O dan Pa Gyfuniad Penodol o Maint Grawn (ASTM 6 vs 8.5) a Chanran Ferrite Delta (3% o'i gymharu â 8%) A yw 347 o Wain Gwresogydd yn Trawsnewid o Dracio Crip Trawsgronynnol i Gronyn Rhyngrannog ar 700 gradd Dan 50 Straen Cylchyn MPa Ar ôl 10,000 Oriau

Ffactor Pontio Microstrwythurol ar gyfer Dewis Modd Methiant Cripian

Ar gyfer Nb{0}}sefydlu 347 o diwbiau gwresogi trydan wedi'u gorchuddio â dur di-staen yn gweithredu ar 700 gradd o dan straen cylchyn 50 MPa am 10,000 o oriau, megis mewn tiwbiau ffwrnais petrocemegol neu wresogyddion proses tymheredd uchel, mae'r modd mwyaf cyffredin o gracio ymlusgol (cyfuniad trawsgronynnog vs. intergranite o'r nifer llai) yn cael ei reoli gan y nifer AST G ronyn llai (cyfuniad grawn llai o faint).=grawn mwy bras) a'r ffracsiwn cyfaint delta ferrite. Mae cracio ymgripiad trawsryweddol (trwy rawn), oes rhwygo hirach (12,000-15,000 o oriau) a hydwythedd uwch yn cael eu harddangos gan ddeunydd graen mân (ASTM 8.5), diamedr grawn isel ~18 µm). Mae deunydd bras-graen (ASTM 6, maint grawn ≈ 45 µm) gyda ferrite delta sylweddol (8%) yn arddangos cracio crib intergranular (ar hyd ffiniau grawn) gyda bywyd rupture byrrach (6,000-9,000 awr) a hydwythedd llai. Mae'r newid yn digwydd ar gyfuniad hanfodol o faint grawn a chynnwys ferrite. Mae'r astudiaeth yn amcangyfrif yr union baramedrau microstrwythurol sy'n rheoli'r modd methiant ymgripiad ar ôl 10,000 awr ar 700 gradd o dan straen cylchyn o 50 MPa.

Mecanwaith Dethol Modd Cracio Cripian

Mae cracio crip yn 347 yn cael ei achosi gan lithriad ffiniau grawn a chnewyllyn ceudod. Mae grawn mân (mwy o ffiniau fesul cyfaint uned) yn dosbarthu llithro yn fwy cyfartal ac yn lleihau crynodiadau straen ar ffiniau unigol. Mae Delta ferrite ar ffurf stringers neu rwydweithiau yn rhoi llwybrau crac ffafriol. Ar feintiau grawn isel (< 25µm, ASTM 8 or finer), the dense population of grain borders prohibits individual boundaries from generating enough strain for intergranular fracture; damage builds inside grains (transgranular). At coarse grain sizes (>35 µm, ASTM 6 neu fwy bras), mae llithro ffin grawn wedi'i leoli mewn rhai parthau ac mae presenoldeb llinynwyr delta ferrite ar hyd y ffiniau yn cynyddu cyfradd datblygiad ceudod rhyng-gronynnog.

Mesur y gydberthynas rhwng maint grawn, delta ferrite a modd ymgripiad

Dulliau cracio a bywydau rupture ar gyfer triniaeth wres dan reolaeth o 347 tiwbiau (0.45% Nb, 0.08% C, 0.50% Si) i ddarparu gwahanol feintiau grawn ac addasiadau delta ferrite gan dymheredd anelio ateb. Profion creep ar 700 gradd, 50 MPa am 10,000 o oriau.

Maint Grawn ASTM (G) Diamedr Grawn (µm) Ffracsiwn Cyfrol Delta Ferrite (%) Morffoleg Ferrite Dominyddol Modd Cracio Ymlusgiad Bywyd ar 700 gradd , 50 MPa (oriau) Elongation Rupture (%) Ar ôl 10000h Argymhellir ar gyfer Gwasanaeth 10.000h ar 700 gradd
8.5 18 2-3 Globular ynysigTransgranular 13,000-16,000 20-25 Ie (optimwm)
8.0 22 3-4 Globular + stringers short Transgranular (yn bennaf) 12,000-15,000 18-22 Ie 7.5 27 4-5 Cymysg Cymysg (traws + rhyng) 10,000-13,000 15-20 Derbyniol
7.0 32 5-6 StringersMixed (rhyngryweddol yn tra-arglwyddiaethu) 9,000-11,000 12-16 Ymylol 6.5 38 6-7 Llinynwyr rhyng-gysylltiedig Intergranular 7,500-9,500 8-12 Heb ei argymell
6.0 45 7-8 Near-continuous network Intergranular (severe) 6,000-8,000 5-10No 5.5 52 8-9 Continuous network Intergranular 5,000-7,000 4-8 No 5.0 60 >9 Intergranular ferrite helaeth (cynamserol) 4,000-6,000 3-6 Na
Terfynau pontio gwasanaeth penodol o 10,000 awr

Mae'r tabl isod yn dangos union drynewidiadau'r trawsnewid trawsgronynnog i intergranular y modd cracio ar ôl 10,000 h.

