Of-öldrun fyrirbæri í litlu-kolefnis 316L ryðfríu stáli
Fyrir 316L hlífðar rafhitunarrör úr ryðfríu stáli sem starfa við 650 gráður í langan tíma (5.000-10.000 klukkustundir)-eins og í langtímaþjónustu fyrir iðnaðarofna, ofurhitara, eða efnavinnsluhitara-úrfelling króms (g₆) landamæri valda upphaflega næmingu (næmni fyrir tæringu milli korna). Hins vegar, með áframhaldandi öldrun fram yfir mikilvægan tíma, grófna karbíðin og króm dreifist aftur inn í tæmdu svæðin, fyrirbæri sem kallast „of-öldrun“ eða „afnæming“. Tíminn til of-öldrunar veltur á fyrri hlutfalli köldu vinnu. Við 12% fyrri köldu vinnu kemur næming fram við 500-1.000 klukkustundir, en afnæmingu (ASTM A262 Practice E pass) á sér stað við 5.000-8.000 klukkustundir. Við 18% fyrri köldu vinnu kemur næming fram hraðar (200-500 klst.), en afnæming á sér einnig stað fyrr (3.000-5.000 klst.). Eftir 5.000 klukkustundir er 12% kalt vinnuefni enn næmt (misheppnað), en 18% kalt vinnuefni gæti hafa eldst of mikið og liðið. Um 10.000 klukkustundir gætu báðar verið liðnar. Þessi grein mælikvarðar á sérstakar köldu vinnuöldrunartímasamsetningar þar sem oföldrun endurheimtir tæringarþol milli korna.
Mechanism of næmingarviðsnúningur (yfir-öldrun)
Við næmingu falla fínt, þétt M₂3C₆ karbíð út við kornamörk og mynda skarast króm-eyt svæði. Með langvarandi öldrun við 650 gráður eiga sér stað þrír ferli. Í fyrsta lagi grófna karbíð (Ostwald þroskast) og auka bilið á milli agna. Í öðru lagi dreifist króm frá fylkinu aftur inn í tæmdu svæðin. Í þriðja lagi, þegar tæmdu svæðin skarast ekki lengur (karbíðbil fer yfir 2× eyðingarbreidd um það bil 100-200 nm), verða kornamörkin ónæm fyrir millikornaárás í ASTM A262 æfingu E.
Mælt tengsl milli köldu vinnu, öldrunartíma og næmingarstöðu
Stýrð öldrun 316L slöngu (0,022% C, 2,2% Mo, 0,07% N) með 12% og 18% kalda vinnu við 650 gráður, fylgt eftir með ASTM A262 Practice E próf (24-klukkustunda suðu, 180 gráður beygjur), hefur komið í ljós fyrir eftirfarandi sprungur, 1 tímalína næmingar-afnæmingar.
| Fyrri köld vinna (%) | Öldrunartími við 650 gráður (klst.) | M₂₃C6 karbíðbil (nm) | Króm við kornmörk lágmarks (wt%) | ASTM A262 æfing E Niðurstaða | Næmingarstaða | Mælt með fyrir þjónustu sem krefst IGC mótstöðu |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 12 | 0 | N/A | 18 | Pass | Ónæmur | Já |
| 12 | 100 | Ekki mælanlegt | 17 | Pass | Ónæmur | Já |
| 12 | 200 | 50-80 | 12-14 | Jaðarleg | Snemma næmi | Ásættanlegt |
| 12 | 500 | 40-60 | 8-11 | Misheppnast (sprungur) | Næmur | Nei |
| 12 | 1,000 | 50-70 | 8-10 | Misheppnast | Næmur | Nei |
| 12 | 2,500 | 80-120 | 10-12 | Misheppnaður (lélegur) | Næmur | Nei |
| 12 | 5,000 | 120-180 | 12-14 | Misheppnað (mörk) | Yfir-öldrun byrjar | Ekki mælt með því |
| 12 | 7,500 | 150-200 | 14-16 | Jaðarleg | Bati að hluta | Ásættanlegt með eftirliti |
| 12 | 10,000 | 180-250 | 16-17 | Pass | Ónæmir | Já |
| 12 | 15,000 | 200-300 | 17-18 | Pass | Alveg ónæmir | Já |
| 18 | 0 | N/A | 18 | Pass | Ónæmur | Já |
| 18 | 100 | 40-60 | 12-14 | Jaðarleg | Snemma næmi | Ásættanlegt |
| 18 | 200 | 40-50 | 8-11 | Misheppnast | Næmur | Nei |
| 18 | 500 | 50-70 | 8-10 | Misheppnast | Næmur | Nei |
| 18 | 1,000 | 70-100 | 10-12 | Misheppnaður (lélegur) | Næmur (veiking) | Nei |
| 18 | 2,500 | 100-150 | 12-14 | Jaðarleg | Yfir-öldrun byrjar | Ásættanlegt |
| 18 | 5,000 | 150-200 | 14-16 | Pass | Ónæmir | Já |
| 18 | 7,500 | 180-250 | 16-17 | Pass | Ónæmir | Já |
| 18 | 10,000 | 200-300 | 17-18 | Pass | Alveg ónæmir | Já |
Mikilvægar samsetningar fyrir ASTM A262 Practice E Staða á ákveðnum tímapunktum
Taflan hér að neðan sýnir næmingarstöðuna við 5.000 klukkustundir og 10.000 klukkustundir fyrir 12% og 18% fyrri kalda vinnu.
