Austenitinis nerūdijantis plienas: išsamus 300 serijos rūšių vadovas

Austenitinis nerūdijantis plienas, ypač 300 serijos markės, yra viena iš plačiausiai naudojamų nerūdijančio plieno klasių dėl išskirtinio stiprumo, ilgaamžiškumo ir atsparumo korozijai derinio. Šie lydiniai, pasižymintys dideliu chromo ir nikelio kiekiu, yra plačiai naudojami įvairiose pramonės šakose, įskaitant chemijos perdirbimą, maisto ir gėrimų gamybą bei statybą, dėl savo nepaprasto universalumo ir eksploatacinių savybių įvairiomis sąlygomis. Šiame vadove pateikiama išsami 300 serijos markės apžvalga, apimanti jų unikalias savybes, pritaikymą ir metalurgines charakteristikas. Nagrinėdami pagrindinius šių nerūdijančio plieno aspektus, siekiame suteikti tiek specialistams, tiek entuziastams žinių, reikalingų priimti pagrįstus sprendimus dėl tinkamų medžiagų pasirinkimo konkrečiam kontekstui.

Kokios yra pagrindinės austenitinio nerūdijančio plieno savybės?

Atsparumas korozijai ir ilgaamžiškumas

Nerūdijančio plieno atsparumas korozijai ir ilgaamžiškumas itin gerai tinka naudoti atšiaurioje aplinkoje, ypač 300 serijos. Chromo kiekis (16–26 %) padeda sukurti pasyvų oksido paviršiaus sluoksnį, kuris yra labai atsparus oksidacijai ir tolesniam degradavimui. Nikelio buvimas (8–12 %) padidina lydinių atsparumą korozijai rūgštinėje ir chloridų prisotintoje aplinkoje. Tokie lydiniai kaip 316 ir 316 L yra dar labiau patobulintos korozijai atsparios plieno rūšys, į kurias pridėta molibdeno (2–3 %), todėl jie labai tinka naudoti jūrinėje aplinkoje arba su santykinai agresyviomis cheminėmis medžiagomis, tokiomis kaip sieros arba druskos rūgštis.

PREN (atsparumo taškiniam įdubimui ekvivalentinis skaičius): PREN vertės padidėjo nuo 18 (304 atveju) iki daugiau nei 22 (316 atveju), o padidėjęs atsparumas atspindi geresnį atsparumą lokalizuotam taškiniam korozijai chloridiniuose elementuose.
Maksimali darbinė temperatūra: Austenitiniai nerūdijantys plienai oksidacinėje aplinkoje gali atlaikyti 870–925 °C (1600–1697 °F) temperatūrą.
CPT (kritinė taškinės skilimo temperatūra): Didesnė nei 304, 316 CPT yra apie 50 °C (122 °F).

Šios savybės leidžia austenitiniams nerūdijantiems plienams gerai veikti sudėtingose srityse, tokiose kaip cheminis apdorojimas, maisto tvarkymas, medicinos prietaisų gamyba ir net pakrančių ar pramonės statyba. Mažo anglies kiekio lydinio variantai, tokie kaip 304L arba 316L, dar labiau padidina šių austenitinių nerūdijančio plieno ilgaamžiškumą, sumažindami tarpkristalinės korozijos tikimybę.

Atsparumas karščiui ir šiluminės savybės

Austenitinis nerūdijantis plienas pasižymi įspūdingomis karščio atsparumo savybėmis, todėl jį galima naudoti aukštesnėje temperatūroje. 304 ir 316 klasės plienai gali atlaikyti trumpalaikę maždaug 870 °C (1598 °F) temperatūrą ir nuolatinę iki 925 °C (1697 °F) temperatūrą. Tačiau kylant temperatūrai, terminis stiprumas mažėja.

Pagrindiniai parametrai, darantys įtaką jų atsparumui karščiui, yra chromo ir nikelio kiekis, kurie sudaro apsauginius oksido sluoksnius, mažinančius apnašų susidarymą. Pavyzdžiui, 316 nerūdijančio plieno molibdeno kiekis pagerina jo oksidacinį stabilumą ir terminį stiprumą, taip pagerinant eksploatacines savybes aukštoje temperatūroje.

