Czy stal nierdzewna 304 jest magnetyczna?

/w /przez

Zwykli konsumenci mają pewne nieporozumienia na temat stali nierdzewnej, uważają, że magnetyczna stal nierdzewna nie jest kwalifikowaną stalą nierdzewną 304. Jak wiemy, w zależności od struktury w temperaturze pokojowej, stal nierdzewną można podzielić na austenit, taki jak 201, 304, 321, 316, 310, martenzyt lub żelazo, takie jak 430, 420, 410. Austenity są niemagnetyczne lub słabo magnetyczne a martenzyt lub ferryt są magnetyczne. 304 jest reprezentatywnym gatunkiem austenitycznej stali nierdzewnej, ma doskonałą urabialność, spawalność i odporność na korozję, stanowi 60% światowego zużycia stali nierdzewnej, ogólnie rzecz biorąc, nie jest magnetyczny, ale czasami jest magnetyczny lub słaby magnetyzm powodowany przez wytapianie wahania składu chemicznego lub przetwarzanie, ale nie możemy uważać tego za podróbkę lub niespełniające norm. Jaki jest tego powód?

304 jest metastabilną stalą nierdzewną, jest pojedynczą strukturą austenityczną po stanie wyżarzania, bez magnesu. Segregacja składu wytopowego lub niewłaściwa obróbka cieplna spowoduje powstanie niewielkiej ilości struktury martenzytycznej lub ferrytowej, a więc o słabym magnesie. Dodatkowo, po odkształceniu podczas obróbki na zimno (takim jak tłoczenie, rozciąganie, walcowanie itp.), część struktury austenitu również uległa przemianie fazowej (ogólna mutageneza w martenzyt) i magnetycznej.

Na przykład w tej samej partii taśm stalowych średnica zewnętrzna rury stalowej o średnicy 76 mm nie ma wyraźnego pola magnetycznego, podczas gdy średnica zewnętrzna rury stalowej o średnicy 9,5 mm nie ma wyraźnego pola magnetycznego. Właściwości magnetyczne kwadratowej rury prostokątnej są bardziej oczywiste, ponieważ odkształcenie przy zginaniu na zimno jest większe niż w przypadku rury okrągłej, szczególnie w części zginanej.

Większość zlewów wykonana jest ze stali nierdzewnej 304. Wielu konsumentów ocenia, że jest on wykonany ze stali nierdzewnej klasy 304, w zależności od tego, czy zbiornik na wodę jest magnetyczny, czy nie. Obecnie istnieje wiele rodzajów technologii przetwarzania zlewu, takich jak formowanie spawalnicze, integralne formowanie przez rozciąganie itp., jeśli stosuje się formowanie spawalnicze materiału 304, jest ono zazwyczaj wyżarzane po obróbce płyty, nie będzie magnetyczne ani słabo magnetyczne (ponieważ obróbki powierzchni zlewu); Jedna z form ciągnących zbiornik wody musi przejść kilka etapów rozciągania, ogólnego wyżarzania, a następnie rozciągania (wyżarzanie zwiększa koszt, a 304 nie jest konieczne ponowne wyżarzanie), będzie magnetyczne, to jest bardzo normalne zjawisko.

Gdy w płaszczowym wymienniku ciepła zastosowano mieszek ze stali nierdzewnej

/w /przez

Wymiennik ciepła z rurą mieszkową jest ulepszeniem opartym na wymienniku ciepła z prostą (jasną) rurą. Konstrukcja grzbietu i doliny fali dziedziczy zalety rurowego wymiennika ciepła, takie jak trwałość i bezpieczeństwo, a jednocześnie przezwycięża wady, takie jak słaba zdolność przenoszenia ciepła i łatwe osadzanie się kamienia. Zasadą jest poprawa całkowitego współczynnika przenikania ciepła, tak aby zmniejszyć wymaganą powierzchnię wymiany ciepła, co może zaoszczędzić materiały i zmniejszyć wagę przy tym samym efekcie przenikania ciepła.

