من به عنوان تأمین کننده UNS S31703 ، اغلب در مورد رفتار پیری این آلیاژ ضد زنگ خاص - فولادی خاص سؤال می شود. درک رفتار پیری برای کاربرد مناسب آن بسیار مهم است ، زیرا می تواند به طور قابل توجهی بر خصوصیات مکانیکی و خوردگی ماده - مقاوم در برابر مواد تأثیر بگذارد.
UNS S31703 یک مولیبدن است - دارای فولاد ضد زنگ آستنیتی است که متعلق به سری 300 است. این مقاومت به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی ، به ویژه در محیط های حاوی یون های کلرید و خاصیت مکانیکی خوب در هر دو اتاق و دمای بالا شناخته شده است. رفتار پیری UNS S31703 عمدتاً به تغییر در ریزساختار و خواص آن در هنگام قرار گرفتن در معرض شرایط خاص دما و زمان اشاره دارد.
تغییرات ریزساختاری در حین پیری
هنگامی که UNS S31703 پیر شده است ، چندین تغییر ریزساختاری ممکن است رخ دهد. یکی از مهمترین تغییرات ، بارش مراحل ثانویه است. در مورد این آلیاژ ، بارش فاز سیگما ((\ سیگما)) یک پدیده شایع در طول پیری در دمای متوسط است ، به طور معمول در محدوده 600 - 900 درجه سانتیگراد. فاز سیگما یک ترکیب بین فلزی است که حاوی غلظت بالایی از کروم و مولیبدن است. بارش آن نتیجه انتشار طولانی مدت عناصر آلیاژ در ماتریس آستنیتی است.
تشکیل فاز سیگما می تواند هر دو تأثیر مثبت و منفی بر خواص UNS S31703 داشته باشد. از یک طرف ، در بعضی موارد ، مقدار کمی از فاز سیگما می تواند با عمل به عنوان یک عامل تقویت کننده ، قدرت آلیاژ را بهبود بخشد. ذرات فاز سیگما پراکنده می توانند مانع از حرکت جابجایی شوند ، که مکانیسم اصلی تغییر شکل پلاستیک در فلزات است. این منجر به افزایش قدرت عملکرد و مقاومت کششی نهایی مواد می شود.
از طرف دیگر ، بارش بیش از حد فاز سیگما می تواند مضر باشد. مرحله سیگما سخت و شکننده است و حضور آن می تواند منجر به کاهش قابل توجهی در انعطاف پذیری و سختی آلیاژ شود. ترک ها به راحتی می توانند در امتداد مرزهای ذرات فاز سیگما شروع و پخش شوند و باعث افزایش حساسیت مواد در شکستگی شکننده شوند. علاوه بر این ، بارش فاز سیگما ماتریس آستنیتی اطراف کروم و مولیبدن را کاهش می دهد. از آنجا که کروم و مولیبدن عناصر اصلی مسئول مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ هستند ، این کاهش می تواند منجر به کاهش مقاومت در برابر خوردگی آلیاژ شود ، به خصوص در محیط هایی که گودال و خوردگی خزنده نگرانی دارند.
یکی دیگر از بارش های احتمالی در طول پیری ، تشکیل کاربیدها است. در UNS S31703 ، کاربیدهای کروم ((M_ 23} C_6)) می توانند در مرزهای دانه رسوب کنند وقتی آلیاژ در دمای 450 - 850 درجه سانتیگراد پیر شود. مشابه فاز سیگما ، بارش کاربید همچنین می تواند باعث کاهش مقاومت در برابر خوردگی شود. بارش کاربیدهای کروم در مرزهای دانه ، مناطق مجاور کروم را از بین می برد و مناطقی با محتوای کروم پایین تر ایجاد می کند. این مناطق مستعد ابتلا به خوردگی هستند و منجر به پدیده ای می شوند که به عنوان خوردگی بین دانه ای شناخته می شوند.
تأثیر پیری بر خصوصیات مکانیکی
فرآیند پیری تأثیر عمیقی بر خصوصیات مکانیکی UNS S31703 دارد. همانطور که قبلاً ذکر شد ، بارش مراحل ثانویه مانند فاز سیگما و کاربیدها می تواند قدرت ، انعطاف پذیری و سختی آلیاژ را تغییر دهد.
