Высокопрочная нержавеющая сталь, используемая в самолетах.

/в /от

Мы обычно называем предел текучести выше 800 МПа, предел текучести выше 500 МПа, нержавеющую сталь - высокопрочную нержавеющую сталь, предел текучести выше 1380 МПа - нержавеющую сталь сверхвысокой прочности. Развитие авиационной промышленности доказало, что улучшение характеристик самолетов и авиадвигателей во многом зависит от металлических материалов. Из-за высокой прочности, высокой ударной вязкости, высокой стойкости к коррозионному растрескиванию под напряжением и хорошей ударопрочности стали до сих пор используются некоторые ключевые конструктивные компоненты самолетов, такие как шасси, балка, соединения, подвергающиеся высоким нагрузкам, крепежные детали и другая высокопрочная нержавеющая сталь.

Высокопрочная нержавеющая сталь в основном включает мартенситную дисперсионно-твердеющую нержавеющую сталь и полуаустенитную дисперсионно-твердеющую нержавеющую сталь. Прочность мартенситно-дисперсионно-твердеющей нержавеющей стали достигается за счет мартенситного преобразования и дисперсионно-твердеющей обработки, преимуществом является высокая прочность, в то же время из-за низкого содержания углерода, высокого содержания хрома, высокого содержания молибдена и/или высокого содержания меди ее коррозионная стойкость, как правило, невелика. аустенитная нержавеющая сталь менее 18Cr-8Ni; Свободная резка, хорошая свариваемость, не требуется местный отжиг после сварки, процесс термообработки относительно прост. Основным недостатком является то, что даже в отожженном состоянии его структура все еще представляет собой низкоуглеродистый мартенсит, поэтому трудно провести глубокую деформационную холодную обработку. Типичная марка стали 17-4PH и PH13-8Mo, используемый для производства высокопрочных коррозионно-стойких компонентов подшипников, таких как детали подшипников двигателя, крепежные детали и т. д., работающих при 400 ℃. PH13-8Mo широко используется в авиационных подшипниках, устойчивых к коррозии и среднетемпературных конструкционных деталях.

Полуаустенитную дисперсионно-твердеющую нержавеющую сталь можно подвергать механической обработке, холодной деформации и сварке в аустенитном состоянии, а затем мартенситное превращение и дисперсионное твердение можно контролировать, регулируя старение для получения различной прочности и координации ударной вязкости. Сталь обладает хорошей коррозионной стойкостью и термической прочностью, особенно стойкостью к коррозии под напряжением, и особенно подходит для изготовления деталей, используемых при температуре ниже 540 ℃. Недостаток заключается в том, что процесс термообработки сложен, требования к контролю температуры термообработки очень точны (± 5 ℃); Склонность стали к наклепу велика, и для глубокой деформационной холодной обработки часто требуется много времени промежуточного отжига. Типичные оценки 17-7PH, PH15-7Mo и т. д. Этот вид стали в основном используется в авиационной промышленности для работы при температуре 400 ℃ ниже коррозионной несущей конструкции, такой как все виды труб, трубные соединения, пружины, крепежные детали и т. д.

 

Шасси самолета

Материалами, используемыми для изготовления шасси самолета, являются 30CrMnSiNi2A, 4340, 300M, Aermet100 и другие шасси самолетов, а крепежные детали с более высокими требованиями в основном изготавливаются из дисперсионно-твердеющей нержавеющей стали, такой как 17-4PH для шасси самолета F-15, 15-5pH для шасси самолета B-767. Сталь РН13-8мо может заменить сталь 17-4ПХ. 15-5PH, 17-7PH, PH15-7Mo и других сталей из-за их лучшей стойкости к коррозии под напряжением, чем дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь той же марки.

Плоский подшипник

Немецкая компания FAG разработала мартенситную нержавеющую сталь с добавлением азота Cronidur30 (0,31%C-0,38%N-15% Cr-L %Mo), которую производят методом PESR электрошлакового переплава в атмосфере азота под высоким давлением. Это полностью закаленная жаропрочная нержавеющая сталь с высоким содержанием азота, которая более устойчива к коррозии, чем SUS440. Он не подходит для высоких значений DN (D: внутренний диаметр подшипника/мм, N: оборот вала/арин) из-за своих характеристик типа полной закалки, тот же Cronidur30 может удовлетворять остаточному напряжению сжатия и значению вязкости разрушения DN4 миллиона при в то же время посредством высокочастотной закалки. Но температура отпуска ниже 150℃ не выдерживает повышения температуры подшипников, вызванного тепловым ударом после остановки двигателя.