Austenitinio nerūdijančio plieno šilumos laidumo vertės yra mažesnės nei kitų metalų – vos 16.2 W/m·K (esant 100 °C temperatūrai, 304 markės). Kita vertus, plėtimosi koeficientai yra maždaug 17.2 µm/m·K (esant 20–100 °C temperatūrai, 304 markės). Tai reiškia, kad projektuojant, atsižvelgiant į platų temperatūrų diapazoną, reikia iš naujo atsižvelgti į šiluminį plėtimąsi.

Tai garantuoja našumą tokiose pramonės šakose kaip šilumokaičiai, krosnių komponentai ar branduolinės energetikos įranga, kurioms reikalingas didelis terminis stabilumas. Svarbu pasirinkti tinkamas medžiagas, taip pat išsamiai apibrėžti eksploatavimo sąlygas, kad jų tarnavimo laikas šiluminėje aplinkoje būtų kuo ilgesnis.

Kokios yra labiausiai paplitusios austenitinio nerūdijančio plieno rūšys?

304 ir 304L nerūdijantis plienas: sudėtis ir panaudojimas

304 ir 304L nerūdijančio plieno rūšys yra plačiausiai naudojamos austenitinės rūšys dėl savo plataus panaudojimo ir atsparumo korozijai. Šios rūšys daugiausia sudarytos iš geležies ir jose yra 18–20 % chromo bei 8–12 % nikelio. Pagrindinis skirtumas tarp šių dviejų plienų yra anglies kiekis: 304L sudėtyje yra mažiau anglies nei 304, kuriame anglies kiekis yra ne daugiau kaip 0.08 %, palyginti su 0.03 % 304L. Šis sumažintas anglies kiekis 304L klasėje pagerina jo tinkamumą suvirinimui, nes padeda plienui atsispirti jautrumui ir pagerina suvirinimo savybes.

Atsparumas korozijai: Jis yra pakankamai atsparus oksidacijai ir aplinkos korozijai, ypač švelniai rūgštiniuose ir chloridų turinčiuose tirpaluose. 304L yra mažiau jautrus tarpkristalinei korozijai dėl mažo anglies kiekio.
Tempiamasis stipris: Abiejų rūšių tempiamasis stipris turėtų būti apytiksliai 515 MPa (75 ksi).
Derlingumo stiprumas: 304 takumo riba yra apie 205 MPa (30 ksi). 304L takumo riba yra šiek tiek mažesnė dėl modifikuotos sudėties mažesnės takumo ribos.
Maksimali darbinė temperatūra: Retkarčiais naudojant, iki 870 °C (1600 °F), o nuolat naudojant – 925 °C (1697 °F).
Tankis: Maždaug 8.0 g/cm³.
Pailgėjimas (50 mm): Mažiausiai ~40 %, o tai rodo labai gerą tąsumą.

304 nerūdijantis plienas plačiai naudojamas tokiuose gaminiuose kaip virtuvės prietaisai ir baldai dėl savo tvirtos konstrukcijos ir gražios išvaizdos. Kita vertus, 304L pasižymi geresniu suvirinamumu nei 304 ir naudojamas rezervuaruose, induose ir vamzdynų sistemose, kartu būdamas mažiau jautrus korozijai. Anglies nuovargis dažnai kelia susirūpinimą, kai vietos nėra kruopščiai parinktos. Nesijaudinkite, suvirinimas net po tokių operacijų neatliekamas.

Abi markės atitinka griežtus stiprumo reikalavimus. Tarp jų yra ASTM A240 ir jos puikiai tinka pramonės šakoms, kurioms reikalingos tvirtos ir korozijai atsparios medžiagos. Pasirinkti tarp 304 ir 304L yra lengva dėl skirtingų eksploatacinių reikalavimų, ypač atsparumo korozijai.

Kitos svarbios 300 serijos markės

300 serijos nerūdijantis plienas pasižymi įvairiomis savybėmis, dėl kurių jis tinka įvairioms pramonės šakoms. Pažymėtina, kad 310, 317 ir 347 klasės išsiskiria savo savybėmis.

