Feidhmíonn feadáin téimh leictreacha atá báite i bhfolcadáin galbhánaithe since leáite faoi choinníollacha uathúla ionsaitheach a thugann dúshlán na mbonn tuisceana traidisiúnta faoi 316 friotaíocht creimeadh cruach dhosmálta. Is cosúil go bhfuil an teocht folctha de 450-480 céim - i bhfad faoi bhun an raon íograithe tipiciúil de 450-850 céim le haghaidh deascadh chomhdhúile cróimiam - sábháilte do steels dhosmálta austenític. Mar sin féin, léiríonn teipeanna réimse ó ghléasraí ghalbhánuithe go seasta creimeadh agus scoilteadh idirghráinneach ar 316 truaill cruach dhosmálta tar éis 3-9 mí seirbhíse, in ainneoin easpa clóirídeanna agus láithreacht since leáite nach bhfuil creimneach go bunúsach do chruach dhosmálta sa chiall traidisiúnta leictriceimiceach. Nochtann imscrúdú metallurgical ar truaill theip meicníocht difriúil: bruscaradh miotail leachta (LME) tiomáinte ag treá since feadh teorainneacha gránach, in éineacht le deascadh na céime sigma (σ) - cumaisc crua, brittle idirmhiotalacha d'iarann agus cróimiam (FeCr). Tá an nochtadh teirmeach leathnaithe ag 450–480 céim, cé go bhfuil sé faoi bhun an raon íograithe cairbídí, suite laistigh den fhuinneog chriticiúil teochta maidir le foirmiú céime sigma i moluibdín-ina bhfuil cruach dhosmálta austenític cosúil le 316. Foirmeacha céim Sigma ó ferrite (delta-ferrite a choinnítear ó sholadú nó straininít{. coinnithe ó sholadú nó strainin} 1000-3000 uair an chloig ag na teochtaí seo, ag ithe cróimiam ó ghráin austenític in aice láimhe agus ag cruthú criosanna ídithe cróimiam a éiríonn so-ghabhálach do threá idirghráiníneacha since. Déanann an t-alt seo cainníochtú ar chinéitic foirmiú céim sigma ag teochtaí ghalbhánuithe agus soláthraíonn sé treoir roghnúcháin cóimhiotail do théitheoirí i seirbhís since leáite.
Claochlú Metallurgical de 316 Cruach Dhosmálta ag Teocht Galbhánú Folctha
Tá 2-3% moluibdín ag cruach dhosmálta caighdeánach 316 chun friotaíocht pitting a fheabhsú i dtimpeallachtaí clóiríd. Mar sin féin, moluibdín freisin chun cinn go láidir foirmiú chéim sigma sa raon teochta de 450-900 céim , leis an cinéitic deascadh is tapúla a tharlaíonn ag thart ar 600 céim . Ag teocht galbhánaithe folctha 450-480 céim , foirmíonn an chéim sigma níos moille ach sroicheann sé codáin toirte fadhbacha tar éis nochtadh sínte. Léiríonn anailís díraonta cúlscaipthe leictreon (EBSD) ar 316 feadáin cruach dhosmálta a baineadh as seirbhís galbhánaithe tar éis 6 mhí (thart ar 4320 uair ag 465 céim ) codáin toirte chéim sigma de 3–8% laistigh den réigiún dromchla gar. deascann gach cáithnín sigma (trastomhas 0.5–5 µm go hiondúil) ag láithreacha fearrite roimhe sin nó feadh teorainneacha gránach, ag ithe cróimiam ón maitrís mórthimpeall. Is féidir leis an gcrios ídithe cróimiam in aice le cáithníní sigma titim ón ainmniúil 16–18% go dtí chomh híseal le 10–12% cróimiam – neamhleor chun éighníomhacht in aghaidh ionsaí since a choinneáil.
