Будучи поставщиком UNS S31703, меня часто спрашивают о стареющем поведении этого конкретного нержавеющей стали. Понимание поведения старения имеет решающее значение для его правильного применения, поскольку оно может значительно повлиять на механические и коррозионные свойства материала.
UNS S31703 - это молибдена, несущая аустенитная нержавеющая сталь, которая принадлежит серии 300. Он известен своей превосходной коррозионной стойкостью, особенно в средах, содержащих ионы хлорида, и хорошими механическими свойствами как в комнате, так и в повышенных температурах. Старение поведения UNS S31703 в основном относится к изменениям в микроструктуре и свойствах, когда он подвергается воздействию конкретных температур и условий времени.
Микроструктурные изменения во время старения
Когда S31703 стареет, может произойти несколько микроструктурных изменений. Одним из наиболее значительных изменений является осаждение вторичных фаз. В случае этого сплава осаждение сигма ((\ sigma)) является распространенным явлением при старении при промежуточных температурах, как правило, в диапазоне 600 - 900 ° C. Фаза сигма представляет собой интерметаллическое соединение, которое содержит высокую концентрацию хрома и молибдена. Его осаждение является результатом долгосрочной диффузии легирующих элементов в аустенитной матрице.
Образование фазы сигма может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на свойства UNS S31703. С одной стороны, в некоторых случаях небольшое количество фазы сигма может улучшить прочность сплава, выступая в качестве укрепляющего агента. Частицы из штрафной фазы сигма могут препятствовать движению дислокаций, которое является основным механизмом пластической деформации в металлах. Это приводит к увеличению силы урожайности и окончательной прочности растяжения материала.
С другой стороны, чрезмерное осаждение фазы сигма может быть вредным. Фаза сигма твердая и хрупкая, и его присутствие может привести к значительному снижению пластичности и прочности сплава. Трещины могут легко инициировать и распространяться вдоль границ частиц фазы сигма, увеличивая восприимчивость материала к хрупкому перелому. Кроме того, осаждение фазы сигма истощает окружающий аустенитный матрицу хрома и молибдена. Поскольку хром и молибден являются ключевыми элементами, ответственными за коррозионную стойкость нержавеющей стали, это истощение может привести к снижению коррозионной устойчивости сплава, особенно в средах, где вызывает упор и расщелину коррозию.
Другим возможным осадком во время старения является образование карбидов. В UNS S31703 хром -карбиды ((M_ {23} C_6)) могут осаждать на границах зерна, когда сплав выдерживается при температурах в диапазоне 450 - 850 ° C. Подобно сигма -фазе, карбид осадки также могут вызвать снижение коррозионной стойкости. Осаждение карбидов хромов на границах зерна истощает соседние области хрома, создавая области с более низким содержанием хрома. Эти регионы более склонны к коррозии, что приводит к явлению, известному как межцентральная коррозия.
Влияние старения на механические свойства
Процесс старения оказывает глубокое влияние на механические свойства UNS S31703. Как упоминалось ранее, осаждение вторичных фаз, таких как фаза сигма и карбиды, может изменить силу, пластичность и прочность сплава.
Сила сплава обычно увеличивается с старением, особенно когда образуется небольшое количество укрепления фаз. Например, на начальных этапах старения при промежуточных температурах прочность урожая и предельная прочность на растяжение могут показать небольшое увеличение из -за эффекта упрочнения осадков. Однако по мере увеличения времени старения или температуры повышается, пластичность и прочность сплава начинают быстро ухудшаться.
Снижение пластичности может быть измерено по таким параметрам, как удлинение и сокращение площади. Снижение этих значений указывает на то, что материал становится менее способным пластично деформировать перед переломом. Прочность сплава, которая связана с его способностью поглощать энергию во время деформации, также уменьшается. Это часто оценивается с использованием тестов воздействия, таких как тест Charpy v - Notch. Более низкая энергия воздействия после старения предполагает, что сплав более хрупкий и, скорее всего, внезапно вылетел при воздействии.
Влияние старения на коррозионную стойкость
Коррозионная стойкость является одним из наиболее важных свойств UNS S31703, и старение может оказать на него значительное влияние. Осаждение вторичных фаз, особенно фаза сигма и карбидов, может привести к снижению сопротивления сплава к различным формам коррозии.
