Sut Mae Cymedrig y Bylchau Carbid Ffiniau Grawn Ar ôl Sensiteiddio Triniaeth wres o 316 o wresogyddion tiwbin gwain Rheoli Cyfradd Cyrydiad Intergranular mewn Prawf Arfer E ASTM A262

Paramedr microstrwythurol ar gyfer difrifoldeb sensiteiddio

Ar gyfer 316 o diwbiau gwresogi trydan wedi'u gorchuddio â dur di-staen sydd wedi bod yn agored i dymheredd ystod sensiteiddio (450 - 850 gradd ) ar ryw gam o'r gweithgynhyrchu neu'r gwasanaeth, nid yw difrifoldeb tueddiad cyrydiad rhyng-gronynnog (IGC) yn swyddogaeth syml o bresenoldeb neu absenoldeb carbidau terfyn grawn. Y paramedr microstrwythurol allweddol yw bylchiad cymedrig y gronynnau cromiwm carbid ar y ffiniau grawn. Pan fydd y gronynnau carbid yn ddigon agos at ei gilydd (lleihau llai na thua 0.5-1.0 µm) mae’r parthau disbyddu cromiwm o amgylch gronynnau cyfagos yn gorgyffwrdd i ffurfio llwybr cromiwm isel parhaus sy’n cael ei ymosod yn gyflym mewn asidau ocsideiddio (ASTM A262 Practice E, y prawf copr-copr sylffad-sylffwrig). Os yw'r gronynnau carbid wedi'u lledaenu'n eang (bylchiad> 1-2 m), nid yw'r parthau disbyddu yn gorgyffwrdd ac mae'r ffiniau grawn yn gwrthsefyll ymosodiad rhyng-gronynnog. Mae'r erthygl hon yn meintioli'r cysylltiad rhwng bylchiad carbid cymedrig, graddau sensiteiddio a chyfradd IGC yn y prawf Ymarfer E 24 h confensiynol.

Mecanwaith Parthau Disbyddedig sy'n Gorgyffwrdd

Mae dyddodiad carbid cromiwm ar ffiniau grawn 316 o ddur di-staen yn cynhyrchu parth disbyddu cromiwm o ~50-200 nm ar bob ochr i'r gronyn. Fel swyddogaeth tymheredd ac amser dyddodiad, astudir graddau'r disbyddiad cromiwm (yn aml 8- crynodiad cromiwm lleiafswm o 12% o'i gymharu â swmp 17-19%). Mae cyrydiad rhyng-gronynnog yn hollbwysig os yw'r pellter rhwng dau garbidau cyfagos yn llai na chyfanswm lled y ddau barth disbyddu cyfagos. O dan yr amgylchiadau hyn, mae'r parthau disbyddiad yn gorgyffwrdd ac mae llwybr di-dor o ddeunydd cromiwm isel yn ffurfio ar hyd y ffin grawn. Yn y parth ocsideiddiol dwys a chromiwm -parth diffygiol-hydoddiant asid copr-copr sylffad-sylffwrig berwi dethol (Ymarfer E) mae'r parthau disbyddedig yn gorgyffwrdd ac yn cyrydu'n gyflym, gan achosi gollwng grawn a methiant sbesimen yn y pen draw wrth blygu. Ar gyfer bylchau carbid sy'n fwy nag oddeutu 1-2 μm, mae'r parthau disbyddedig wedi'u hynysu ac nid oes llwybr cromiwm isel parhaus.

Cysylltiad Meintiol Rhwng Bwlch Carbid a Chanlyniadau Ymarfer E

Mae'r trothwyon canlynol wedi'u sefydlu trwy sensiteiddio rheoledig o diwbiau 316 (wal 1.5 mm, 0.06% C) ar 650 gradd (y tymheredd dyddodiad carbid cyflymaf) am wahanol gyfnodau o amser, a mesuriad dilynol y bylchau carbid cymedrig trwy ficrosgopeg electron trawsyrru a phrofion Arfer E ASTM A262.

Amser Sensiteiddio ar 650 gradd (awr) Ffin Grawn Cymedr Bylchau Carbid (µm) Tybiedig Ffracsiwn Gorgyffwrdd Parth Wedi'i Ddihysbyddu (%) Canlyniad Ymarfer E (24-awr berwi Cu-CuSO4-H2SO4) Dyfnder Trawiad Intergranular, µm Argymhellir ar gyfer Gweini mewn Ocsideiddio
0 (annealed,Dim carbidau Amherthnasol Llwyddo (dim toriadau ar y tro)<5 Yes 0.1 5-10 0% Pass <10 Yes 0.5 2-4 0-20% Pass (slight etching) 10-20 Acceptable
1 1-2 20-50 % Ymylol (craciau ar dro) 20-40 Heb ei gynghori
2 0.8-1.2 50-80 % Methu (craciau difrifol) 80-150 Dim Methu (craciau clir) 40-80 Na 5 0.4-0.8 80-100%
10 0.2-0.5 100% (continuous) Fail (grain dropping) 150-250 No 24 0.1-0.3 100% (continuous) Fail (severe grain dropping) >250 Rhif
Effaith Cynnwys Carbon ar y Bylchau Carbid Critigol

Mae faint o garbon yn 316 yn pennu cyfanswm y carbid a all waddodi ac felly'r bwlch carbid isaf y gellir ei gyflawni ar gyfer proses sensiteiddio benodol.