Cuireann an timpeallacht since an dara meicníocht. Fliuchann since leáite dromchlaí cruach dhosmálta go héasca ag 450 céim. Tá idirleata idir adaimh since feadh na dteorainneacha gránach, go háirithe iad siúd atá lagaithe ag céim sigma nó ídiú cróimiam. Is é an chomhéifeacht idirleata since i cruach dhosmálta austéinít feadh teorainneacha gráin ag 465 céim thart ar 2 × 10⁻¹⁰ cm²/s – leordhóthanach chun dul isteach 100-200 mm isteach i mballa an fheadáin thar 6 mhí. Chomh luath agus a shroicheann since tiúchan ríthábhachtach ag teorainneacha gráin, spreagann sé bruscaradh miotail leachtaigh, rud a fhágann go bhfuil scoilteadh idirghráinneach brioscach fiú faoi strus íseal teanntachta mar gheall ar neamhréir leathnú teirmeach idir an truaill agus an eilimint téimh inmheánaigh. Téann an scoilteadh ar aghaidh go dtí go gcaillfidh an truaill sláine brú, rud a ligeann do since leáite teagmháil a dhéanamh leis an sreang teasa inmheánach NiCr, a thuaslagann go tapa i since leachtach, rud a fhágann teip láithreach téitheoir.
Gaol Cainníochtaithe idir Am Nochta agus Foirmiú Chéim Sigma
Ceadaíonn aosú saotharlainne luathaithe de 316 sampla feadán cruach dhosmálta (tiús balla 1.5 mm, 12 mm OD) ag teochtaí a chuimsíonn an raon galbhánaithe réamh-mheastachán a dhéanamh ar éabhlóid chéim sigma agus ar shínteacht atá fágtha. Rinneadh teaschóireáil ar na samplaí san aer ar feadh tréimhsí sonraithe, ansin cuireadh isteach iad le haghaidh anailís mhiotalagrafaíochta agus rinneadh tástáil lúb ceithre phointe orthu chun an insínteacht coinnithe a thomhas. Roghnaíodh an teocht 465 céim mar ionadaí d'oibríocht tipiciúil folctha since leáite.
| Am Nochta ag 465 céim (uair an chloig) | Codán Toirt Céim Sigma (%) | Cróimiam Teorainn Ghráinne (wt%, tomhaiste ag STEM-EDS) | Ductility Bend (méadú le linn briste, % den bhunleagan) | Mód Teip i dTástáil Nochtadh Sinc |
|---|---|---|---|---|
| 0 (mar-faighte, réiteach análaithe) | <0.5 | 17.2 | 100% | Gan scoilteadh tar éis 500 uair an chloig |
| 500 | 0.8 | 16.8 | 97% | Fliuchadh dromchla amháin, gan dul i bhfód |
| 1000 | 1.5 | 16.1 | 92% | Treá since idirghráiníneach éadomhain (20–30 µm) |
| 2000 | 3.0 | 15.2 | 83% | Doimhneacht treá since 80–120 µm |
| 3000 | 4.5 | 14.5 | 71% | Scoilteanna intergranular ag 40-60% de thiús bhalla |
| 4000 | 6.5 | 13.8 | 58% | Perforation iomlán nó scoilteadh laistigh de 100-200 uair an chloig |
| 6000 | 9.0 | 12.5 | 42% | Teip tapa ar thumoideachas (2-10 uair an chloig) |
Is cosúil go bhfuil an tairseach chriticiúil le haghaidh seirbhíse galbhánaithe ag codáin toirte chéim sigma os cionn 3% (thart ar 2000 uair ag 465 céim ). Faoi bhun na tairsí seo, coimeádann na teorainneacha gránach go leor cróimiam chun dul i ngleic le treá since. Os cionn 3% sigma, luasghéaraíonn treá intergranular since go neamhlíneach, agus díghrádaíonn sláine meicniúil an truaill mar gheall ar bhrabúsacht agus creimeadh logánta.
Spleáchas Micristruchtúrach ar Obair Fuar Roimh Ré agus ar Ábhar Feirrite Tosaigh
Ní iompraíonn gach 316 feadán cruach dhosmálta go comhionann ag teochtaí ghalbhánuithe. Bíonn tionchar suntasach ag trí athróg ábhair ar chinéitic foirmiú na céime sigma: an t-ábhar tosaigh deilt den fheadán mar a sholáthraítear é, an méid fuar-oibre ó líníocht feadáin, agus an cion carbóin (316 vs 316L). Is é an ferrite Delta an phas chiúbach corplárnach a fhoirmítear le linn soladú táthaithe agus teilgin cruach dhosmálta austéiníteacha, ach d’fhéadfadh sé a bheith i láthair freisin i dtáirgí saoirsithe ag leibhéil 1–10% ag brath ar rialú comhdhéanamh. Núclaítear céim Sigma go fabhrach ar ferrite. Sroichfidh feadán le 5% mar{13}}deilt-ferrite-codán toirte sigma 5% tar éis 2500 uair ag 465 céim , agus teastaíonn 5000-6000 uair an chloig chun an leibhéal sigma céanna a bhaint amach d'fheadán le níos lú ná 1% deilt.