استحکام آلیاژ به طور کلی با پیری افزایش می یابد ، به خصوص هنگامی که مقدار کمی از مراحل تقویت شکل می گیرد. به عنوان مثال ، در مراحل اولیه پیری در دمای میانی ، قدرت عملکرد و استحکام کششی نهایی ممکن است به دلیل اثر سخت شدن بارش ، افزایش جزئی را نشان دهد. با این حال ، با افزایش زمان پیری یا افزایش دما بیشتر ، انعطاف پذیری و سختی آلیاژ شروع به وخیم شدن سریع می کند.
کاهش انعطاف پذیری را می توان با پارامترهایی مانند کشیدگی و کاهش منطقه اندازه گیری کرد. کاهش در این مقادیر نشان می دهد که مواد قبل از شکستگی کمتر قادر به تغییر شکل پلاستیکی می شوند. سختی آلیاژ ، که به توانایی جذب انرژی در هنگام تغییر شکل مربوط می شود ، کاهش می یابد. این اغلب با استفاده از تست های ضربه ، مانند تست Charpy V - Notch ارزیابی می شود. مقدار انرژی تأثیر کمتر پس از پیری نشان می دهد که آلیاژ شکننده تر است و به احتمال زیاد ناگهان تحت بارگذاری ضربه شکست می خورد.
تأثیر پیری بر مقاومت در برابر خوردگی
مقاومت در برابر خوردگی یکی از مهمترین خصوصیات UNS S31703 است و پیری می تواند تأثیر قابل توجهی بر آن داشته باشد. بارش مراحل ثانویه ، به ویژه فاز سیگما و کاربیدها ، می تواند منجر به کاهش مقاومت آلیاژ در برابر اشکال مختلف خوردگی شود.
از نظر خوردگی ، کاهش کروم و مولیبدن در ماتریس آستنیتی به دلیل بارش فاز سیگما و کاربیدها باعث می شود که این ماده مستعد ابتلا به گودالها باشد. یونهای کلرید در محیط می توانند به مناطقی با محتوای کم کروم و مولیبدن حمله کنند و منجر به تشکیل سوراخ های کوچک یا گودالهای موجود در سطح آلیاژ شوند. پس از تشکیل چاله ها ، آنها می توانند بیشتر پخش شوند و باعث آسیب شدیدتر به مواد می شوند.
خوردگی Crevice نیز تحت تأثیر پیری قرار دارد. در شکافها ، مانند آنهایی که بین دو سطح فلزی در تماس یا تحت واشر تشکیل شده اند ، شرایط برای توسعه خوردگی مطلوب تر است. کاهش عناصر آلیاژ به دلیل بارش فاز ثانویه می تواند روند خوردگی شکاف را تسریع کند. آلیاژ در این مناطق کمتر قادر به انفعال است و میزان خوردگی می تواند به میزان قابل توجهی افزایش یابد.
خوردگی بین دانه ای ، همانطور که در ابتدا گفته شد ، از نزدیک با بارش کاربیدهای کروم در مرزهای دانه ارتباط دارد. هنگامی که آلیاژ در معرض محدوده دما قرار دارد که بارش کاربید در آن رخ می دهد ، کاهش کروم در مرزهای دانه باعث می شود این مناطق در مقایسه با بخش عمده مواد آندی بیشتری داشته باشند. این یک سلول گالوانیک ایجاد می کند ، و مرزهای دانه ترجیحاً فاسد می شوند و منجر به جداسازی دانه ها و از بین رفتن یکپارچگی ساختاری می شوند.