Carbon Content (wt%) Minimum Carbide Spacing after Complete Sensitisation (µm) Practice E Result at Minimum SpacingMaximum Allowable Service Temperature To Avoid Sensitisation >0.020 (isel)2-3 Pasio 450 gradd 0.020-0.030 (316L) 1.5-2.5 Pasio (ymylol) 425 gradd 0.030-0.040 1.0-1.8 Ymylol 400 gradd 0.040-0.050 0.8-1.2 Methu 375 gradd 0.050-0.060 0.5-0.8 Methu 350 gradd (safonol) 350-0.08 0.3-0.6 Methu 325 gradd
Osgoi sensiteiddio yn ymarferol wrth weithgynhyrchu gwresogyddion

Er mwyn osgoi bylchau carbid o dan y terfyn 1-2 µm hanfodol mewn 316 o wresogyddion caeedig a fydd yn cael eu weldio neu a allai fod yn agored i dymheredd sensiteiddio mewn gwasanaeth, argymhellir y meini prawf canlynol:

Cyflwr Cynhyrchu neu Wasanaeth Uchafswm Tymheredd Amlygiad ( gradd ) Uchafswm Amser ar Tymheredd Cynnwys Carbon AwgrymedigPost Prawf Amlygiad Gofyniad
Weldio (pas sengl, dim llenwad) cŵl cyflym, uchafswm o 1,200-1,400 eiliad (HAZ yn oeri'n gyflym) Unrhyw (HAZ os yw'n denau heb ei sensiteiddio) Dim ar gyfer wal denau (<2mm)
Weldio (adran drwchus, aml-pas) 450-850 (cyfanswm)316L Isafswm. (C<0.03%)Practice E Weld coupon
Postio{0}}triniaeth wres weldio (lliniaru straen) 400-450 gradd 1-2 awr 316L (i gyd)Dim (islaw'r terfyn canfod)
Service temperature excursion 450-550°C >10 awr cronnus 316L angen Ymarfer E ar ôl 5 mlynedd
Presyddu neu sodro 500-700 gradd Munudau i oriau 316L neu sefydlogi (321/347) Angen ymarfer E
Prawf Ansawdd Arfer E ASTM A262 ar gyfer Derbyn

Mae profion ASTM A262 Practice E yn rhoi sicrwydd terfynol o wrthwynebiad IGC i'r prynwyr hynny sy'n nodi 316 o wainiau y gellid eu sensiteiddio yn ystod gweithgynhyrchu. Bydd y weithdrefn brawf yn cynnwys:

berwi am 24 h mewn hydoddiant o gopr sylffad-asid sylffwrig (ASTM A262, gweithdrefn E)

Mae'r sbesimen wedi'i blygu 180 gradd dros fandrel â diamedr sy'n hafal i drwch y sbesimen

Gweld yr holltau yn yr arwyneb plygu ar chwyddhad 10x

Meini prawf derbyn: Os na welir craciau ar ôl plygu, mae'n "pasio" (ansensiteiddiedig). Mae "methiant" (sensiteiddio) yn cael ei gofnodi os gwelir unrhyw graciau (o unrhyw hyd). Mae'r prawf yn sensitif i fylchau carbid < ~ 1-2 μm.

Adnabod Maes o IGCs Wedi'i Achosi gan Sensiteiddio

Mewn gwresogydd 316 sy'n methu mewn gwasanaeth asid ocsideiddiol (ee, asid nitrig, hydoddiannau piclo) neu mewn amgylcheddau clorid gyda chydran ocsideiddio, mae cyrydiad rhyng-gronynnog o sensiteiddio yn cael ei amlygu fel rhwydwaith o graciau ar hyd ffiniau grawn y gellir eu gweld o dan chwyddo isel (50-100 ×) ar drawstoriad caboledig ac ysgythru. Efallai y bydd gan yr holltau batrwm "sgerbwd", sy'n dynodi'r grawn austenit blaenorol . Bydd sensiteiddio yn cael ei gadarnhau gan ASTM A262 Practice E ar sampl a gymerwyd o'r gwresogydd a fethodd. Bydd y bylchau a bennir yn fetelegol gan ddefnyddio microsgopeg electron sganio yn llai na 0.5-1.0 µm. Yr ateb i fethiannau o'r fath yw defnyddio 316L neu ofyn am aneliad datrysiad ôl-weldiad.

Casgliad: Rheoli Bylchau Carbid Manyleb trwy Sensiteiddio

Mae'r gyfradd cyrydu intergranular sy'n seiliedig ar Arfer E ASTM A262 ar gyfer 316 o wresogyddion gorchuddio dur di-staen yn seiliedig ar y bwlch carbid ffin grawn cymedrig ar ôl tymheredd sensiteiddio. Pan fo'r bwlch carbid yn llai nag 1-2 µm, mae'r parthau disbyddedig cromiwm yn gorgyffwrdd â'i gilydd, gan ffurfio llwybr cromiwm isel parhaus sy'n cyrydu'n gyflym ac yn methu prawf Ymarfer E. Ar gyfer ceisiadau lle mae tymereddau weldio neu wasanaeth yn yr ystod 450-850 gradd, rhaid i beirianwyr sy'n nodi 316 o wain ddarparu 316L (carbon<0.03%) to ensure that the carbide spacing will be above the critical threshold. After minimum sensitisation (1-2 hours at 650°C) carbide spacing for standard 316 (0.06-0.08% C) is less than 1 µm which results in sensitisation and IGC susceptibility. The framework offered herein, which correlates the average carbide spacing with quantitative Practice E results, allows purchasers to define combinations of material and heat treatment that will not allow overlapping depletion zones, and will retain intergranular corrosion resistance.