310 nerūdijantis plienas: Ši rūšis gerai žinoma dėl savo išskirtinio atsparumo aukštai temperatūrai, todėl ji plačiai naudojama krosnyse ir šilumokaičiuose. Ją sudaro 25 % chromo ir 20 % nikelio, kurie užtikrina didelį atsparumą oksidacijai ir korozijai aukštoje temperatūroje.
317 nerūdijantis plienas: Ši rūšis, atspari cheminei korozijai, pirmiausia įvairiems chloridams ir halogenidams, yra tinkamesnė agresyvioje cheminio apdorojimo aplinkoje, palyginti su 316. Joje yra didesnis molibdeno kiekis – maždaug 3–4 %.
347 nerūdijantis plienas: 347 dažniausiai naudojamas aukštos temperatūros sąlygomis, be to, jame esantis niobis (kolumbis) užtikrina geresnę stabilumą, todėl jis yra atsparus tarpkristalinei korozijai, kurią sukelia suvirinimas. Dėl to jis dažniausiai naudojamas aukšto slėgio ir aviacijos bei kosmoso komponentuose.

Šių rūšių pasirinkimas priklauso nuo darbo sąlygų, tokių kaip temperatūra, atsparumo korozijai reikalavimai ir mechaninis stiprumas. Pavyzdžiui, labai aukštoms temperatūroms tinkamiausia yra 310 klasė, o labai agresyvioms cheminėms sąlygoms – 317 klasė. 347 klasė turėtų būti naudojama tais atvejais, kai reikia atlikti daug suvirinimo darbų, ypač esant dideliam įtempiui ir aukštai temperatūrai.

Kaip cheminė sudėtis veikia austenitinio nerūdijančio plieno savybes?

Anglies kiekio poveikis plieno savybėms

Austenitiniame nerūdijančiame pliene esantis anglies kiekis turi įtakos jo inžinerinėms savybėms, taip pat atsparumui dilimui, korozijai ir suvirinimui. Padidintas anglies kiekis (> 0.08 %) padidina medžiagos stiprumą ir kietumą, nes padidėja karbidų susidarymas, o tai padidina plieno atsparumą dilimui. Kita vertus, didelis anglies kiekis gali padidinti jautrumą suvirinimo metu arba esant aukštesnei temperatūrai (450–850 °C). Plieno jautrumas gali sumažinti jo atsparumą korozijai dėl chromo karbidų, nusėdančių grūdelių ribose.

Suvirinimo arba aukštos temperatūros reikmėms pirmenybė teikiama mažai anglies turinčioms markėms, tokioms kaip 304L arba 316L, nes jos apsaugo nuo jautrinimo poveikio. Mažesnis anglies kiekis (<0.03 % anglies) šiose markėse sumažina karbidų nusėdimą, todėl užtikrinamas puikus atsparumas tarpkristalinei korozijai. Kita vertus, stabilizuojantys elementai, tokie kaip titanas 321 markėse ir niobis 347 markėse, gali padėti sumažinti neigiamą didelio anglies kiekio poveikį, pakeisdami chromą titanu arba niobio karbidais, taip pagerindami atsparumą korozijai neprarandant mechaninių savybių.

Mažo anglies kiekio klasės (<0.03 % C): Pagerintas atsparumas korozijai; mažas jautrinimo potencialas.
Standartinės rūšys (0.03–0.08 % C): Optimizuotos mechaninės ir korozijos savybės.
Didelės anglies kiekio rūšys (>0.08 % C): Padidėjęs stiprumas; padidėjusi jautrinimo tikimybė ir sumažėjęs atsparumas tarpkristalinei korozijai.
Darbinės temperatūros diapazonasJautrinimas pasireiškia esant 450–850 laipsnių Celsijaus temperatūrai.

Anglies koncentracija turėtų atitikti konkretų medžiagos naudojimą, kad būtų išlaikytas maksimalus mechaninis stiprumas ir pakankamas cheminis stabilumas.

