Stal nierdzewna „spożywcza” 20x23n18

Wykonany jest ze stopu żaroodpornego. Jego właściwości, podobnie jak innych stali żaroodpornych, są ściśle związane z wielkością ziarna. Wielkość ziarna zależy od procesów elektrochemicznych zachodzących w strefach granicznych oraz rozmieszczenia zanieczyszczeń wokół kryształu. Nagromadzenie zanieczyszczeń w objętościach granicznych osłabia ogniotrwałe wiązania między kryształami w wysokich temperaturach i może prowadzić do utraty wytrzymałości.

Wpływ wielkości ziarna na odporność na pełzanie

Na przykładzie stali 12x18n10t stwierdzono, że stop gruboziarnisty ma wyższą odporność na pełzanie niż stop walcowany na gorąco z drobnymi ziarnami. W wysokich temperaturach stopy rozpoczynają rekrystalizację. Jeśli są to stopy gruboziarniste, nachylenie linii na podwójnym diagramie nie jest bardzo strome, co odzwierciedla lepszą odporność na pełzanie. Takie same wyniki uzyskano podczas badania stali chromowo-niklowej 20x23n18 o gruboziarnistym ziarnie, która ma większą wytrzymałość, ale małą ciągliwość.

Wpływ wielkości ziarna na wytrzymałość

W temperaturach obniżonych i pokojowych stopy o drobnych ziarnach mają bardzo wysokie właściwości wytrzymałościowe. W podwyższonych temperaturach stopy gruboziarniste wykazują lepszą wytrzymałość, ale nie mają wystarczającej ciągliwości. Dotyczy to stopów o strukturze austenitycznej i ferrytycznej.

Wpływ zanieczyszczeń obcych w regionach granicznych

Mechanizm oddziaływania zanieczyszczeń żaroodpornych nie jest dobrze poznany, ale ustalono, że stopy o minimalnej zawartości procentowej S, Pb, Bi, Sn, Sb charakteryzują się obniżoną charakterystyką żaroodporności. Obecność dziesięciotysięcznych części ołowiu w stopie niklowo-chromowo-tytanowym 75-20-2,5 Ti z 0,7% Al znacznie obniża właściwości żaroodporne stopu. Przede wszystkim podczas krzepnięcia stopów dochodzi do krystalizacji ziaren ogniotrwałych, a w strefach granicznych gromadzą się topliwe zanieczyszczenia, które nie ulegają rozpuszczeniu. Mają one istotny wpływ na jakość odlewanych stopów. W zdeformowanych stopach osłabienie wytrzymałości w podwyższonych temperaturach może być jeszcze większe w obecności topliwych zanieczyszczeń. Nie wszystkie zanieczyszczenia mają szkodliwy wpływ na odporność na ciepło. Istnieje grupa pierwiastków (wolfram, molibden, niob, bor), których dodatki do stopów zwiększają wytrzymałość warstw granicznych. Należy również wziąć pod uwagę możliwe zmiany koncentracji pierwiastków stopowych w warstwie przyściennej po dyfuzji lub powstawaniu nowych faz, które prowadzą do utraty żaroodporności i zmniejszenia ciągliwości stopów. Różnica uziarnienia stali 12x18n10t wpływa na procesy wydzielania się węglików chromu na granicach ziaren oraz skłonność stali do korozji międzykrystalicznej.

Inne stopy mają podobne zmiany w stężeniu roztworu stałego na granicach ziaren. Świadczy o tym różna trawialność ziaren po ujednorodnieniu stopów w wysokiej temperaturze, a następnie ogrzaniu w zakresie temperatur roboczych.

Utwardzanie dyspersyjne

Proces ten jest bezpośrednio związany z powstawaniem faz węglikowych i międzymetalicznych w stopach żaroodpornych i zależy od wielkości ziarna. Utwardzane w wysokiej temperaturze stopy austenityczne o strukturze gruboziarnistej wyraźnie demonstrują ten proces. Utwardzanie dyspersyjne jest bardzo intensywne pod wpływem naprężeń i temperatury jednocześnie, znacznie lepiej niż pod działaniem samej temperatury. Krytyczna ilość zanieczyszczeń obniżających temperaturę topnienia przyspiesza degradację materiałów żaroodpornych.

Wielkość ziarna materiału.

