Hej tamo! Kao dobavljač UNS31254, nakon obrade postavljao sam puno pitanja o preostalom stresu u ovoj super-duper leguri. Dakle, mislio sam da ću sjesti i napisati ovaj blog kako bih podijelio ono što znam.
Prvo, razgovarajmo o tome što je UNS31254. To je super austenitni nehrđajući čelik s visokim sadržajem legura, što mu daje izvrsnu otpornost na koroziju, posebno u okruženjima bogatim kloridom. Koristi se u hrpi industrija, poput kemijske prerade, desalinizacije i nafte i plina na moru. Ali kao i bilo koji metal, kada prođe kroz obradu, može završiti s zaostalim stresom.
Što je zaostali stres?
Preostali stres je u osnovi stres koji je ostao u materijalu nakon što je obrađen. Kada govorimo o UNS31254, obrada može uključivati stvari poput obrade, zavarivanja ili toplinske obrade. Tijekom tih procesa, materijal doživljava različite sile i temperaturne promjene.
Recimo da obrađujemo UNS31254. Alat za rezanje vrši pritisak na materijal, a to može uzrokovati deformaciju na površini. Materijal u blizini površine želi se proširiti ili ugovoriti na određeni način, ali temeljni materijal ga ograničava. To stvara unutarnje sile unutar materijala, a ove sile su ono što nazivamo zaostalim stresom.
Slično tome, kada zavarimo UNS31254, toplina iz postupka zavarivanja uzrokuje širenje metala. Kako se hladi, ugovori se. Ali hlađenje nije ujednačeno u zavarenom području i okolnom baznom metalu. Ovo neujednačeno hlađenje dovodi do razlika u količini kontrakcije, a opet se formira zaostali stres.
Vrste zaostalog stresa u UNS31254
Postoje dvije glavne vrste zaostalog stresa: zatezanje i pritisak.
Zatezni zaostali stres je poput kada vučete gumenu traku. Rasteže materijal i može ga učiniti sklonijim pucanju i koroziji. U UNS31254, zatezni zaostali stres može biti prava bol u vratu. Na primjer, u zavarenom zglobu vanjska površina zrnca zavarivanja mogla bi imati zaostali stres. To može povećati rizik od pucanja korozije stresa, što je glavna briga u aplikacijama u kojima je legura izložena korozivnim okruženjima.
S druge strane, kompresijski zaostali stres je poput stiskanja spužve. To zajedno gura materijal. Kompresivni stres zapravo može biti koristan u nekim slučajevima. To može pomoći u suzbijanju vanjskih sila zatezanja i poboljšanju vijek trajanja materijala. Na primjer, ako možemo uvesti preostali stres na površini obrađene komponente UNS31254, to može učiniti komponentu otporniju na pucanje pod cikličkim opterećenjem.
Kako otkriti zaostali stres u UNS31254
Postoji nekoliko metoda za otkrivanje zaostalog stresa u UNS31254. Jedna uobičajena metoda je metoda bušenja rupa. U ovoj se metodi u materijal izbuši mala rupa, a mjeri se opuštanje naprezanja oko rupe. Promjena napona tada se koristi za izračunavanje izvornog zaostalog stresa.
Druga metoda je rendgenska difrakcija. Ova metoda koristi X-zrake za analizu kristalne strukture materijala. Kad postoji zaostali stres, to uzrokuje promjenu razmaka kristala rešetke. Mjerenjem ovih promjena možemo odrediti veličinu i smjer zaostalog naprezanja.
Zašto trebamo ublažiti zaostali stres u UNS31254?
Kao što sam već spomenuo, zaostali stres može imati neke negativne učinke na UNS31254. Zatezni zaostali stres može dovesti do pucanja korozije stresa, što može ozbiljno ugroziti integritet komponente. Također može smanjiti vijek trajanja materijala, što znači da će komponenta propasti prije ponovljenog opterećenja.
U industrijama u kojima su sigurnost i pouzdanost ključni, poput naftne i plinske industrije, svaki neuspjeh komponente UNS31254 može imati katastrofalne posljedice. Dakle, ublažavanje zaostalog stresa ključno je kako bi se osiguralo dugoročne performanse i sigurnost komponenti napravljenih od ove legure.