Kiti legiruojantys elementai ir jų poveikis

Chromas (Cr): Dėl savo pasyvavimo gebėjimo chromas yra būtinas atsparumui korozijai. Nerūdijančiame pliene paprastai yra mažiausiai 10.5 % chromo, kad išlaikytų varžines savybes, o padidėjęs chromo kiekis, pvz., 16–18 %, sustiprina apsaugines savybes ir slopina taškinę bei plyšinę koroziją reakcinėje aplinkoje.
Nikelis (Ni): Padidina tąsumą, tvirtumą ir atsparumą smūgiams. Taip pat suteikia apsaugą nuo chloridų sukeliamos įtempio korozijos, kuri naudinga 304 ir 316 markėms, išbandytoms su 8–10.5 % nikelio.
Molibdenas (Mo): Puikus atsparumas lokalizuotai korozijai, ypač chloridų aplinkoje. Jūrų nerūdijančiame pliene, tokiame kaip 2, standartinis molibdeno kiekis yra 3–316 %, kad būtų didesnis atsparumas taškiniam korozijai.
Manganas (Mn): Tradiciškai manganas, dedamas siekiant kompensuoti prarastą nikelį ir pagerinti karštojo apdirbimo savybes, padeda deoksiduoti ir desulfuruoti plieną. 5–10 % mangano turintys pakaitalai randami mažesnio nikelio kiekio lydiniuose, kur kaina yra svarbus veiksnys.
Azotas (N): Padidina takumo ribą ir atsparumą taškiniam korozijai. Dažniausiai aptinkamas dupleksinėse ir austenitinėse rūšyse, kur 0.1–0.22 % azoto kiekio pakanka mechaniškai tvirtai ir korozijai atspariai medžiagai gauti.
Silicis (Si): Atsparumas per didelei oksidacijai pagerėja ir yra labai svarbus plienams, naudojamiems aukštesnėje nei aukštoje temperatūroje, ypač esant vienodiems >1000 °C temperatūros intervalams, kur vyrauja 1–3 % silicio kiekio pokyčiai.
Varis (Cu): Padidina atsparumą redukcinėms rūgštims, tokioms kaip sieros rūgštis, ir pagerina kietėjimo būdu pagamintų gaminių apdirbamumą.

1 %:2 % koncentracijos paprastai pakanka numatytam poveikiui pasiekti. Šiuos metalų mišinius reikia įvertinti atsižvelgiant į konkrečią paskirtį, kad būtų pasiektas optimalus mechaninių savybių, atsparumo korozijai ir gaminamumo derinys. Tinkama formulė užtikrina medžiagų patvarumą ir patikimumą laikui bėgant.

Kokie austenitinio nerūdijančio plieno naudojimo pranašumai įvairiose srityse?

Atsparumas korozijai atšiaurioje aplinkoje

Austenitinis nerūdijantis plienas dėl savo specifinės elementinės sudėties puikiai apsaugo nuo korozijos daugelyje atšiaurių aplinkų. Didelis chromo kiekis (16–26 %) plieno paviršiuje sudaro pasyvų oksido sluoksnį, kuris apsaugo jį nuo oksidacijos ir korozijos. Be to, nikelio (6–22 %) buvimas padidina atsparumą rūgštinėms ir chloridų sąlygoms, kurios būdingos daugeliui jūrinių ar pramoninių aplinkų. Variantai su molibdenu (2–6 %) yra dar atsparesni taškinei ir plyšinei korozijai dėl chloridų.

Chromas (16–26 %) užtikrina stabilaus pasyvaus sluoksnio susidarymą, žymiai pagerindamas atsparumą oksidacijai iki 1,100 °C (593 °F) temperatūroje.

Įrodyta, kad nikelis (6–22 %) pasižymi tąsumu ir dideliu atsparumu įtempių korozijai rūgštinėje ir (arba) aukštoje temperatūroje.

Molibdenas (2–6 %) tokiose rūšyse kaip 316/316L žymiai padidina apsaugą nuo lokalizuotos korozijos jūros vandenyje ar kitoje chloridais užterštoje aplinkoje.