Właściwości żaroodporne wysokostopowych stopów ogniotrwałych są znacznie zmniejszone, gdy materiał jest wieloziarnisty, w którym w próbce jednocześnie obecne są kryształy o drobnych i grubych ziarnach. Taka mieszanina może wystąpić w wyrobach, które są poddawane obróbce na gorąco, gdy stopy żaroodporne są poddawane krytycznym stopniom odkształcenia. Gruboziarnista struktura powstaje tam, gdzie odkształcenie plastyczne jest utrudnione - gdy stopy żaroodporne są tłoczone i gdy stopy są nierównomiernie schładzane podczas odkształcania. Stopy o pojedynczej strukturze będą miały wyższą odporność na ciepło niż stopy o innej strukturze ziarna. W gatunku ZI 437 w t° 700 °C o jednolitej strukturze i a=36 ^kG/mm2 czas trwania obciążenia do złamania = 72 godziny. Większość stopów nie pęka przed upływem 150-200 godzin. Jeśli materiał ma niejednorodną strukturę, stopy pękną w ciągu 6-30 godzin. Przestrzegając dokładnego reżimu stemplowania, można zapobiec pojawianiu się niejednorodności części. Wieloziarnistość powoduje niestabilność właściwości i niższą odporność na ciepło.

Pęknięcia

Większość stopów będzie miała małe wżery w granicach ziaren. W obszarze dużych ziaren najczęściej pojawiają się łzy. Badanie stopów wykazało, że wżery pojawiają się na długo przed uszkodzeniem stopów. Po wystąpieniu pierwszych pęknięć żywotność materiału jest w dużej mierze tracona, gdy temperatura osiąga 700-800°C, a naprężenie wynosi 36/15 ^kG/mm2 . Najpierw na powierzchni pojawia się płytkie rozdarcie, a następnie przy dłuższym testowaniu liczba i głębokość rozdarć będą stopniowo wzrastać. W przededniu awarii pojawiają się rozdarcia w materiale, niewidoczne na powierzchni. Największa liczba skupi się bliżej punktu awarii. Z reguły miejsce zniszczenia nie pokrywa się z miejscami pierwszych pęknięć.

Drobnoziarnisty metal

Podczas gdy stopy wieloziarniste pękają pod wpływem naprężeń w wysokiej temperaturze, stopy drobnoziarniste łatwo wydłużają się pod wpływem takich naprężeń. W konsekwencji gruboziarnisty i mało plastyczny materiał pęka na granicach ziaren. Dlatego produkty o jednorodnej strukturze są uważane za bardziej trwałe.

Medium gazowe

Sugerowano, że powstawanie pęknięć w stopie było wynikiem narażenia na działanie środowiska gazowego. Aby to sprawdzić, na powierzchnię nałożono warstwę niklu o grubości 10 µm. Niklowanie próbek przeprowadzono metodą galwanizacji. W trakcie badań stwierdzono, że pęknięcia nie różnią się od pęknięć na próbkach niezabezpieczonych niklem.

Funkcje przetwarzania

Na stopy duży wpływ ma wykończenie powierzchni, co zostało potwierdzone testami. Ze względu na lokalną koncentrację naprężeń działających na stopy karby tworzą się wcześniej. Makro- i mikrostruktura powstaje pod działaniem sił odkształcających na stop podczas obróbki na gorąco. W wyniku przegrzania odkuwek tarczy turbiny powyżej 1160°C ze stali EI481 i powyżej 1170°C ze stali EI4376, nastąpił spadek charakterystyk żaroodporności. W obu przypadkach przegrzanie powoduje rozszerzenie struktury oraz utlenianie międzykrystaliczne, które jest trudne do rozróżnienia pod mikroskopem. Ten sam negatywny efekt będzie spowodowany przegrzaniem podczas obróbki cieplnej złożonych stopowych stopów żaroodpornych. Dlatego temperatury produkcji powinny być ściśle przestrzegane.

Podczas obróbki cieplnej pod ciśnieniem stop udoskonala swoją strukturę. Stopy walcowane na gorąco i kształtowane na gorąco mają drobnoziarnistą strukturę i stan naprężenia. Stopy poddane starzeniu nabierają wysokich właściwości mechanicznych w różnych temperaturach, ale w bardzo wysokich temperaturach stopy takie mają niską wytrzymałość. Efekt ten jest wykorzystywany do produkcji stopów o wyższych właściwościach mechanicznych w umiarkowanych temperaturach. Można to nazwać obróbką termomechaniczną.

Kup w okazyjnej cenie

Evek GmbH zawsze ma w magazynie stopy wysokiej jakości w optymalnych cenach. Wszystkie partie wyrobów posiadają świadectwo jakości na zgodność z wymaganiami norm i specyfikacji eksploatacji. Certyfikat wskazuje producenta, numer rysunku i nazwę części, gatunek stopu, liczbę topnienia, właściwości mechaniczne części, skład chemiczny oraz wyniki badań dodatkowych. Zamówienia realizowane są w możliwie najkrótszym czasie. Klientom hurtowym udzielane są preferencyjne rabaty.