С точки зрения коррозии разбивания, истощение хрома и молибдена в аустенитной матрице из -за осаждения фазы сигма и карбидов делает материал более восприимчивым к инициации ям. Хлоридные ионы в окружающей среде могут атаковать области с низким содержанием хрома и молибдена, что приводит к образованию небольших отверстий или ям на поверхности сплава. Как только ямы образуются, они могут распространяться дальше, нанося более серьезный ущерб материалу.
Коррозия расщелины также подвержена старению. В расщелинах, таких как те, которые образованы между двумя металлическими поверхностями в контакте или в прокладках, условия более благоприятны для развития коррозии. Истощение легирующих элементов из -за вторичного фазового осаждения может ускорить процесс коррозии расщелины. Сплав становится менее способным пассировать в этих областях, и скорость коррозии может значительно увеличиться.
Межгранулярная коррозия, как упоминалось ранее, тесно связана с осадками карбидов хрома на границах зерна. Когда сплав подвергается воздействию температурного диапазона, где происходит осаждение карбида, истощение хрома на границах зерна делает эти области более анодными по сравнению с основной частью материала. Это создает гальваническую клетку, и границы зерен предпочтительно корродируются, что приводит к разделению зерен и потерь структурной целостности.
Сравнение с другими нержавеющими - стальными сплавами
Чтобы лучше понять стареющее поведение UNS S31703, полезно сравнить его с другими стальными сплавами из нержавеющей стали. Например,Нержавеющая сталь 347 / UNS S34700 / 1.4550это еще одна аустенитная нержавеющая сталь. В то время как как UNS S31703, так и UNS S34700 обладают хорошей коррозионной стойкостью, их поведение старения отличается. UNS S34700 содержит ниобий, который может образовывать карбиды ниобия вместо карбидов хромов во время старения. Это снижает риск межгранулярной коррозии по сравнению с UNS S31703.
Нержавеющая сталь 316LN / UNS S31653 / 1.4406, 1.4429также популярная аустенитная нержавеющая сталь. Он имеет более низкое содержание молибдена по сравнению с UNS S31703. Нижнее содержание молибдена означает, что осаждение фазы сигмы в 316LN может быть менее тяжелым при старении. Тем не менее, его общая коррозионная стойкость, особенно в хлориде, содержащих среды, как правило, ниже, чем у UNS S31703.
Нержавеющая сталь 17 - 4PH / US S17400 / 1,4542это осадки - утверждение нержавеющей стали. Его стареющее поведение в основном сосредоточено на осадке медных фаз для укрепления. Напротив, старение UNS S31703 в большей степени связано с осаждением интерметаллических соединений и карбидов, которые оказывают различное влияние на свойства сплава.
Контроль над поведением старения
Чтобы обеспечить оптимальную производительность UNS S31703, необходимо контролировать поведение старения. Одним из способов является тщательный выбор параметров тепла и обработки. Например, быстрое охлаждение после отжига раствора может предотвратить или минимизировать осаждение вторичных фаз во время последующего использования. Отжиг раствора - это процесс обработки тепла, в котором сплав нагревается до высокой температуры (обычно выше 1050 ° C), чтобы растворить все вторичные фазы, а затем быстро погашивают, чтобы сохранить единую фазовую аустенитную структуру.
Другой подход заключается в корректировке композиции сплава. Тщательно контролируя содержание легирующих элементов, таких как хром, молибден и углерод, может быть уменьшена тенденция к вторичному фазовому осадкам. Например, снижение содержания углерода может минимизировать образование карбидов хрома, в то же время оптимизация содержания молибдена может сбалансировать эффект укрепления и риск осадков фазы сигма.
Заключение
В заключение, стареющее поведение UNS S31703 является сложным явлением, которое включает в себя микроструктурные изменения, такие как осаждение вторичных фаз, таких как сигма -фаза и карбиды. Эти изменения могут оказывать существенное влияние на механическую и коррозию -устойчивую свойства сплава. Хотя некоторая степень старения может привести к улучшению силы, чрезмерное старение может вызвать ухудшение пластичности, выносливости и коррозионной стойкости.
Как поставщик ONS S31703, мы понимаем важность этих свойств для наших клиентов. Мы стремимся обеспечить высокое качество продукции UNS S31703 с контролируемым поведением старения. Если вы заинтересованы в наших продуктах ONS S31703 или у вас есть какие -либо вопросы о его применении и свойствах, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам для закупок и дальнейшего обсуждения.
Ссылки
- Справочник ASM, том 3: фазовые диаграммы сплава.
- «Коррозионное сопротивление нержавеющих сталей» Р. Уинстона Реви.
- «Физические принципы металлургии» Роберта У. Кана и Питера Хаасена.