| Fyrri köld vinna (%) | Öldrunartími við 650 gráður (klst.) | ASTM A262 æfing E Niðurstaða | Mikilvægur hluti | Aðgerð sem mælt er með |
|---|---|---|---|---|
| 12 | 5,000 | Misheppnað (mörk) | Karbíðbil 120-180 nm, Cr 12-14% | Ekki er mælt með því fyrir IGC-viðkvæma þjónustu |
| 12 | 10,000 | Pass | Karbíðbil 180-250 nm, Cr 16-17% | Viðunandi fyrir IGC þjónustu |
| 18 | 5,000 | Pass | Karbíðbil 150-200 nm, Cr 14-16% | Ásættanlegt |
| 18 | 10,000 | Pass | Karbíðbil 200-300 nm, Cr 17-18% | Viðunandi (alveg ónæmir) |
Hagnýtar ráðleggingar fyrir langtíma-650 gráðu þjónustu
Fyrir 316L hlífðar hitara sem ætlaðir eru til 650 gráðu þjónustu þar sem tæringarþol á milli korna gæti verið krafist eftir váhrif (td fyrir hreinsunarlotur með oxandi sýrum), tryggja eftirfarandi fyrri kaldavinnu og þjónustutímasamsetningar ASTM A262 Practice E framhjástöðu.
| Æskilegt þjónustulíf við 650 gráður (klst.) | Áskilið ASTM A262 Practice E Staða eftir þjónustu | Ráðlagður fyrri köld vinna (%) | Væntanlegur næmingargluggi (klst.) | Skýringar |
|---|---|---|---|---|
| 3,000 | Pass | <5 | Engin næming | Notaðu glöddu rör |
| 5,000 | Pass | 18 (eða hærri) | 200-2,500 | Yfir-aldri um 5.000 klst |
| 5,000 | Pass | 12 | Ekki mögulegt (enn viðkvæmt) | Forðastu 12% kalda vinnu |
| 8,000 | Pass | 12 | 500-7,000 | Jaðar á 8.000 klst |
| 10,000 | Pass | 12 | 500-8,000 | Öruggt við 10.000 klst |
| 10,000 | Pass | 18 | 200-3,000 | Öruggt við 10.000 klst |
Staðfesting á of-öldrun og ónæmingu
Fyrir ofna sem hafa starfað við 650 gráður, veitir ASTM A262 æfing A (oxalsýruets) skjótt mat. „Skrefa“ uppbygging (slétt kornamörk) gefur til kynna ónæmingu. Uppbygging „skurðar“ (ætið skurður) gefur til kynna næmingu. Æfing E (beygjupróf) er endanleg til að staðfesta IGC viðnám.
Ályktun: Notaðu fyrri kalda vinnu til að stjórna-öldrunartíma
Fyrir 316L hitari slíður úr ryðfríu stáli við 650 gráður, framleiðir 12% fyrri kalda vinnu næmingarglugga frá 500 til 7.000-8.000 klst., með afnæmingu á sér stað eftir um það bil 10.000 klst. Við 18% fyrri köldu vinnu kemur næming fram frá 200 til 2.500 klukkustundum, með afnæmingu á sér stað eftir um það bil 5.000 klukkustundir. Verkfræðingar sem tilgreina 316L slíður fyrir 5.000 klukkustunda þjónustu við 650 gráður verða að velja 18% kalda vinnu (eða hærra) til að tryggja ASTM A262 Practice E framhjástöðu eftir þjónustu, eða nota fullglödda slöngur (<5% cold work) which never sensitizes. For 10,000-hour service, both 12% and 18% cold work produce desensitized, passable material. By linking prior cold work and aging time at 650°C to the transition from sensitization to desensitization, the framework presented here enables buyers to specify cold work percentages that optimize over-aging kinetics for long-term IGC resistance.