Ponieważ korpus mieszka jest przetwarzany przez tłoczenie na zimno jasna rura kęsa, powszechnie uważa się, że korpus miecha można wzmocnić po uformowaniu. Eksperyment stabilności ciśnienia zewnętrznego pokazuje, że niestabilność falistej rury do wymiany ciepła pod ciśnieniem zewnętrznym występuje najpierw na prostym odcinku rury, a rura falista będzie niestabilna tylko wtedy, gdy ciśnienie zewnętrzne będzie nadal rosło. Wskazuje to, że stabilność odcinka falistego jest lepsza niż odcinka prostego i że ciśnienie krytyczne odcinka falistego jest wyższe niż odcinka prostego.

Eksperymenty pokazują, że tętnienie odkształcenia wyboczeniowego wystąpiło w dolinie fali, zwłaszcza w dolinie lokalnej pojedynczej fali, na ogół niestabilność nie więcej niż dwóch dolin jednocześnie, pokazuje, że stabilność grzbietu fali jest lepsza niż w dolinie, ale czasami może się również pojawić odwrotnie, w procesie znakowania na zimno zarówno grubość ścianki, jak i koryta prostego odcinka jest stała, a zimna rura jest faktycznie krótsza.

Istnienie szczytów i dolin fal w mieszkach zwiększa efekt promieniowej konwekcji wymiany ciepła w rurach, jak pokazano na rysunku poniżej:

Konwekcja promieniowa ma duży wpływ na całkowity współczynnik przenikania ciepła, co jest podstawową przyczyną niskiej ceny i lekkości dwururowego wymiennika mieszkowego. Powierzchnia wymiany ciepła rura powierzchnia korpusu mieszka i rury prostej jest duża przy tej samej długości, ale zmiana ta jest znacznie mniejsza niż udział zmiany wartości współczynnika. Można wyraźnie zauważyć, że prędkość przepływu prostej (lekkiej) rury znacznie się zmniejsza, gdy znajduje się ona blisko ścianki rury.

Płaszczowy wymiennik ciepła z mieszkiem może powodować stałą zmianę prędkości i kierunku płynu, tworząc turbulencje w porównaniu z wymiennikiem z prostą rurą, powodując wymianę ciepła ze ścianą, dzięki czemu efekt brzegowy wpływający na przenoszenie ciepła nie będzie już istniał. Całkowity współczynnik przenikania ciepła można zwiększyć 2 ~ 3 razy, a rzeczywista praca może osiągnąć nawet 5 razy, a waga jest niewielka, dlatego cena mieszkowego wymiennika ciepła jest niższa niż wymiennika z rurą prostą wymiennik. Z obliczeń i doświadczenia praktycznego wynika, że całkowity współczynnik przenikania ciepła dla mieszka o grubości 1 mm jest o 10% niższy niż dla mieszka o grubości 0,5 mm. Dane eksploatacyjne setek wymienników mieszkowych pokazują, że grubość ścianki (prawie wszystkie 0,5 mm) jest głównym powodem działania 10 ~ 14 lat bez większych napraw i uszkodzeń.

Ponadto mieszkowy wymiennik ciepła może skutecznie przeciwstawić się uderzeniom uderzenia hydraulicznego. Płaszcz dwururowego płytowego wymiennika ciepła połączony jest za pomocą złącza dylatacyjnego. Jeśli zostanie uderzony uderzeniem wodnym, kompensator zostanie niewłaściwie umiejscowiony. Dzieje się tak zarówno w przypadku wymienników ciepła z mieszkami, jak i rurami prostymi, a odkształcenie płaszcza może spowodować skręcenie rury. Dzieje się tak dlatego, że mieszek ma większy margines rozszerzalności, margines odkształcenia sprężystego jest duży podczas odkształcania, co oznacza, że w tym przypadku odporność na niestabilność jest duża. W każdym razie, w trakcie instalacji, aby uniknąć uderzenia wodnego, można zastosować zawór kątowy, wyłącznik opóźniający i inne środki.

