Sebagai pemasok UNS S31703, saya sering ditanya tentang perilaku penuaan paduan baja stainless khusus ini. Memahami perilaku penuaan sangat penting untuk aplikasi yang tepat, karena dapat secara signifikan mempengaruhi sifat mekanik dan korosi material.
UNS S31703 adalah molibdenum - membawa baja tahan karat austenitik yang termasuk dalam seri 300. Ia dikenal karena ketahanan korosi yang sangat baik, terutama di lingkungan yang mengandung ion klorida, dan sifat mekanik yang baik di kedua ruangan dan suhu tinggi. Perilaku penuaan UNS S31703 terutama mengacu pada perubahan dalam struktur mikro dan sifatnya ketika terpapar pada kondisi suhu dan waktu tertentu.
Perubahan mikrostruktur selama penuaan
Ketika UNS S31703 berusia, beberapa perubahan mikrostruktur dapat terjadi. Salah satu perubahan paling signifikan adalah presipitasi fase sekunder. Dalam kasus paduan ini, presipitasi fase sigma ((\ sigma)) adalah fenomena umum selama penuaan pada suhu menengah, biasanya dalam kisaran 600 - 900 ° C. Fase sigma adalah senyawa intermetalik yang mengandung konsentrasi kromium dan molibdenum yang tinggi. Curah hujannya adalah hasil dari difusi jangka panjang dari elemen paduan dalam matriks austenitik.
Pembentukan fase sigma dapat memiliki efek positif dan negatif pada sifat UNS S31703. Di satu sisi, dalam beberapa kasus, sejumlah kecil fase sigma dapat meningkatkan kekuatan paduan dengan bertindak sebagai agen penguat. Partikel -partikel fase sigma yang disebarkan halus dapat menghambat pergerakan dislokasi, yang merupakan mekanisme utama deformasi plastik pada logam. Ini menghasilkan peningkatan kekuatan luluh dan kekuatan tarik utama material.
Di sisi lain, presipitasi fase sigma yang berlebihan dapat merugikan. Fase sigma keras dan rapuh, dan kehadirannya dapat menyebabkan pengurangan yang signifikan dalam daktilitas dan ketangguhan paduan. Retakan dapat dengan mudah memulai dan merambat di sepanjang batas partikel fase sigma, meningkatkan kerentanan bahan terhadap fraktur rapuh. Selain itu, presipitasi fase sigma menghabiskan matriks austenitik di sekitarnya kromium dan molibdenum. Karena kromium dan molibdenum adalah elemen kunci yang bertanggung jawab untuk ketahanan korosi stainless steel, penipisan ini dapat menyebabkan penurunan resistensi korosi paduan, terutama di lingkungan di mana pitting dan celah korosi menjadi perhatian.
Pengendapan lain yang mungkin selama penuaan adalah pembentukan karbida. Di UNS S31703, Chromium carbides ((M_ {23} C_6)) dapat mengendapkan pada batas butir ketika paduan berusia pada suhu dalam kisaran 450 - 850 ° C. Mirip dengan fase sigma, presipitasi karbida juga dapat menyebabkan penurunan resistensi korosi. Pengendapan kromium karbida pada batas butir menghabiskan daerah kromium yang berdekatan, menciptakan area dengan kandungan kromium yang lebih rendah. Daerah -daerah ini lebih rentan terhadap korosi, yang mengarah ke fenomena yang dikenal sebagai korosi intergranular.
Efek penuaan pada sifat mekanik
Proses penuaan memiliki dampak mendalam pada sifat mekanik UNS S31703. Seperti yang disebutkan sebelumnya, presipitasi fase sekunder seperti fase sigma dan karbida dapat mengubah kekuatan, keuletan, dan ketangguhan paduan.
Kekuatan paduan umumnya meningkat dengan penuaan, terutama ketika sejumlah kecil fase penguatan terbentuk. Misalnya, pada tahap awal penuaan pada suhu menengah, kekuatan luluh dan kekuatan tarik utama dapat menunjukkan sedikit peningkatan karena efek pengerasan curah hujan. Namun, ketika waktu penuaan meningkat atau suhu dinaikkan lebih jauh, keuletan dan ketangguhan paduan mulai memburuk dengan cepat.
Pengurangan daktilitas dapat diukur dengan parameter seperti perpanjangan dan pengurangan area. Penurunan nilai -nilai ini menunjukkan bahwa material menjadi kurang mampu merusak secara plastis sebelum fraktur. Ketangguhan paduan, yang terkait dengan kemampuannya untuk menyerap energi selama deformasi, juga berkurang. Ini sering dievaluasi menggunakan tes dampak, seperti uji Charpy V - Notch. Nilai energi dampak yang lebih rendah setelah penuaan menunjukkan bahwa paduan itu lebih rapuh dan lebih mungkin gagal tiba -tiba di bawah pemuatan dampak.
Efek penuaan pada resistensi korosi
Resistensi korosi adalah salah satu sifat terpenting dari UNS S31703, dan penuaan dapat memiliki dampak yang signifikan terhadapnya. Pengendapan fase sekunder, khususnya fase sigma dan karbida, dapat menyebabkan penurunan resistensi paduan terhadap berbagai bentuk korosi.