Kako ublažiti zaostali stres u UNS31254
Toplotna obrada
Jedan od najčešćih načina za ublažavanje zaostalog stresa u UNS31254 je kroz toplinsku obradu. To uključuje zagrijavanje materijala na određenu temperaturu, a zatim ga držanje na toj temperaturi određeno vrijeme prije nego što ga polako hladite.
Za UNS31254, tipična toplinska obrada za donošenje stresa može uključivati zagrijavanje materijala na oko 550 - 650 ° C (1022 - 1202 ° F) i tamo ga držati nekoliko sati. Visoka temperatura omogućuje da se atomi u materijalu slobodnije kreću, a to pomaže u ublažavanju unutarnjeg stresa. Sporo hlađenje važno je kako bi se spriječilo stvaranje novog zaostalog stresa tijekom postupka hlađenja.
Mehaničke metode
Mehaničke metode mogu se koristiti i za ublažavanje zaostalih stresa. Jedna takva metoda je pucana. Kod pucanja, male sferne čestice pucaju na veliku brzinu na površinu komponente UNS31254. Utjecaj čestica uzrokuje plastičnu deformaciju na površini, koja unosi preostali stres. Ovaj kompresivni napon može suzbiti postojeći zaostali stres zatezanja i poboljšati otpornost na zamor materijala.
Druga mehanička metoda je ublažavanje vibracijskog stresa. U ovoj metodi komponenta je podvrgnuta kontroliranim vibracijama. Vibracije uzrokuju da materijal prođe male elastične i plastične deformacije, što pomaže u preraspodjeli zaostalih stresa i smanjenju njegove veličine.
Usporedba s drugim nehrđajućim čelicima
Uvijek je zanimljivo usporediti UNS31254 s drugim nehrđajućim čelicima kada je u pitanju zaostali stres. Na primjer,Nehrđajući čelik 316H / UNS 31609 / 1.4919je uobičajeni austenitski nehrđajući čelik. Ima niži sadržaj legure u usporedbi s UNS31254, što znači da bi mogao biti manje otporan na koroziju, ali također može imati različite karakteristike zaostalog stresa. Parametri toplinske obrade i obrade za ublažavanje zaostalog stresa u 316H mogu se razlikovati od onih za UNS31254.
Nehrđajući čelik 321 / UNS S32100 / 1.4541Sadrži titan, koji pomaže stabiliziranju čelika protiv oborina karbida tijekom zavarivanja. To može utjecati na stvaranje i olakšanje zaostalog stresa u zavarenim zglobovima u usporedbi s UNS31254.
Nehrđajući čelik 317 / UNS S31700 / 1.4449ima veći sadržaj molibdena od 316H, što mu daje bolju otpornost na koroziju. Ali opet, obrada i zaostalo stresno ponašanje mogu se razlikovati od UNS31254.
Zaključak
Preostali stres u UNS31254 nakon obrade je prava stvar, a može imati značajan utjecaj na performanse i izdržljivost komponenti napravljenih od ove legure. Ali dobra vijest je da postoje načini za otkrivanje i ublažavanje ovog stresa. Bilo da se radi o toplinskoj obradi, mehaničkim metodama ili kombinaciji oba, možemo poduzeti korake kako bismo osigurali da su komponente UNS31254 koje isporučujemo u najboljem mogućem stanju.
Ako ste na tržištu za visokokvalitetni UNS31254 ili imate bilo kakvih pitanja o zaostalom stresu ili kako obraditi ovu leguru, ne ustručavajte se pružiti ruku. Tu smo da vam pomognemo da izvučete maksimum iz ovog nevjerojatnog materijala. Razgovarajmo i vidimo kako možemo raditi zajedno kako bismo zadovoljili vaše specifične potrebe.
Reference
- ASM priručnik Volumen 4: Toplinski obrada
- Edition za priručnike za metale, 3. izdanje
- Istraživački radovi o preostalom stresu u nehrđajućem čeliku iz različitih akademskih časopisa.