Zalety wymiennika ciepła z mieszkiem ze stali nierdzewnej

  • Wysoka wydajność wymiany ciepła

Specjalna konstrukcja mieszków z grzebieniem i rynną umożliwia przepływ płynu w wyniku ciągłych mutacji wewnętrznej i zewnętrznej części rury, tworząc silną turbulencję. Nawet przy bardzo małym natężeniu przepływu płyn może powodować silne zaburzenia wewnątrz i na zewnątrz rury, co znacznie poprawia współczynnik przenikania ciepła przez rurę wymiennika ciepła. Współczynnik przenikania ciepła jest 2-3 razy wyższy niż w przypadku tradycyjnego rurowego wymiennika ciepła.

  • Bez skalowania i blokowania

Medium wewnątrz i na zewnątrz mieszka jest zawsze w stanie silnie turbulentnym, co sprawia, że cząstki stałe w ośrodku są trudne do osadzania kamienia; Z drugiej strony, pod wpływem różnicy temperatur ośrodka powstaną ślady odkształcenia związanego z rozszerzaniem osiowym, krzywizna będzie się często zmieniać, rura wymiany brudu i ciepła będzie wytwarzać dużą siłę ciągnącą, nawet jeśli będzie spokój kamienia, dlatego pęknie wyłącza się automatycznie, dzięki czemu wymiennik ciepła zawsze utrzymuje trwałą i lepszą wydajność wymiany ciepła.

  • Automatyczna kompensacja

Specjalna konstrukcja i kształt mieszka może skutecznie zmniejszyć naprężenia termiczne w warunkach podgrzewania bez dodawania kompensatorów, upraszczając w ten sposób strukturę produktów i poprawiając niezawodność produktów.

  • Długa żywotność

Zwiększona jest zdolność rozszerzania osiowego, co skutecznie zmniejsza naprężenia spowodowane różnicą temperatur i może dostosować się do dużej różnicy temperatur i zmian ciśnienia, dzięki czemu nie będzie wycieków spowodowanych pęknięciem wylotu rury. Połączenie pomiędzy przegrodą a mieszkiem wydłuża żywotność wymiennika ciepła.

 

Stal nierdzewna 304 VS 403

/w /przez

Gatunki 304 i 430 są powszechnie stosowanymi materiałami ze stali nierdzewnej. Stal nierdzewna 304 to ogólny rodzaj austenitycznej stali nierdzewnej chromowo-niklowej, o gęstości 7,93 g/cm3, znanej również jako stal nierdzewna 18/8, to seria 300 stali nierdzewnej jest najczęściej stosowaną stalą. Może wytrzymać wysoką temperaturę 800 ℃, ma dobrą wydajność przetwarzania i wytrzymałość, szeroko stosowane w wymaganiach dobrej kompleksowej wydajności (odporność na korozję i formowanie) sprzętu i części. 304L to niskoemisyjna wersja 304, która nie wymaga wyżarzania po spawaniu, dlatego jest szeroko stosowana do części o grubej grubości (około 5 mm i więcej). Wyższą zawartość węgla w 304H można stosować w wysokich temperaturach. Struktura wyżarzonego austenitu zapewnia również tym gatunkom doskonałą wytrzymałość, nawet w niskich temperaturach ujemnych.

Niskowęglowa, wysokochromowa 430 jest jedną z najpopularniejszych ferrytycznych stali nierdzewnych, ma dobrą odporność na korozję, znaną również jako 18/0 lub 18-0, jest jedną z serii 400 stali nierdzewnych. Można go lekko wzmocnić poprzez obróbkę na zimno, ale wytrzymałość w niskich temperaturach jest słaba i generalnie nie można go utwardzić przez obróbkę cieplną. Jego przewodność cieplna jest lepsza niż austenitu, współczynnik rozszerzalności cieplnej jest mniejszy niż austenitu, odporność na zmęczenie cieplne, dodatek tytanu jako elementu stabilizującego sprawia, że szew spawalniczy ma dobre właściwości mechaniczne, może być stosowany do dekoracji budynków, części palników paliwowych , sprzęt AGD, części do AGD. 430F to rodzaj stali o właściwościach swobodnego skrawania stali 430, stosowany głównie do tokarek automatycznych, śrub i nakrętek itp. 430LX dodaje Ti lub Nb do stali 430, zmniejsza zawartość C oraz poprawia wydajność przetwarzania i wydajność spawania. Stosowany jest głównie do zbiorników ciepłej wody, systemów wody grzewczej, urządzeń sanitarnych, sprzętu gospodarstwa domowego, kół zamachowych rowerów itp.