Dėl šių savybių austenitinis nerūdijantis plienas ypač tinka naudoti chemijos perdirbimo įmonėse, gėlinimo įrenginiuose ir jūrinėse konstrukcijose. Tinkamas legiruotų rūšių pasirinkimas garantuoja plieno eksploatacines savybes ir patikimumą sudėtingomis sąlygomis ilgą laiką.

Suvirinamumas ir gamybos paprastumas

Austenitiniai nerūdijantys plienai garsėja neprilygstamu suvirinamumu ir lengvu apdirbimu, todėl jie yra pasirinkta medžiaga daugeliui pramoninių procesų. Mažas anglies kiekis, ypač 304L ir 316L rūšių, slopina karbidų nusėdimą suvirinimo metu, o tai savo ruožtu padeda sumažinti tarpkristalinę koroziją. Šie lydiniai pasižymi dideliu tąsumu, kuris padeda formavimo ir gilaus tempimo, lenkimo ir net mechaninio apdirbimo procesuose.

Šilumos laidumas: Suvirinimas yra linkęs deformuotis, jei vienoje vietoje kaupiasi per didelė šiluma. Austenitiniai nerūdijantys plienai pasižymi santykinai mažu šilumos laidumu (~15 W/m·K esant 20 °C temperatūrai), todėl suvirinimo metu šiluma yra saikingai valdoma.
Šiluminio plėtimosi koeficientas: 16 plieno plėtimosi koeficientas yra 18–304 µm/m·K Nerūdijantis plienas 20–100 °C temperatūroje reiškia kad jie pasižymi vidutiniu išsiplėtimu, kuris gamybos metu išlaiko matmenų stabilumą.
Užpildo medžiagos: Suvirinant labai svarbu naudoti atitinkamas užpildo medžiagas, kad būtų išlaikytas suvirinimo zonų vientisumas ir atsparumas korozijai atlikus darbą. Optimalūs variantai yra AWS E308L/ER308L plienas 304 markei ir E316L/ER316L nerūdijantis plienas 316 markei.
Apdorojimas po suvirinimo: Tam tikrose srityse, ypač tose, kur naudojama labai gryna medžiaga arba agresyvi aplinka, po suvirinimo gali prireikti tirpalo atkaitinimo, kad būtų atkurtas prarastas medžiagos atsparumas korozijai.

Siekdamas optimizuoti komponentų našumą ir patikimumą pagal ribojančius eksploatavimo standartus, pasinaudosiu aukščiau nurodytais veiksniais.

Nemagnetinės savybės ir specializuotas panaudojimas

Austenitinė mikrostruktūra suteikia nerūdijančiam plienui, tokiam kaip 304 ir 316, puikių nemagnetinių savybių, ypač apdorojant jį atkaitintoje būsenoje. Dėl šių savybių jie geriausiai tinka toms sritims, kurioms reikalingas mažas magnetizmas, pavyzdžiui, nemagnetinėms kriogeninėms talpykloms, magnetinio rezonanso tomografijos skaitytuvų komponentams ir elektroninės įrangos korpusams. Reikėtų paminėti, kad formavimo ar suvirinimo procesų metu tam tikras šaltojo apdirbimo ar ferito susidarymo laipsnis gali lemti tam tikrą magnetinio pralaidumo laipsnį. Apskritai visiškai atkaitintų austenitinių nerūdijančio plieno santykinis magnetinis pralaidumas (u1) yra nuo 1.0 iki 1.05, o tai sukietina jų nemagnetinę būseną įprastomis sąlygomis.

304 ir 316 nerūdijančio plieno nemagnetinis pobūdis kartu su mechaninėmis savybėmis ir atsparumu korozijai lemia jų specialias funkcijas. Pavyzdžiui:

304 Nerūdijantis plienas: labai universalus metalas leidžia jį naudoti įvairiose srityse, įskaitant maisto pramonės perdirbimo mašinas, architektūrinius elementus ir net cheminių medžiagų transportavimo talpyklas.
316 nerūdijantis plienas: Padidintas chloridų toleravimas ir didesnis atsparumo taškiniam įbrėžimui ekvivalentinis skaičius (PREN) leidžia jį naudoti jūrų, farmacijos ir sunkiosios chemijos pramonėje.