مقایسه با سایر آلیاژهای ضد زنگ - فولاد
برای درک بهتر رفتار پیری UNS S31703 ، مقایسه آن با سایر آلیاژهای ضد زنگ - فولادی مفید است. به عنوان مثال ،فولاد ضد زنگ 347 / UNS S34700 / 1.4550یکی دیگر از فولاد های ضد زنگ آستنیتی است. در حالی که هر دو UNS S31703 و UNS S34700 مقاومت به خوردگی خوبی دارند ، رفتارهای پیری آنها متفاوت است. UNS S34700 حاوی Niobium است که می تواند به جای کاربیدهای کروم در حین پیری ، کاربیدهای نیوبیوم را تشکیل دهد. این خطر خوردگی بین دانه ای را در مقایسه با UNS S31703 کاهش می دهد.
فولاد ضد زنگ 316ln / UNS S31653 / 1.4406 ، 1.4429همچنین یک فولاد ضد زنگ آستنیتی محبوب است. این ماده در مقایسه با UNS S31703 محتوای مولیبدن کمتری دارد. میزان مولیبدن پایین به این معنی است که بارش فاز سیگما در 316ln ممکن است در طول پیری شدیدتر باشد. با این حال ، مقاومت کلی در برابر خوردگی آن ، به ویژه در کلرید - حاوی محیط ، به طور کلی پایین تر از UNS S31703 است.
فولاد ضد زنگ 17 - 4PH / US S17400 / 1،4542بارش بارش است - سخت کننده استیل ضدزنگ. رفتار پیری آن عمدتاً بر بارش مراحل مس - غنی برای تقویت متمرکز است. در مقابل ، پیری UNS S31703 بیشتر مربوط به بارش ترکیبات بین فلزی و کاربیدها است که اثرات متفاوتی بر خواص آلیاژ دارند.
کنترل رفتار پیری
برای اطمینان از عملکرد بهینه UNS S31703 ، کنترل رفتار پیری لازم است. یک راه این است که پارامترهای درمانی را با دقت انتخاب کنید. به عنوان مثال ، خنک کننده سریع پس از بازپرداخت محلول می تواند از بارش مراحل ثانویه در طول استفاده بعدی جلوگیری یا به حداقل برساند. بازپرداخت محلول یک فرآیند گرمایی است که در آن آلیاژ در دمای بالا (معمولاً بالاتر از 1050 درجه سانتیگراد) گرم می شود تا تمام مراحل ثانویه را حل کند و سپس به سرعت خاموش شود تا یک ساختار آستنیتی یک فاز را حفظ کند.
رویکرد دیگر تنظیم ترکیب آلیاژ است. با کنترل دقیق محتوای عناصر آلیاژ مانند کروم ، مولیبدن و کربن ، تمایل به بارش فاز ثانویه کاهش می یابد. به عنوان مثال ، کاهش میزان کربن می تواند تشکیل کاربیدهای کروم را به حداقل برساند ، در حالی که بهینه سازی محتوای مولیبدن می تواند اثر تقویت کننده و خطر بارش فاز سیگما را متعادل کند.
پایان
در نتیجه ، رفتار پیری UNS S31703 یک پدیده پیچیده است که شامل تغییرات ریزساختاری مانند بارش مراحل ثانویه مانند فاز سیگما و کاربیدها است. این تغییرات می تواند اثرات قابل توجهی بر خصوصیات مکانیکی و خوردگی - مقاوم در برابر آلیاژ داشته باشد. در حالی که برخی از پیری ممکن است منجر به بهبود قدرت شود ، پیری بیش از حد می تواند باعث خراب شدن در انعطاف پذیری ، چقرمگی و مقاومت در برابر خوردگی شود.
ما به عنوان تأمین کننده UNS S31703 ، ما اهمیت این خصوصیات را برای مشتریان خود درک می کنیم. ما متعهد به ارائه محصولات با کیفیت بالا S31703 با رفتار پیری کنترل شده هستیم. اگر به محصولات UNS S31703 ما علاقه مند هستید یا در مورد کاربرد و خواص آن سؤالی دارید ، لطفاً برای تهیه و بحث بیشتر با ما تماس بگیرید.
منابع
- کتاب راهنمای ASM ، جلد 3: نمودارهای فاز آلیاژ.
- "مقاومت در برابر خوردگی فولادهای ضد زنگ" توسط R. Winston Revie.
- "اصول متالورژی فیزیکی" توسط رابرت دبلیو کان و پیتر هاسن.