 

Zgodnie z ASTM A240 - Specyfikacje płyt, arkuszy i taśm ze stali nierdzewnej chromowej i chromowo-niklowej do zbiorników ciśnieniowych i zastosowań ogólnych, stal nierdzewna 430 powinna zawierać mniej niż 0,12% węgla, pomiędzy 16-18% chromu i mniej niż 0,75% niklu, różnica między 304 a 430, jak pokazano w poniższej tabeli:

Porównanie składu chemicznego 

UNS C Mn P S Si Kr Ni Pon
S30400 0.07 2.00 0.045 0.03 0.75 17.5-19.5 8.0-10.5 /
S43000 0.12 1,00 0.04 0.03 1.00 16.0-18.0 0.75 /

 

Porównanie właściwości mechanicznych

Klas Granica plastyczności, Mpa Wytrzymałość na rozciąganie, Mpa Wydłużenie w 2 /50mm, min, % Twardość, HBW
304 205 515 40 183
403 205 450 22 201

 

Podsumowując, różnią się one głównie następującymi elementami:

  • Odporność na korozję: Odporność na korozję stali nierdzewnej 304 jest lepsza niż 430. Ponieważ stal nierdzewna 430 zawiera chrom 16,00-18,00%, zasadniczo nie zawiera niklu, stal nierdzewna 304 zawiera więcej chromu i niklu;
  • Stabilność: stal nierdzewna 430 jest w formie ferrytu, stal nierdzewna 304 jest austenitem, bardziej stabilna niż stal nierdzewna 430;
  • Wytrzymałość: Wytrzymałość stali nierdzewnej 304 jest wyższa niż stali nierdzewnej 430;
  • Przewodność cieplna: Przewodność cieplna ferrytowej stali nierdzewnej 430 jest podobna do stali nierdzewnej 304;
  • Właściwości mechaniczne: Właściwości mechaniczne szwu spawalniczego stali nierdzewnej 430 w porównaniu ze stalą nierdzewną 304 są lepsze ze względu na dodatek stabilnego pierwiastka chemicznego, tytanu.

Jak azot wpływa na stal nierdzewną 316LN?

/w /przez

316LN to wersja oparta na dodatku azotu Stal 316L (0,06% ~ 0,08%), dzięki czemu ma takie same właściwości jak 316L, został wykorzystany do produkcji wysokotemperaturowych elementów konstrukcyjnych w reaktorze szybkiego powielania (FBRS). Zmniejszenie zawartości węgla znacznie zmniejsza podatność na pękanie korozyjne naprężeniowe w wyniku spawania w późniejszych środowiskach korozyjnych. Najważniejszymi czynnikami branymi pod uwagę w przypadku komponentów FBRS są pełzanie, zmęczenie niskocyklowe i interakcja między zmęczeniem pełzającym. Wytrzymałość w wysokiej temperaturze Stal nierdzewna 316L można ulepszyć do stali nierdzewnej 316 poprzez dodanie stopu 0,06% ~ 0,08% N. W tym artykule omówiony zostanie wpływ zawartości azotu wyższej niż 0,08% na właściwości mechaniczne stali nierdzewnej 316L w wysokiej temperaturze.