Luathaíonn obair fhuar foirmiú sigma freisin. Nuair a tharraingítear 316 feadán cruach dhosmálta go dtí na toisí deiridh, tugtar isteach díláithriúcháin agus d'fhéadfadh sé go nginfear méideanna beaga brú-martensite spreagtha, agus feidhmíonn an dá cheann acu mar láithreacha núiclithe don chéim sigma. Léiríonn feadáin tarraingthe a bhfuil laghdú 15–20% ar achar trasghearrthach rátaí foirmithe sigma thart ar 1.5 uair níos tapúla ná feadáin lán-annealaithe den chomhdhéanamh céanna. Maidir le seirbhís galbhánaithe, má shonraítear feadáin annealaithe tuaslagáin (uasmhéid de 2% d’obair fhuar, struchtúr iomlán athchriostalaithe) a bhfuil cion ferrite faoi 1% faoi bhun 1% deilt, soláthraíonn sé an fhriotaíocht is airde in aghaidh deascadh sigma.
| Coinníoll Ábhar | Delta-Inneachar Ferrite (imleabhar%) | Fuarobair (%) | Am go 3% Sigma ag 465 céim (uair an chloig) | Saol Seirbhíse Measta i bhFolctha Galbhánú |
|---|---|---|---|---|
| 316L, réiteach annealed, ferrite íseal | <1 | <5 | 4000 – 5000 | 12 – 18 mí |
| 316, tuaslagán annealed, ferrite caighdeánach | 3 – 5 | <5 | 2500 – 3500 | 8 – 12 mhí |
| 316, mar a-tharraingt (laghdú 20%), feirrit chaighdeánach | 3 – 5 | 15 – 20 | 1500 – 2000 | 4 – 8 mí |
| 316L, mar-tharraingt, ferrite íseal | <1 | 15 – 20 | 2500 – 3500 | 8 – 12 mhí |
| 316H (ardcharbóin), tuaslagán annealaithe | 2 – 4 | <5 | 1800 – 2500 | 6 – 9 mí |
Léiríonn an cion carbóin (316H le 0.04-0.10% C in aghaidh 316L le Níos lú ná nó cothrom le 0.03% C) tionchar beag ar fhoirmiú sigma ach cuireann sé isteach go mór ar dheascadh chomhdhúile cróimiam. Ós rud é go suíonn na teochtaí galbhánaithe gar d’fhoirceann uachtair an raoin deascadh chomhdhúile, is fearr 316L chun íogrú a bhaineann le cairbíd phríomhúil a sheachaint.
Cóimhiotail Malartacha le haghaidh Saol Seirbhíse Folctha Galbhánaithe Breisithe
Nuair a sháraíonn an saol téitheoir ionchais 12 mhí i seirbhís ghalbhánuithe leanúnach, tairgeann trí ábhar sceach mhalartach feidhmíocht i bhfad níos fearr ná 316 cruach dhosmálta, agus buntáistí sonracha ag gach ceann acu agus costais trádála-dícheangail. Treoraíonn an mhaitrís roghnóireachta seo a leanas an rogha ábhar bunaithe ar an teocht folctha tuartha agus an t-eatramh seirbhíse a theastaíonn.
