Като доставчик на UNS S31703, често ме питат за поведението на стареенето на тази конкретна неръждаема стоманена сплав. Разбирането на поведението на стареене е от решаващо значение за правилното му приложение, тъй като може значително да повлияе на механичните и корозионните свойства на материала.
UNS S31703 е молибдена - носеща аустенитна неръждаема стомана, която принадлежи към серията 300. Известен е с отличната си устойчивост на корозия, особено в среди, съдържащи хлоридни йони, и добри механични свойства както при стаи, така и в повишени температури. Поведението на стареене на UNS S31703 се отнася главно до промените в неговата микроструктура и свойства, когато е изложено на специфични температурни и времеви условия.
Микроструктурни промени по време на стареене
Когато UNS S31703 е на възраст, могат да настъпят няколко микроструктурни промени. Една от най -значимите промени е утаяването на вторичните фази. В случая с тази сплав, утаяването на Sigma ((\ Sigma)) е често срещано явление по време на стареене при междинни температури, обикновено в диапазона от 600 - 900 ° C. Фазата на сигмата е интерметално съединение, което съдържа висока концентрация на хром и молибден. Валежите му са резултат от дългосрочната дифузия на легиращите елементи в аустенитната матрица.
Образуването на фазата на Sigma може да има както положителни, така и отрицателни ефекти върху свойствата на UNS S31703. От една страна, в някои случаи, малко количество фаза на Sigma може да подобри силата на сплавта, като действа като укрепващ агент. Фините частици от диспергираната фаза на сигмата могат да възпрепятстват движението на дислокациите, което е основният механизъм на пластмасова деформация в металите. Това води до увеличаване на якостта на добив и крайната якост на опън на материала.
От друга страна, прекомерните утаявания на фазовата фаза могат да бъдат пагубни. Фазата на сигмата е твърда и чуплива и присъствието му може да доведе до значително намаляване на пластичността и здравината на сплавта. Пукнатините могат лесно да инициират и се разпространяват по границите на фазовите частици на сигмата, увеличавайки чувствителността на материала към чуплива фрактура. Нещо повече, утаяването на фазата на Sigma изчерпва заобикалящата аустенитна матрица на хром и молибден. Тъй като хромът и молибден са ключовите елементи, отговорни за устойчивостта на корозия на неръждаемата стомана, това изчерпване може да доведе до намаляване на устойчивостта на корозия на сплавта, особено в среда, където корозията на корозията и пукането е проблем.
Друго възможно валежи по време на стареене е образуването на карбиди. В UNS S31703 хромовите карбиди ((M_ {23} C_6)) могат да се утавят на граници на зърното, когато сплавта е отлежала при температури в границите 450 - 850 ° C. Подобно на фазата на Sigma, утаяването на карбид също може да причини намаляване на устойчивостта на корозия. Утаяването на хром карбиди при граници на зърното изчерпва съседните области на хрома, създавайки области с по -ниско съдържание на хром. Тези региони са по -склонни към корозия, което води до явление, известно като междугрануларна корозия.
Ефект на стареенето върху механичните свойства
Процесът на стареене има дълбоко влияние върху механичните свойства на UNS S31703. Както бе споменато по -рано, утаяването на вторични фази като фазата на сигмата и карбидите може да промени здравината, пластичността и здравината на сплавта.
Силата на сплавта обикновено се увеличава със стареенето, особено когато се образуват малко количество фази на укрепване. Например, в началните етапи на стареене при междинни температури, якостта на добив и крайната якост на опън могат да покажат леко увеличение поради ефекта на втвърдяване на валежите. Въпреки това, с увеличаването на времето за стареене или температурата се повишава допълнително, пластичността и здравината на сплавта започват да се влошават бързо.
Намаляването на пластичността може да бъде измерено чрез параметри като удължаване и намаляване на площта. Намаляването на тези стойности показва, че материалът става по -малко способен да се деформира пластично преди счупване. Синдостта на сплавта, която е свързана със способността му да абсорбира енергия по време на деформация, също намалява. Това често се оценява с помощта на тестове за въздействие, като теста на Charpy V - Notch. По -ниската стойност на енергията на въздействието след стареенето предполага, че сплавта е по -крехка и по -вероятно да се провали внезапно при натоварване на удара.
Ефект от стареенето върху устойчивостта на корозия
Корозионната резистентност е един от най -важните свойства на UNS S31703 и стареенето може да окаже значително влияние върху него. Утаяването на вторични фази, по -специално фазата на Sigma и карбидите, може да доведе до намаляване на устойчивостта на сплавта към различни форми на корозия.