 

Skład chemiczny stali nierdzewnej 316LN

Piec N C Mn Kr Pon Ni Si S P Fe
Standardy 0.06-0.22 0.02-0.03 1.6-2.0 17-18 2.3-2.5 12.0-12.5 ≤0,5 ≤0,01 ≤0,03 –
1 0.07 0.027 1,7 17.53 2.49 12.2 0.22 0.0055 0.013 –
2 0.11 0.033 1.78 17.63 2.51 12.27 0.21 0.0055 0.015 –
3 0.14 0.025 1.74 17.57 2.53 12.15 0.20 0.0041 0.017 –
4 0.22 0.028 1.70 17.57 2.54 12.36 0.20 0.0055 0.018 –

Te cztery partie stali nierdzewnej 316LN o zawartości azotu 0,07%, 0,11%, 0,14% i 0,22% oraz zawartości węgla 0,03% zostały przetestowane w celu zbadania wpływu azotu na rozciąganie, pełzanie, zmęczenie niskocyklowe i pełzanie -właściwości zmęczeniowe stali nierdzewnej 316LN. Celem tego eksperymentu jest znalezienie optymalnej zawartości azotu, aby uzyskać najlepszą kombinację właściwości rozciągania, pełzania i zmęczenia niskocyklowego. Wyniki eksperymentów pokazują, że azot może poprawić wytrzymałość na rozciąganie, pełzanie i wytrzymałość zmęczeniową austenitycznych stali nierdzewnych. Przyczyny wzrostu wytrzymałości obejmują poprawę roztworu, zmniejszoną energię błędu układania (SFE), utwardzanie wydzieleniowe, tworzenie kompozytów (międzywęzłowych substancji rozpuszczonych), segregację atomową i uporządkowane utwardzanie. Ze względu na różne właściwości wymiany elektronów rozpuszczony azot w austenitycznej stali nierdzewnej ma większą objętość ekspansji niż węgiel.

Oprócz elastycznego oddziaływania pomiędzy azotem i dyslokacją, na wytrzymałość wpływa również elektrostatyczne interakcja międzymiąższowej dyslokacji. Jądra dyslokacji charakteryzują się brakiem wolnych elektronów, co oznacza, że mają ładunek dodatni. Atomy azotu w austenitycznych stalach nierdzewnych są naładowane ujemnie ze względu na położenie wolnych elektronów w pobliżu atomów azotu i oddziaływanie elektrostatyczne pomiędzy dyslokacjami a atomami azotu.

Efektywna energia wiązania pomiędzy atomem azotu a dyslokacją wzrasta wraz ze wzrostem zawartości azotu w stali austenitycznej, lecz w przypadku węgla korelacja nie jest oczywista. W stalach austenitycznych azot śródmiąższowy oddziałuje z pierwiastkami podstawnikowymi i ma tendencję do tworzenia składów atomowych międzypodstawnikowych. Związek łatwo wiąże się z pierwiastkami na lewo od Fe w układzie okresowym, takimi jak Mn, Cr, Ti i V. Istnieje silna korelacja pomiędzy właściwościami wiązań międzyatomowych (tj. orientacją i dezorientacją) a bliskością sąsiadujących ze sobą atomy w wieloskładnikowym układzie stopowym. Wiązanie między atomami metali ułatwia uporządkowanie krótkiego zasięgu, czyli wiązanie atomów różnych pierwiastków. Polaryzacja międzyatomowa ułatwia wymianę elektronów kowalencyjnych, czyli wiązanie między atomami tego samego pierwiastka. Węgiel sprzyja agregacji atomów podstawieniowych w stałym roztworze na bazie żelaza, podczas gdy azot ułatwia uporządkowanie krótkiego zasięgu.

Ogólnie rzecz biorąc, granica plastyczności (YS) i wytrzymałość na rozciąganie (UTS). 316L stal nierdzewną znacznie udoskonalono poprzez dodanie azotu o stężeniu 0,07% ~ 0,22%. Wzrost wytrzymałości zaobserwowano we wszystkich testach w zakresie temperatur 300 ~ 1123K. Zaobserwowano dynamiczne starzenie odkształceniowe w ograniczonym zakresie temperatur. Zakres temperatur dynamicznego starzenia odkształceniowego (DSA) zmniejsza się wraz ze wzrostem zawartości azotu.