Како проценат претходног рада на хладно из цртежа цеви од 316 грејача регулише брзину опуштања стреса и истовремене сензибилизације током рада на 550 степени

Конкурентна кинетика опоравка и таложења карбида

За 316 електричних грејних цеви обложених нерђајућим челиком на високим температурама (550 степени, типично за апликације за грејање ваздуха или гаса) претходни проценат хладног рада од извлачења цеви контролише два конфликтна металуршка процеса: релаксацију напрезања (опоравак дислокације, што смањује заостало напрезање и повећава отпор пузања) и сензибилизацију која смањује сензибилизацију на преципитијуму (цхроме цорро). отпор). Тешко хладно извлачење цеви (смањење од 25-35%) на 550 степени брзо опушта (50-80% смањење напона за 100-500 сати), али истовремено ствара континуалне карбиде на граници зрна (сензибилизација) због велике густине дислокације која убрзава дифузију хрома. Лагано хладно обрађене цеви (смањење од 5 до 15 пцт) спорије се опушта (смањење напона од 50 пцт траје 1000 до 5000 х), али није осетљиво јер смањена густина дислокације производи мање места нуклеације за карбиде. Овај рад квантификује корелацију између претходног рада на хладном, кинетике релаксације напона и почетка сензибилизације на 550 $^{\\цирц}$Ц.

Механизам сензибилизације и конкурентског опоравка

Нерђајући челик 316 ствара дислокације и, у зависности од интензитета, деформише-индуковани мартензит при хладном извлачењу. На 550 степени механизми опоравка (поништавање и преуређивање дислокација) смањују заостали стрес и тврдоћу. Стопа опоравка је Аррхениус и бржа у материјалу који је више хладно обрађен, јер ускладиштена енергија нуди силу гурања. у исто време, хром карбид (Цр 23 Ц 6 ) преципитира дуж граница зрна и на дислокацијама. Брзина нуклеације карбида је пропорционална густини дислокација, пошто дислокације обезбеђују брзе путеве дифузије за хром и угљеник. У јако хладно-материјалу обрађеном (висока густина дислокација) карбиди брзо стварају језгро, развијајући континуирану мрежу граница зрна у року од 100-500 сати на 550 степени. Нуклеација карбида је спора у благо хладно третираном материјалу, а чак и након 5.000 сати карбиди су мали и дисконтинуирани.

Квантификовани однос хладног рада, опуштања стреса и сензибилизације на 550 степени

Следећи односи су успостављени из контролисаног изотермног старења цеви 316 са различитим процентима хладног рада на 550 степени, мерењем заосталог напрезања (дифракцијом Кс- зрака) и сензибилизацијом (према АСТМ А262 Пракса А).

Cold Work (%) Initial Residual Stress (MPa) Time Required for 50% Relaxation of Residual Stress at 550 C (hours)Time to Continuous Grain Boundary Carbides (sensitisation) at 550°C (hours) ASTM A262 Practice A Result after 1,000 hours Recommended for 550°C Service >1.000 сати 0 (жарено)<30 N/A (no stress) >10.000 (без сензибилизације) Структура корака Да 5-10 100-150 2,000-5,000 5,000-10,000 Корак (прихватљиво) Да 10-15 150-200 1,000-2,000 2,000-5,000 Корак за одбацивање прелаза Добро за до 2.000 сати
15-20 200-250 500-1,000 1,000-2,000 Ditch (sensitised) after 1,500 Not recommended >1.000 сати сати
20-25 250-300 200-500 500-1, 000 Дитцх (сензибилизиран) након 500 сати Не 25-30 300-350 100-200 200-500 Озбиљан јарак Неприхватљиво
30-35 350-400 50-100 100-200 Severe ditch + grain dropping Unacceptable35 >400 <50 <100 Full sensitization Unacceptable
Утицај радне температуре на конкурентне стопе

Време до сензибилизације се смањује са повећањем температуре, релаксација напетости се убрзава. Оптимални опсег рада на хладном{1}}у за дату температуру рада је компромис ове динамике.

Температура рада (степен) Препоручени опсег рада на хладном за 10.000-сати Сервис (%) Постигнута релаксација стреса (%) Ризик преосетљивости Преферирани материјал 450 15-25 50-70% после 10.000 х Низак (карбиди спори) 316 (било који) 525 5-15 70-85% преферирани мод 500 10-20 60-80010 06 525 5-15 70-85% после 10 000 х Умерено-високо 316Л потребно 550 0-10 80-90% после 10 000 х Високо (вероватна преосетљивост) 316Л са стабилизацијом 575 0-5 (жарено) Н/А (без стреса) Високо (све сензибилизирају) Надоградите на 3047
600 0 (управо жарено) Н/А Озбиљно 316 није прихватљиво
Практичне препоруке у вези са производњом грејача

Следе препоручени критеријуми за хладни рад и третман после{{0}формирања за 316 грејача са плаштом за рад од 550 степени.

Максимални рад на хладно у готовом омотачу (%) Жељени радни век на 550 степени (сати) Препоручени пост-Тестирање сензибилизације третмана формирања Неопходна алтернативна легура<1,000 (intermittent) 20 None None 316 acceptable 1,000-2,500 15 Stress relief 400°C, 1h ASTM A262 Practice A (step) 316L 2,500-5,000 10 Stress relief 450°C, 2h ASTM A262 Practice E (pass) 316L 5,000-10,000 5 (annealed)Full solution anneal ASTM A262 Practice A (step) 316L or 347 >10,000 0 (потпуно рекристализовано) жарење пуног раствора + стабилизација (850 степени, 4х) АСТМ А262 пракса Ц (<0.3 mm/year) 347 or 310
Детекција сензибилизације на терену на повишеним температурама

If a 316 heater that has been in service at 550°C for >1.000 сати квара у корозивном окружењу (нпр. током циклуса чишћења или након гашења) треба размотрити преосетљивост током сервиса. Металографско испитивање (АСТМ А262 Працтице А гравирање) ће открити структуру „рова“ на границама зрна. Тврдоћа ће се смањити са-извучене вредности (нпр.. 300 ХВ на 200 ХВ) због опоравка. Ово ће показати да је материјал био на температури. Режим квара ће бити пуцање или интергрануларна корозија. За такве кварове, лек за будуће куповине је да се специфицирају потпуно жарене (рекристализоване) цеви са ниским заосталим напрезањем, или да се надогради на стабилизовану класу као што је 347 (стабилизован колумбијумом) или нерђајући челик 310, који не изазивају осетљивост на 550 степени.

Закључак: 550 степени компромис-између ослобађања од стреса и сензибилизације

За 316 грејача обложених нерђајућим челиком који раде на 550 степени, количина претходног хладног рада контролише кинетику два сукобљена процеса, релаксације стреса (добро) и сензибилизације (лоше). Хладни рад изнад 15-20% резултира брзом сензибилизацијом (таложење карбида у року од 500-1.500 сати), што доводи до подложности интергрануларној корозији. Хладни рад<10% is slow to relax but stays unsensitized for >5,000 hours. For operation at 550 °C, engineers specifying 316 sheaths must limit preceding cold work to < 10 - 15 % with fully annealed (recrystallised) tubing required for prolonged life (>5.000 сати). Тамо где се хладни рад не може избећи, потребно је жарење раствором након формирања да би се рекристалисала структура и да би се смањио заостали стрес, као и могућност преосетљивости.