Sut Mae'r Gwaith Oer Blaenorol Canran o luniad tiwb o wain gwresogydd 316L yn Rheoli'r Gyfradd Ailgrisialu a Thwf Grawn Yn Ystod Gwasanaeth ar 600 gradd

Paramedr Esblygiad Microstrwythurol ar gyfer Tymheredd Uchel. Nerth Cadw

Mae canran y gwaith oer blaenorol o luniadu'r tiwb yn pennu cyfradd yr ailgrisialu a'r datblygiad grawn dilynol sy'n digwydd yn ystod datguddiad tymheredd uchel ar gyfer tiwbiau gwresogi trydan wedi'u lapio â dur di-staen 316L sy'n rhedeg ar 600 gradd, sef terfyn uchaf y gwasanaeth ar gyfer defnydd parhaus ar gyfer yr aloi hwn. Gan fod-diwb wedi'i dynnu wedi storio ynni o ddadffurfiad plastig (dwysedd dadleoli sy'n cyfateb i % gwaith oer). Mae'r egni hwn sydd wedi'i storio yn achosi ailgrisialu ar 600 gradd : cynhyrchu grawn newydd, di-straen yn lle'r microstrwythur anffurfiedig. Mae cyfnod cychwyn ailgrisialu yn disgyn yn ddramatig gyda gwaith oer cynyddol: ar 10% o waith oer, mae'n 1,000-2,000 o oriau; ar 20% o waith oer, 200-500 awr; ar 30% o waith oer, 50-150 awr. Mae ailgrisialu yn arwain at ffurfio grawn. Mae hyn yn brashau'r microstrwythur ac yn lleihau cryfder ymgripiad . 10, gwasanaeth 000 awr @ 600 gradd Yr ystod gwaith oer gorau posibl yw 10-15% (cydbwysedd: oedi cyn ailgrisialu digon i oroesi 10,000 o oriau ond nid mor gyflym nes ffurfio grawn bras). Mae'r papur hwn yn asesu'r cysylltiad rhwng gwaith oer blaenorol, cineteg ailgrisialu, datblygiad grawn a bywyd ymgripiad ar 600 gradd .

Mecanwaith Ailgrisialu a Thwf Grawn yn 316L Oer Gweithiwyd

Mae ailgrisialu yn broses a ysgogir yn thermol. Mae grawn newydd yn cnewyllo mewn safleoedd o ddwysedd dadleoli uchel (ffiniau grawn, bandiau anffurfiad, cynhwysiant) ac yn datblygu'n fatrics ystumiedig. Mae grym gyrru yn gymesur ag egni storio gwaith oer, sy'n gymesur â sgwâr y straen llif (tua llinol gyda chanran gwaith oer hyd at 30-40%). Mae gwaith oer yn arwain at gynnydd esbonyddol yn y gyfradd cnewyllol. Ar ôl i'r ailgrisialu gael ei gwblhau, mae ehangiad grawn yn digwydd gan fudo ffiniau wedi'i ysgogi gan leihad yn ardal y ffin grawn. Mae grawn mawr yn tyfu ar draul grawn bach (Aeddfedu Ostwald). Maint grawn mân, cyson (ASTM 6-8) sy'n darparu'r ymwrthedd creep gorau ar 600 gradd C. Dangosir bod grawn mân iawn (ASTM 10+) a grawn bras (ASTM 3-5) yn byrhau'r oes ymgripiad, trwy lithro ffin grawn, yn y drefn honno.

Y Berthynas Rhwng Gwaith Oer, Amser Ailgrisialu a Maint Grawn ar 600 gradd .

Mae heneiddio isothermol rheoledig ar 600 gradd gydag archwiliad metallograffig cyfnodol wedi'i ddefnyddio i bennu'r cyfraddau ailgrisialu a datblygiad grawn mewn tiwbiau 316L wedi'u lluniadu oer-:

Previous Cold Work (%) Time to Recrystallise 50% at 600°C (hours) Recrystallised Grain Size After Completion (ASTM, µm) Time to Grain Growth to ASTM 5 (>70 µm, hours) Creep Rupture Life at 80 MPa, 600°C (hours) Recommended for 10,000 hour Service at 600°C 0 (annealed) N/A (no cold work) 8-9 (20-30 µm) initial >20,000 (sefydlog) 2,500-3,500 Ie (os yn iawn yn barod)
5 5,000-10,000 8-9 (20-30 µm) 15,000-20,000 3,000-4,000 Ie
10 1,500-3,000 7-8 (25-35 µm) 8,000-12,000 3,500-5,000 Ie (gorau)
12 1,000-2,000 7-8 (25-35 µm) 6,000-9,000 3,500-5,000 Ie
15 500-1,000 6-7 (35-50 µm) 4,000-7,000 3,000-4,500 Derbyniol
20 200-500 5-6 (50-70 µm) 2,000-4,000 2,000-3,500 Ymylol 25 100-200 4-5 (70-90 µm) 1,000-2,000 1,500-2,500 Heb ei argymell 30 50-150 3-4 (90-12) 500-1,500 1,000-2,000 Heb ei argymell 35 30-80 3 (100-130 µm) 300-800 800-1,500 Na 40 20-50 2-3 (120-150 µm) 200-500 600-1,000 Na
Dylanwad maint grawn cychwynnol ar cineteg ailgrisialu

Mae'r gyfradd ailgrisialu yn dibynnu ar faint grawn cychwynnol cyn lluniad oer. Felly po leiaf yw'r sylwedd, y cyflymaf y bydd yn ail-grisialu. Mae mwy o safleoedd cnewyllol.

