Pukotine mogu lako pokrenuti i širiti se duž granica čestica sigma faze, povećavajući osjetljivost materijala na krhki prijelom. Nadalje, taloženje sigma faze iscrpljuje okolnu austenitnu matricu kroma i molibdena. Budući da su krom i molibden ključni elementi odgovorni za korozijsku otpornost nehrđajućeg čelika, ovo iscrpljivanje može dovesti do smanjenja otpornosti na koroziju legure, posebno u okruženjima u kojima je korozija korozije i pukotine.
Druga moguća oborina tijekom starenja je stvaranje karbida. U UNS31703, kromijski karbidi ((m_ {23} c_6)) mogu se taložiti na granicama zrna kada legura ostari na temperaturama u rasponu od 450 - 850 ° C. Slično kao sigma faza, oborine karbida također mogu uzrokovati smanjenje otpornosti na koroziju. Taloženje kromovih karbida na granicama zrna iscrpljuje susjedna područja kroma, stvarajući područja s nižim sadržajem kroma. Te su regije sklonije koroziji, što dovodi do fenomena poznatog kao intergranularna korozija.
Učinak starenja na mehanička svojstva
Proces starenja ima dubok utjecaj na mehanička svojstva UNS31703. Kao što je spomenuto ranije, oborine sekundarnih faza kao što su sigma faza i karbidi 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 intermedijarnim temperaturama, čvrstoća prinosa i krajnja vlačna čvrstoća mogu pokazati neznatno povećanje zbog učinka otvrdnjavanja oborina. Međutim, kako se vrijeme starenja povećava ili se temperatura dodatno povećava, duktilnost i žilavost legure počinju se brzo pogoršati.
Smanjenje duktilnosti može se mjeriti parametrima kao što su izduživanje i smanjenje površine. Smanjenje ovih vrijednosti ukazuje na to da materijal postaje manje sposoban da se plastično deformira prije loma. Čvrstoća legure, koja je povezana s njegovom sposobnošću apsorbiranja energije tijekom deformacije, također se smanjuje. To se često procjenjuje pomoću utjecajnih testova, kao što je Charpy V - Notch test. Niža vrijednost energije udara nakon starenja sugerira da je legura krhka i vjerojatnije da će odjednom propasti pod utjecajem opterećenja.
Učinak starenja na otpor korozije
Otpornost na koroziju jedno je od najvažnijih svojstava UNS31703, a starenje može imati značajan utjecaj na nju. Taloženje sekundarnih faza, posebno sigma faze i karbida, može dovesti do smanjenja otpornosti legure na različite oblike korozije.
U pogledu korozije, iscrpljivanje kroma i molibdena u austenitskoj matrici zbog oborina sigma faze i karbida čini materijal osjetljivijim na pokretanje jama. Kloridni ioni u okolišu mogu napasti regije s niskim sadržajem kroma i molibdena, što dovodi do stvaranja malih rupa ili jama na površini legure. Jednom kada se jame formiraju, mogu se dalje širiti, uzrokujući ozbiljnije oštećenje materijala.
Na koroziju pukotine također utječe starenje. U pukotinama, poput onih formiranih između dvije metalne površine u kontaktima ili ispod brtve, uvjeti su povoljniji za razvoj korozije. Iscrpljivanje legirajućih elemenata zbog oborina sekundarne faze može ubrzati proces korozije pukotine. Legura postaje manje sposobna pasiviti na tim područjima, a stopa korozije može se značajno povećati.
Ingranularna korozija, kao što je spomenuto ranije, usko je povezana s taloženjem kromovih karbida na granicama zrna. Kad je legura izložena temperaturnom rasponu gdje se pojavljuju oborine karbida, iscrpljivanje kroma na granicama zrna čini ove regije anodnim u usporedbi s većinom materijala. To stvara galvansku stanicu, a granice zrna su preferirano korodirane, što dovodi do razdvajanja zrna i gubitka strukturnog integriteta.
Usporedba s drugim nehrđajućim - čeličnim legurama
Da biste bolje razumjeli starenje ponašanja UNS31703, korisno je usporediti s drugim nehrđajućim - čeličnim legurama. Na primjer,Nehrđajući čelik 347 / UNS S34700 / 1.4550je još jedan austenitski nehrđajući čelik. Iako su i UNS31703 i UNS34700 imaju dobru otpornost na koroziju, njihovo starenje ponašanja su različita. UNS34700 sadrži niobium, koji može formirati niobium karbide umjesto kromovih karbida tijekom starenja. To smanjuje rizik od intergranularne korozije u usporedbi s UNS31703.
Nehrđajući čelik 316LN / UNS S31653 / 1.4406, 1.4429također je popularni austenitni nehrđajući čelik. Ima niži sadržaj molibdena u usporedbi s UNS31703. Donji sadržaj molibdena znači da oborine Sigma faze u 316 ln mogu biti manje ozbiljne tijekom starenja. Međutim, njegova ukupna otpornost na koroziju, posebno u okruženjima koja sadrže klorid, općenito je niža od one u UNS31703.
Nehrđajući čelik 17 - 4PH / US S17400 / 1.4542je oborina - otvrdnjavanje nehrđajućeg čelika. Njegovo starenje ponašanje uglavnom je usredotočeno na oborine bakra - bogate faze za jačanje. Suprotno tome, starenje UNS31703 više je povezano s taloženjem intermetalnih spojeva i karbida, koji imaju različite učinke na svojstva legure.
Kontroliranje starenja
Da bi se osiguralo optimalne performanse UNS31703, potrebno je kontrolirati starenje. Jedan od načina je pažljivo odabir parametara liječenja toplinom. Na primjer, brzo hlađenje nakon žarenja otopine može spriječiti ili umanjiti taloženje sekundarnih faza tijekom naknadne uporabe. Otopina žalenja je postupak liječenja toplinom gdje se legura zagrijava na visoku temperaturu (obično iznad 1050 ° C) kako bi se otapalo sve sekundarne faze, a zatim brzo ugasila kako bi se zadržala jedno -fazna austenitna struktura.
Drugi je pristup prilagođavanje sastava legure. Pažljivim kontrolom sadržaja legirajućih elemenata poput kroma, molibdena i ugljika može se smanjiti tendencija za taloženje sekundarne faze. Na primjer, smanjenje sadržaja ugljika može umanjiti stvaranje kromovih karbida, dok optimiziranje sadržaja molibdena može uravnotežiti učinak jačanja i rizik od taloga Sigma faze.
Zaključak
Zaključno, starenje ponašanja UNS31703 složen je fenomen koji uključuje mikrostrukturne promjene, poput oborina sekundarnih faza poput sigma faze i karbida. Te promjene mogu imati značajne učinke na mehanička i korozijska svojstva legure. Iako neki stupanj starenja može dovesti do poboljšanja snage, pretjerano starenje može uzrokovati pogoršanje duktilnosti, žilavosti i otpornosti na koroziju.
Kao dobavljač UNS31703, razumijemo važnost ovih svojstava za naše kupce. Zalažemo se za pružanje visokokvalitetnih proizvoda UNS31703 s kontroliranim ponašanjem starenja. Ako ste zainteresirani za naši proizvodi UNS31703 ili imate bilo kakvih pitanja o njegovoj primjeni i svojstvima, slobodno nas kontaktirajte radi nabave i daljnje rasprave.
Reference
- ASM priručnik, svezak 3: Dijagrami faze legure.
- "Korozijska otpornost nehrđajućih čelika" R. Winston Revie.
- "Principi fizičke metalurgije" Roberta W. Cahna i Petera Haasena.