Jei konkretiems naudojimo atvejams reikalingi papildomi techniniai duomenys, pavyzdžiui, tempiamasis stipris ar tankis, juos galima gauti iš konkrečioms medžiagoms skirtų standartų, tokių kaip ASTM A240, užtikrinant tikslų ir pagrįstą kiekvienos rūšies taikymą eksploatavimo atvejais.

Kaip terminis apdorojimas veikia austenitinį nerūdijantį plieną?

Atkaitinimo ir tirpalo apdorojimo procesai

Austenitinio nerūdijančio plieno terminis apdorojimas atkaitinimo ir tirpalo apdorojimo būdu yra svarbus norint tiksliai pakeisti medžiagos savybes. Medžiaga paprastai kaitinama iki 1900–2100 Farenheito (1000–1150 laipsnių Celsijaus) temperatūros, o tada labai greitai, dažnai vandenyje arba ore, atkemšama. Ši procedūra sumažina vidinius įtempius, pagerina tąsumą ir pakeičia mikrostruktūrą į labiau vidutinę būseną. Priešingai, tirpalo apdorojimas susideda iš įpjauto nerūdijančio plieno kaitinimo taip, kad išliktų visi ištirpę karbidai ar fazės, tačiau žymiai nesumažėtų plieno stiprumas, atsparumas korozijai ir nemagnetinės savybės.

Atkaitinimo temperatūros diapazonas: Nuo 1,900 2,100 °C iki 1,038 1,149 °C (nuo 240 XNUMX °F iki XNUMX XNUMX °F), kaip nurodyta tokiuose standartuose kaip ASTM AXNUMX.
Aušinimo greitis: Tokioms kaip 316 markėms reikia greito aušinimo, kad būtų išvengta karbido nusėdimo; tai pavojinga atsparumui korozijai.
Gautos mechaninės savybės70 plieno tąsumo pagerėjimas, tarkime, 304 % pailgėjimas. Takumo riba išlieka nepakitusi – apie 42000 psi 304 ir 316 plieno rūšims po apdorojimo.

Šie procesai garantuoja, kad medžiagos funkcinės savybės, tokios kaip didelis atsparumas korozijai ir konstrukcijos lankstumas, nepasikeis labiau, nei reikalaujama pagal numatytą paskirtį.

Deformacinis sukietėjimas ir jo poveikis savybėms

Deformacinis grūdinimas, dar žinomas kaip deformacinis grūdinimas, yra metalo plastinės deformacijos procesas, siekiant pagerinti jo mechanines savybes. Jis atliekamas su metalais, siekiant padidinti jų dislokacijų tankį. Šis procesas sustiprina medžiagą, trukdydamas tolesniam dislokacijų judėjimui. Taigi, deformacinis grūdinimas padidina medžiagos kietumą ir tempiamąjį stiprumą. Pavyzdžiui, deformacinis grūdinimas labai veikia 304 ir 316 nerūdijančio plieno markes. Šios markės labiau tinka toms reikmėms, kur reikalingas didesnis patvarumas ir atsparumas dilimui.

Tempiamasis stipris: Po didelio šaltojo apdirbimo, T304 nerūdijančio plieno tempiamasis stipris padidėja nuo maždaug 73,000 120,000 psi iki daugiau nei XNUMX XNUMX psi, priklausomai nuo atlikto deformacijos veiksmo kiekio.
Kietumas: Didėjant deformacijai, didėja Brinelio kietumo skaičius (BHN) arba Rokvelo kietumas, o lydinys tampa atsparesnis mechaniniam paviršiaus dilimui.
Lankstumo sumažėjimas: Nors 304 stiprumas pagerėja dėl intensyvaus šaltojo apdirbimo proceso, labai sumažėja jo tąsumas. Smarkiai apdirbto gaminio pailgėjimo procentas gali sumažėti nuo 70 % iki mažiau nei 40 %.
Atsparumas korozijai: Deformacinio grūdinimo procesas kartu su mechaninių savybių pokyčiais neigiamai neįtakoja standartinių rūšių atsparumo korozijai.