Maint Grawn ASTM Cychwynnol Cyn Lluniadu Cyfradd Ailgrisialu Cymharol (10% CW) O dan Yr Un Gwaith Oer10,000-awr Gwaith Oer Bywyd a Argymhellir 10 (iawn iawn, 10 µm) 1.5 × (cyflymach) 8% 8 (iawn, 20 µm (llinell sylfaen) 1).
6 (canolig, 45 µm) 0.7 × (arafach) 12%
4 (bras, 80 µm) 0.4 × (llawer arafach) 15% Argymhellion ymarferol ar gyfer cynhyrchu tiwb gwresogydd 316L

Ar gyfer gwainiau 316L ar gyfer gwasanaeth 600 gradd gyda bywyd dylunio o 10,000 awr, cynigir y paramedrau gwaith oer a thriniaeth wres cyn-gwasanaeth canlynol.

Bywyd Gwasanaeth a Ddymunir (Oriau) 600 gradd Gwaith Oer a Awgrymir Cyn Gwasanaeth (%) Maint Grawn ar ôl Cyn-Gwasanaeth Triniaeth Wres Ar ôl 10,000 h ar 600 gradd (ASTM) Oes Disgwyliedig Ymyriad Ymdreiddiad (oriau) 5,000 15-20 Dim (fel y tynnwyd) 5-6 (50-70 µm) 3,000-4,500 10,000 10-12 Dim (fel y'i lluniwyd) 6-7 (35-50 µm) 3,500-5,000 10,000 0-5 Aneliad llawn + grawn mân 7-8 (25-35 µm) 3,000-4,{5} gradd , 2 h) 7 (30-40 µm) 5,000-7,000 20,000 + ymwrthedd cyrydiad 0 Aneliad datrysiad llawn + sefydlogi 7-8 4,000-6,000
Dilysiad y Wladwriaeth o Ailgrisialu

Cynigir dwy weithdrefn ddilysu ar gyfer prynwyr sydd angen sefydlogrwydd microstrwythurol penodol. Y cyntaf yw profi caledwch. Caledwch yr fel-a dynnwyd 316L yw 180-320 HV yn dibynnu ar waith oer. Mae ailgrisialu yn achosi i'r caledwch ostwng i 140-160 HV (cwbl feddal). Os yw'r caledwch ar ôl 1,000 h ar 600 gradd yn uwch na 200 HV, nid yw'r ailgrisialu wedi digwydd eto. Yr ail yw'r archwiliad metallograffig yn dilyn ysgythru (glyceregia neu asid oxalig electrolytig). Mae ffurfio strwythurau "mwclis" (rhesi o ronynnau mân newydd ar hyd yr hen ffiniau grawn) yn arwydd o ddechrau ailgrisialu.

Casgliad Gwella Gwaith Oer ar gyfer Bywyd Gwasanaeth 600 gradd

Mae'r gwaith oer blaenorol % yn dylanwadu ar y cineteg ailgrisialu a'r datblygiad grawn dilynol o wainiau gwresogydd dur di-staen 316L ar 600 gradd. Ceir ailgrisialu yn dilyn gweithio oer o 10-12% a 1,500{-3,000 o oriau, gan arwain at ddirwy (ASTM 7-8) adeiledd grawn wedi'i ailgrisialu sy'n cadw cryfder ymgripiad da am 10,000+ awr. Mae gwaith oer uwch (20-30%) yn arwain at ailgrisialu cyflym (200-500 awr) a grawn bras (ASTM 4-5) sy'n lleihau bywyd ymgripiad 40-60%. Mae'r microstrwythur eisoes wedi'i ailgrisialu ac yn sefydlog ar lai na 5% o waith oer (annealed) ond mae'r diffyg caledu gwaith yn lleihau cryfder y ffurfiwyd. Ar gyfer gwasanaeth 10,000 awr ar 600 gradd, gall peirianwyr sy'n nodi gwain 316L ddisgwyl 10-15% o waith oer o dynnu tiwb. Ar ôl lluniadu, defnyddir triniaeth wres sefydlogi (850 gradd, 2 awr) i wneud y gorau o'r microstrwythur ar gyfer sefydlogrwydd maint grawn hirdymor ar gyfer gwasanaeth am fwy na 10,000 o oriau. Mae'r fframwaith a gynigir yma yn caniatáu i brynwyr nodi gostyngiadau lluniadu sy'n cynyddu bywyd ymgripiad trwy esblygiad microstrwythurol rheoledig trwy gysylltu % gwaith oer â cineteg ailgrisialu a datblygiad grawn ar 600 gradd .