Maint Grawn (ASTM) Ferrite Delta Critigol ar gyfer Trawsnewid Modd (%, 10,000 awr) Modd Methiant yn / uwch Ferrite Critigol Max Ferrite Argymhellir ar gyfer Maint Grawn
9 (iawn, 15 µm) 8-9% Rhynggroenynnog uwchlaw 8% 7% 8.5 (18 µm) 6-7% Rhynggroenynnog uwchlaw 6-7% 5%
8 (22 µm) 5-6% Rhyng-gronynnog > 5% 4% 7.5 (27 µm) 4-5% Rhyng-gronynnog > 4% 3%
7 (32 µm) 3-4% Rhynggroenynnog dros 3% 2.5% 6.5 (38 µm) 2.5-3% Rhynggroenynnog dros 2.5% 2%
2% 6 (45 µm) 1.5% Intergranular >2%
Argymhellion Ymarferol ar gyfer Gwasanaeth 700 gradd gyda Modd Methiant Trawsryweddol (Hwythell).

Ar gyfer 347 o wresogyddion caeedig gyda chracio ymgripiad trawsgronynnog (mwy o hydwythedd, bywyd hirach) ar ôl 10,000 awr ar 700 gradd, straen cylchyn 50 MPa mae'r gofynion microstrwythurol canlynol yn berthnasol.

Modd Methiant Cripian Dymunol Targed Maint Grawn ASTMTarged Delta Ferrite (%) Triniaeth Wres Angenrheidiol Rhwygo Oes (oriau disgwyliedig)
Trawsgranynnog (hydwythedd gorau) 8.5-9<3 Solution anneal 1,040°C + high Ni (10.5%) 15,000-18,000
Trawsgronynnog (derbyniol) 8-8.5 3-4 Ateb aneliad 1,050 gradd , cemeg confensiynol 12,000-15,000
Cymysg (da ar gyfer rhaglenni amrywiol) 7.5-8 4-5 Ateb aneliad 1,060 gradd 10,000-13,000
rhyngrannog (osgoi)<7 >5 High temperature anneal (>1,080 gradd )<9,000
Postio{0}}Dilysiad Modd Cripio Gwasanaeth

Mae'r dull cracio yn cael ei nodi gan archwiliad metallograffig o adran hydredol ysgythru o'r gwresogydd a weithredir ar 700 gradd. Mae holltau traws-gronynnol yn treiddio trwy'r grawn (syth, acíwt, yn aml heb ganghennog). Mae craciau rhyng-gronynnog (tancog, canghennog) yn ymledu ar hyd ffiniau grawn. Gallwn fesur maint grawn blaenorol a chynnwys ferrite delta ar yr un sampl.

Casgliad: Optimeiddio Maint Grawn a Ferrite ar gyfer Torasgwrn Cripian Hydwyth

Er enghraifft, mae cracio crib o 347 o wainiau gwresogydd dur di-staen ar 700 gradd o dan straen cylchyn 50 MPa ar ôl 10,000 o oriau yn newid o drawsgronynnog (hydwyth, bywyd hirach) i intergranular (bywyd brau, byrrach) pan gyrhaeddir cyfuniad penodol o faint grawn austenite blaenorol a chyfaint delta ferrite ffracsiwn. Gall y deunydd mân-graen (ASTM 8.5, 18 µm) gymryd hyd at 6-7% delta ferrite cyn iddo ddechrau chwalu’n ronynnog. Ar gyfer deunydd graen bras (ASTM 6, 45 µm) mae angen delta ferrite o dan 2% er mwyn osgoi cracio rhyng-gronynnog. Er mwyn sicrhau cracio traws-gronynnol, mwy o hydwythedd a bywyd ymgripiad hirach, ar gyfer gwasanaeth 10,000 awr ar 700 gradd, dylid nodi 347 o wain gyda maint grawn mân (ASTM 8-9) a ferrite delta isel (2-4%). Mae'r fframwaith a gyflwynir yma yn cysylltu maint grawn a chanran ferrite delta â'r trawsnewidiad rhwng dulliau cracio crib traws-gronynnol ac intergranular sy'n caniatáu i brynwyr nodi triniaeth wres a chemeg i wneud y mwyaf o fywyd rupture creep a hydwythedd ar gyfer gwasanaeth tymheredd uchel hirdymor.