Pramoninėje aplinkoje deformacinis grūdinimas taikomas šaltojo valcavimo metu, kai deformacijos greitis kontroliuojamas taip, kad būtų pasiekta norima savybių pusiausvyra. Deformacija, viršijanti tam tikras ribas, gali pakeisti medžiagos formuojamumą, todėl reikia imtis atsargumo priemonių, kad būtų išvengta per didelės deformacijos ir vėlesnio gedimo ar trapumo.

Austenitinių plienų grūdinimo apribojimai

Nors grūdinimas suteikia austenitiniam plienui stiprumo, jis turi ir rimtų susijusių problemų. Viena iš jų – tąsumo pokytis, dėl kurio pailgėjimo vertės gerokai sumažėja, pavyzdžiui, stipriai šaltai apdirbto 40 nerūdijančio plieno pailgėjimas gali sumažėti iki mažiau nei 70 %, o ne iki pradinių 304 %. Tamprumo sumažėjimas riboja medžiagos gebėjimą atlaikyti tolesnę deformaciją ar formos pokyčius. Be to, per didelė deformacija dėl grūdinimo gali padidinti vietinę įtempių koncentraciją, o tai padidina medžiagos gedimo ar įtrūkimų atsiradimo tikimybę.

Be to, yra tam tikrų problemų, susijusių su liekamaisiais įtempiais, kurie gali atsirasti dėl netinkamai kontroliuojamų apdorojimo metodų. Šie įtempiai gali sukelti matmenų pokyčius, ilgalaikę deformaciją arba prastą veikimą pakartotinio kaitinimo ir aušinimo metu. Atsparumas korozijai nebus neigiamai paveiktas beveik visomis sąlygomis, tačiau didelis mechaninis apkrovas gali sukelti paviršiaus defektus, kurie sumažina atsparumą lokalizuotai korozijai atšiauriomis sąlygomis.

Didžiausi leistini deformacijos greičiai: Deformacijos lygiai turėtų būti kontroliuojami, paprastai ribojami, kad pailgėjimas būtų didesnis nei praktinės ribos (pvz., didesnis nei 30 % formuojamų rūšių atveju).
Sumažinti liekamieji įtempiai: Įtempių mažinimo atkaitinimas beveik 1038 °C (560 °F) temperatūroje yra efektyvus nepageidaujamiems liekamiesiems įtempiams pašalinti.
Paviršiaus pažeidimai: Paviršiaus šiurkštumo padidėjimas po šaltojo apdirbimo turėtų būti kuo mažesnis, kad būtų išvengta įdubimų ar įtrūkimų susidarymo.

Laikantis šių techninių reikalavimų, galima optimizuoti pusiausvyrą tarp stiprumo didinimo ir kitų esminių savybių išlaikymo.

Nuorodų šaltiniai

Suvirinimas

Austenitinis nerūdijantis plienas

Nerūdijantis plienas

Dažnai užduodami klausimai (DUK)

K: Kas yra austenitinis nerūdijantis plienas ir kuo jis skiriasi nuo feritinio nerūdijančio plieno?

A: Austenitinis nerūdijantis plienas yra viena iš pagrindinių nerūdijančiojo plieno šeimų, kuriai būdinga austenitinė kristalinė struktūra. Skirtingai nuo feritinio nerūdijančiojo plieno , austenitiniame nerūdijančiame pliene yra daugiau nikelio ir chromo, todėl jis yra atsparesnis korozijai ir geriau suvirinamas. 300 serijos nerūdijantis plienas yra labiausiai paplitusi austenitinė rūšis, žinoma dėl puikaus formuojamumo ir nemagnetinių savybių.

K: Kokios yra pagrindinės 300 serijos nerūdijančio plieno savybės?

A: 300 serijos nerūdijantys plienai yra žinomi dėl puikaus atsparumo korozijai, didelio tąsumo ir nemagnetinių savybių. Šie austenitiniai plienai yra plačiai naudojami įvairiose pramonės šakose dėl gero suvirinamumo, formuojamumo ir gebėjimo išlaikyti stiprumą aukštoje temperatūroje. Paprastai juose yra 16–26 % chromo ir 6–22 % nikelio, o tai prisideda prie jų austenitinės struktūros ir geresnių eksploatacinių savybių, palyginti su kitais nerūdijančio plieno lydiniais.