| Ábhar truaill | Teocht Uasta Seirbhíse ( céim ) | So-ghabhálacht Chéim Sigma | Saol Measta ag 465 céim | Costas Coibhneasta (vs 316) | Feidhmchláir Galbhánú Molta |
|---|---|---|---|---|---|
| 316 Cruach Dhosmálta | 500 | Ard (luathaíonn moluibdín sigma) | 6 – 12 mhí | 1.0x | Folcadáin bheaga, oibriú eatramhach, múchadh bliantúil |
| 310 Cruach Dhosmálta (25% Cr, 20% Ni) | 1000 | Íseal (gan moluibdín, cobhsaíonn Ni níos airde austenít) | 24 – 36 mí | 1.8x | Galbhánú leanúnach, -go-folcadáin mhóra |
| Incoloy 800 (32% Ni, 21% Cr) | 1000 | An-íseal (ard Ni shochtadh sigma go hiomlán) | 36 – 60 mí | 2.5x | Línte ard-iontaofachta, rochtain chothabhála íosta |
| Sanicro 28 (27% Cr, 31% Ni, 3.5% Mo) | 500 | Measartha (Mo i láthair ach cobhsaíonn ard Ni) | 24 – 30 mí | 3.5x | Flosc ionsaitheach-seirbhís cúnamh le clóirídeanna iarmharacha |
| Tíotáiniam grád 2 saor in aisce | 300 | Neamhbhainteach (níor cruthaíodh an chéim sigma) | Neamhoiriúnach – ocsaídiú os cionn 350 céim | 2.0x | Cóimhiotail since ar theocht íseal-(<350°C only) |
Tugann 310 cruach dhosmálta an meascán is fearr de fhriotaíocht creimeadh agus de chostas don chuid is mó de na folcadáin ghalbhánuithe leanúnacha. Cobhsaíonn an nicil níos airde (20% vs 10% i 316) an struchtúr austenític i gcoinne foirmiú sigma fiú tar éis blianta ag 450-480 céim . Léiríonn sonraí allamuigh ó ghléasra galbhánaithe a d'aistrigh ó 316 go 310 truaill an meán-shaol seirbhíse méadaithe ó 7 mí go 28 mí, le roinnt téitheoirí ag feidhmiú níos faide ná 36 mí gan teip. Soláthraíonn Incoloy 800 saolré níos faide fós ach ní fhéadfaidh an tairbhe imeallach os cionn 310 an costas 40% níos airde a chosaint ach amháin má tá teocht an fholcadáin ag druidim le 500 céim nó má bhíonn tréimhsí cothabhála sceidil na saoráide níos faide ná dhá bhliain.
Moltaí Praiticiúla maidir le Sonraíochtaí Téitheoir Folctha Galbhánú
Maidir le hinnealtóirí a shonraíonn feadáin téimh leictreacha le haghaidh folcadáin galbhánaithe since leáite, eascraíonn na treoirlínte praiticiúla seo a leanas ó thaithí allamuigh agus sonraí saotharlainne. Seachain 316 cruach dhosmálta le haghaidh aon oibríocht ghalbhánuithe leanúnach níos mó ná 4000 uair in aghaidh na bliana. Má úsáidtear 316 mar gheall ar infhaighteacht nó srianta costais, sonraigh réiteach-anáil 316L le deilt doiciméadaithe-ábhar ferrite faoi bhun 1% agus uasobair fhuar 5%, agus pleanáil le haghaidh athchur truaill gach 6-12 mhí. Maidir le galbhánú caighdeánach ag céim 450-465 le folcadáin níos mó ná 10 tonna since, sonraigh 310 truaill cruach dhosmálta le tiús balla 2.0–2.5 mm (níos tibhe ná an tipiciúil 1.2–1.5 mm le haghaidh seirbhíse uiscí) chun liúntas creimthe breise a sholáthar. Maidir le folcadáin a úsáideann cóimhiotail alúmanaim since nó iad siúd a bhfuil fuíollach flosc ionsaitheach orthu, smaoinigh ar Incoloy 800 nó sceideal tomhais thiús sceach sheachtainiúla ag baint úsáide as tástáil ultrasonaic chun dul chun cinn creimthe a rianú. Is é an pointe sonraíochta is tábhachtaí ná a éileamh go soláthróidh soláthraí an téitheoir deimhniú ar riocht an réitigh agus an t-uas-ábhar ferrite, toisc go bhféadfadh go leor deilt a bheith i muileann caighdeánach annealaithe 316 chun teip roimh am a chur faoi deara ainneoin ceanglais ainmniúla comhdhéanamh a chomhlíonadh. Trína thuiscint gurb é an mheicníocht teipthe ná breabú céim sigma a chumasaíonn treá miotail leachta – ní creimeadh uiscí clasaiceach – is féidir le hinnealtóirí ábhair chuí a roghnú a shíneann saol an téitheoir ó mhí go blianta sa tseirbhís éilitheach ardteochta neamh-uiscí seo.