По отношение на корозията на корозия, изчерпването на хром и молибден в аустенитната матрица поради утаяването на фазата на сигмата и карбидите прави материала по -податлив на започване на ями. Хлоридните йони в околната среда могат да атакуват регионите с нисък хром и съдържание на молибден, което води до образуването на малки дупки или ями на повърхността на сплавта. След като се образуват ями, те могат да се разпространяват допълнително, причинявайки по -тежки щети на материала.
Корозията на пукнатината също се влияе от стареенето. В пукнатините, като тези, образувани между две метални повърхности в контакт или под уплътнения, условията са по -благоприятни за развитието на корозия. Изчерпването на легиращите елементи поради утаяването на вторична фаза може да ускори процеса на корозия на пукнатината. Сплавта става по -малко способна да пасивира в тези области и скоростта на корозия може да се увеличи значително.
Междугрануларната корозия, както бе споменато по -рано, е тясно свързана с утаяването на хромови карбиди при граници на зърното. Когато сплавта е изложена на температурния диапазон, където се появява утаяване на карбид, изчерпването на хрома на границите на зърното прави тези региони по -анодни в сравнение с по -голямата част от материала. Това създава галванична клетка, а границите на зърното са за предпочитане корозирани, което води до отделяне на зърна и загуба на структурна цялост.
Сравнение с други неръждаеми - стоманени сплави
За да се разбере по -добре поведението на стареене на UNS S31703, е полезно да го сравните с други неръждаеми стоманени сплави. Например,Неръждаема стомана 347 / UNS S34700 / 1.4550е друга аустенитна неръждаема стомана. Докато и UNS S31703, и UNS S34700 имат добра устойчивост на корозия, поведението им за стареене е различно. UNS S34700 съдържа ниобий, който може да образува ниобиеви карбиди вместо хромови карбиди по време на стареене. Това намалява риска от междугрануларна корозия в сравнение с UNS S31703.
Неръждаема стомана 316ln / UNS S31653 / 1.4406, 1.4429също е популярна аустенитна неръждаема стомана. Той има по -ниско съдържание на молибден в сравнение с UNS S31703. Съдържанието на по -нисък молибден означава, че утаяването на фазата на Sigma в 316ln може да бъде по -малко тежко по време на стареенето. Въпреки това, общата му устойчивост на корозия, особено в среди, съдържащи хлорид, обикновено е по -ниска от тази на UNS S31703.
Неръждаема стомана 17 - 4PH / US S17400 / 1,4542е валежи - втвърдяваща се неръждаема стомана. Поведението му за стареене е фокусирано главно върху утаяването на богати фази на мед за укрепване. За разлика от тях, стареенето на UNS S31703 е по -свързано с утаяването на интерметални съединения и карбиди, които имат различни ефекти върху свойствата на сплавта.
Контрол на поведението на стареене
За да се гарантира оптималната ефективност на UNS S31703, е необходимо да се контролира поведението на стареенето. Един от начините е внимателно да изберете параметрите на топлината - обработка. Например, бързото охлаждане след отгряване на разтвора може да предотврати или минимизира утаяването на вторични фази по време на последваща употреба. Отгряването на разтвора е топлинен процес, при който сплавта се нагрява до висока температура (обикновено над 1050 ° С), за да се разтвори всички вторични фази и след това бързо се гаси, за да се запази еднофазова аустенитна структура.
Друг подход е да се коригира състава на сплавта. Чрез внимателно контрол на съдържанието на легиращи елементи като хром, молибден и въглерод, тенденцията за утаяване на вторична фаза може да бъде намалена. Например, намаляването на съдържанието на въглерод може да сведе до минимум образуването на хром карбиди, като същевременно оптимизирането на съдържанието на молибден може да балансира укрепващия ефект и риска от утаяване на фазата на Sigma.
Заключение
В заключение, поведението на стареене на UNS S31703 е сложно явление, което включва микроструктурни промени, като утаяване на вторични фази като фазата на сигмата и карбидите. Тези промени могат да имат значително въздействие върху механичните и корозионните свойства на сплавта. Докато известна степен на стареене може да доведе до подобряване на силата, прекомерното стареене може да причини влошаване на пластичността, здравината и устойчивостта на корозия.
Като доставчик на UNS S31703, ние разбираме значението на тези имоти за нашите клиенти. Ние сме ангажирани да предоставяме висококачествени продукти на UNS S31703 с контролирано поведение за стареене. Ако се интересувате от нашите продукти на UNS S31703 или имате въпроси относно неговото приложение и свойства, моля, не се колебайте да се свържете с нас за поръчки и по -нататъшно обсъждане.
ЛИТЕРАТУРА
- Наръчник на ASM, том 3: Диаграми на фазата на сплав.
- "Корозионна устойчивост на неръждаеми стомани" от Р. Уинстън Реви.
- „Принципи на физически металургия“ от Робърт У. Кан и Питър Хаасен.