Dalam hal pitting korosi, penipisan kromium dan molibdenum dalam matriks austenitik karena presipitasi fase sigma dan karbida membuat bahan lebih rentan terhadap inisiasi lubang. Ion klorida di lingkungan dapat menyerang daerah dengan kromium rendah dan kandungan molibdenum, yang mengarah ke pembentukan lubang atau lubang kecil di permukaan paduan. Setelah lubang terbentuk, mereka dapat merambat lebih lanjut, menyebabkan kerusakan yang lebih parah pada material.
Korosi celah juga dipengaruhi oleh penuaan. Dalam celah, seperti yang terbentuk antara dua permukaan logam dalam kontak atau di bawah gasket, kondisinya lebih menguntungkan untuk pengembangan korosi. Penipisan elemen paduan karena presipitasi fase sekunder dapat mempercepat proses korosi celah. Paduan menjadi kurang mampu untuk menyumbat di area ini, dan laju korosi dapat meningkat secara signifikan.
Korosi intergranular, seperti yang disebutkan sebelumnya, terkait erat dengan presipitasi kromium karbida pada batas butir. Ketika paduan terpapar pada kisaran suhu di mana curah hujan karbida terjadi, penipisan kromium pada batas butir membuat daerah ini lebih anodik dibandingkan dengan sebagian besar bahan. Ini menciptakan sel galvanik, dan batas butir lebih disukai terkorosi, yang mengarah pada pemisahan biji -bijian dan hilangnya integritas struktural.
Perbandingan dengan paduan stainless - baja lainnya
Untuk lebih memahami perilaku penuaan S31703, penting untuk membandingkannya dengan paduan baja stainless lainnya. Misalnya,Stainless Steel 347 / UNS S34700 / 1.4550adalah stainless steel austenitic lainnya. Sementara PBB S31703 dan UNS S34700 memiliki resistensi korosi yang baik, perilaku penuaan mereka berbeda. UNS S34700 mengandung niobium, yang dapat membentuk niobium karbida, bukan kromium karbida selama penuaan. Ini mengurangi risiko korosi intergranular dibandingkan dengan UNS S31703.
Stainless Steel 316ln / UNS S31653 / 1.4406, 1.4429juga merupakan stainless steel austenitic yang populer. Ini memiliki kandungan molibdenum yang lebih rendah dibandingkan dengan UNS S31703. Kandungan molibdenum yang lebih rendah berarti bahwa presipitasi fase sigma pada 316ln mungkin kurang parah selama penuaan. Namun, resistensi korosi keseluruhannya, terutama di lingkungan yang mengandung klorida, umumnya lebih rendah dari UNS S31703.
Stainless Steel 17 - 4ph / US S17400 / 1.4542adalah presipitasi - pengerasan stainless steel. Perilaku penuaannya terutama difokuskan pada presipitasi fase tembaga - kaya untuk penguatan. Sebaliknya, penuaan PBB S31703 lebih terkait dengan presipitasi senyawa dan karbida intermetalik, yang memiliki efek berbeda pada sifat -sifat paduan.
Mengontrol perilaku penuaan
Untuk memastikan kinerja optimal PBB S31703, perlu untuk mengendalikan perilaku penuaan. Salah satu caranya adalah dengan hati -hati memilih parameter perawatan panas. Misalnya, pendinginan cepat setelah anil larutan dapat mencegah atau meminimalkan presipitasi fase sekunder selama penggunaan berikutnya. Solusi anil adalah proses perawatan panas di mana paduan dipanaskan hingga suhu tinggi (biasanya di atas 1050 ° C) untuk melarutkan semua fase sekunder dan kemudian didinginkan dengan cepat untuk mempertahankan struktur austenitik fase tunggal.
Pendekatan lain adalah menyesuaikan komposisi paduan. Dengan mengontrol kandungan elemen paduan seperti kromium, molibdenum, dan karbon, kecenderungan presipitasi fase sekunder dapat dikurangi. Misalnya, mengurangi kandungan karbon dapat meminimalkan pembentukan kromium karbida, sementara mengoptimalkan kandungan molibdenum dapat menyeimbangkan efek penguatan dan risiko presipitasi fase sigma.
Kesimpulan
Sebagai kesimpulan, perilaku penuaan UNS S31703 adalah fenomena kompleks yang melibatkan perubahan mikrostruktur, seperti presipitasi fase sekunder seperti fase sigma dan karbida. Perubahan ini dapat memiliki efek signifikan pada sifat mekanik dan korosi - resisten dari paduan. Sementara beberapa tingkat penuaan dapat menyebabkan peningkatan kekuatan, penuaan yang berlebihan dapat menyebabkan penurunan daktilitas, ketangguhan, dan resistensi korosi.
Sebagai pemasok UNS S31703, kami memahami pentingnya properti ini bagi pelanggan kami. Kami berkomitmen untuk menyediakan produk UNS S31703 yang berkualitas tinggi dengan perilaku penuaan yang terkontrol. Jika Anda tertarik dengan produk UNS S31703 kami atau memiliki pertanyaan tentang aplikasi dan propertinya, jangan ragu untuk menghubungi kami untuk pengadaan dan diskusi lebih lanjut.
Referensi
- Buku Pegangan ASM, Volume 3: Diagram fase paduan.
- "Korosi Resistance of Stainless Steels" oleh R. Winston Revie.
- "Prinsip Metalurgi Fisik" oleh Robert W. Cahn dan Peter Haasen.