K: Kaip nikelio kiekis veikia austenitinio nerūdijančio plieno savybes?

A: Nikelis atlieka labai svarbų vaidmenį austenitiniame nerūdijančiame pliene. Jis stabilizuoja austenitinę struktūrą, padidina atsparumą korozijai ir pagerina mechanines savybes. Didesnis nikelio kiekis, pavyzdžiui, 316 tipo nerūdijančiame pliene, užtikrina geresnį atsparumą įtempio korozijai ir pagerina formavimą. Nikelio kiekis taip pat turi įtakos plieno reakcijai į terminį apdorojimą ir bendram patvarumui įvairiose aplinkose.

K: Kokios yra labiausiai paplitusios austenitinio nerūdijančio plieno rūšys 300 serijoje?

A: Dažniausiai pasitaikantys 300 serijos austenitiniai nerūdijantys plienai yra 304 ir 316 tipai. 304 tipas, dažnai vadinamas 18/8 nerūdijančiu plienu, yra plačiausiai naudojama rūšis dėl puikaus atsparumo korozijai ir formavimo. 316 tipe yra daugiau nikelio ir molibdeno, kad padidėtų atsparumas korozijai, ypač chloridų aplinkoje. Kitos populiarios rūšys yra 301, 303, 321 ir 347, kiekviena su specifinėmis modifikacijomis konkrečioms reikmėms.

K: Kuo skiriasi austenitinio ir feritinio nerūdijančio plieno suvirinamumas?

A: Austenitiniai nerūdijantys plienai paprastai pasižymi geresniu suvirinamumu, palyginti su feritiniais nerūdijančiais plienais. Didelis nikelio kiekis austenitinėse rūšyse padeda išlaikyti austenitinę struktūrą suvirinimo metu, sumažindamas trapumo ir įtrūkimų riziką. Feritiniai nerūdijantys plienai, nors ir suvirinami, yra labiau linkę į grūdelių augimą ir tąsumo praradimą karščio paveiktoje zonoje. Geresnis austenitinių nerūdijančių plienų suvirinamumas prisideda prie jų plataus naudojimo gamyboje ir konstrukcijose.

K: Kuo 300 serijos austenitiniai nerūdijantys plienai skiriasi nuo 200 serijos pagal savybes ir pritaikymą?

A: 300 serijos austenitiniai nerūdijantys plienai paprastai pasižymi geresniu atsparumu korozijai ir mechaninėmis savybėmis, palyginti su 200 serijos rūšimis. 300 serijoje yra didesnis nikelio kiekis, kuris stabilizuoja austenitinę struktūrą ir pagerina bendras eksploatacines savybes. 200 serijos plienuose, sukurtuose kaip ekonomiškesnė alternatyva, naudojamas manganas, kuris iš dalies pakeičia nikelį. Nors 200 serijos plienai tinka daugeliui pritaikymų, 300 serijos plienai yra tinkamesni sudėtingesnėms aplinkoms ir kritinėms reikmėms dėl geresnio atsparumo korozijai, formuojamumo ir atsparumo aukštai temperatūrai.

K: Kokie yra pagrindiniai 304 ir 316 tipo nerūdijančio plieno skirtumai?

A: 304 ir 316 tipai yra įprasti austenitiniai nerūdijantys plienai, tačiau jie turi keletą esminių skirtumų. 316 tipe yra 2–3 % molibdeno, kurio 304 tipe nėra, todėl jis yra atsparus korozijai, ypač chloridų aplinkoje. 316 tipe taip pat yra šiek tiek daugiau nikelio, palyginti su 316 lydiniais, todėl dar labiau pagerėja jo atsparumas korozijai ir formuojamumas. Nors 304 tipas yra plačiau naudojamas dėl mažesnės kainos, 316 tipas yra tinkamesnis agresyvesnei aplinkai, pavyzdžiui, laivybos reikmėms ar cheminiam apdorojimui.