Несущие элементы конструкции самолета

Высокопрочная нержавеющая сталь в несущей конструкции самолета в основном используется 15-5PH, 17-4PH, PH13-8Mo и т. д., включая защелку крышки люка, высокопрочный болт, пружину и другие детали. В гражданских самолетах для лонжеронов крыла используется такая высокопрочная нержавеющая сталь, как сталь 15-5PH для лонжеронов крыла Boeing 737-600; Крыло типа А340-300 SPAR из стали PH13-8Mo. Ph13-8Mo используется для деталей, требующих высокой прочности и ударной вязкости, особенно для поперечных характеристик, таких как шпангоуты фюзеляжа. Совсем недавно Custom465 был протестирован на предмет повышенной прочности и устойчивости к коррозии под напряжением. Custom465 была разработана компанией Carpenter на основе Custom450 и Custom455 для изготовления направляющих закрылков, направляющих предкрылков самолетов, трансмиссий, опор двигателей и т. д. В настоящее время сталь включена в технические спецификации MMPDS-02, AMS5936 и ASTM A564. Высокопрочная нержавеющая сталь HSL180 (0,21C-12,5Cr-1,0Ni-15,5Co-2,0Mo) используется для изготовления конструкции самолета, которая имеет ту же прочность 1800 МПа, что и низколегированная сталь, такая как 4340, и такую же коррозионную стойкость и вязкость. как дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь, такая как SUS630.

 

Почему дуплексная нержавеющая сталь используется в системах водяного охлаждения атомных электростанций?

/в /от

Ядерная энергетика, являясь экологически чистым источником энергии, вносит основной вклад в сокращение выбросов углекислого газа во всем мире. Система трубопроводов охлаждающей воды является залогом безопасной эксплуатации атомной электростанции. Он состоит из тысяч футов труб разного диаметра и размера. Обеспечивает надежную подачу воды для охлаждения оборудования завода. Небезопасная трубопроводная система должна обеспечивать достаточное количество охлаждающей воды для охлаждения станции, в то время как система безопасности должна обеспечивать достаточное количество охлаждающей воды, чтобы поставить реактор под контроль и безопасно остановить его в случае чрезвычайной ситуации.

Эти материалы труб должны быть устойчивы к коррозии охлаждающей воды на протяжении всего срока службы оборудования. В зависимости от местоположения завода тип охлаждающей воды может варьироваться от относительно чистой пресной воды до загрязненной морской воды. Опыт показал, что по мере старения систем могут возникать различные проблемы с коррозией и разной степенью коррозии, которые повреждают систему и не позволяют ей обеспечивать необходимую охлаждающую воду.

Проблемы с трубопроводами охлаждающей воды часто связаны с материалами и их взаимодействием с охлаждающей водой. Утечки из-за загрязнения (засорения) и коррозия системы являются наиболее распространенными проблемами, включая накопление отложений, морское биологическое присоединение (биологическое обрастание), накопление продуктов коррозии и закупорку посторонних веществ. Утечка обычно вызвана микробной коррозией (MIC), которая представляет собой очень агрессивную коррозию, вызываемую определенными микроорганизмами в воде. Эта форма коррозии часто возникает в углеродистой стали и низколегированной нержавеющей стали.

Нержавеющая сталь уже давно считается жизнеспособным вариантом для строительства новых систем водоснабжения, а также для ремонта или замены существующих систем из углеродистой стали. Нержавеющая сталь, обычно используемая в решениях по модернизации трубопроводов, — это нержавеющая сталь 304L, 316L или 6%-Mo. Нержавеющая сталь 316L и 6% Mo имеют большие различия в характеристиках и цене. Если охлаждающей средой является неочищенная вода, которая обладает высокой коррозионной активностью и несет в себе риск микробной коррозии, марки 304L и 316L не подходят. В результате атомным станциям пришлось перейти на нержавеющую сталь 6%-Mo или смириться с высокими затратами на техническое обслуживание систем из углеродистой стали. На некоторых атомных электростанциях до сих пор используются облицовочные трубы из углеродистой стали из-за более низкой первоначальной стоимости. Согласно ASTM A240, системы трубопроводов промышленного водоснабжения часто изготавливаются из нержавеющей стали, как показано ниже:

Оценки УНС С Н Кр Ни Мо Cu
304Л S30403 0.03 / 18.0-20.0 8.0-12.0 / /
316Л S31603 0.03 / 16.0-18.0 10.0-14.0 2.0-3.0 /
61ТП3ТМо N08367 0.03 0.18-0.25 20.0-22.0 23.0-25.0 6.0-7.0 0.75
2205 S32205 0.03 0.14-0.2 22.0-23.0 4.5-6.5 3.0-3.5 /

Дуплексная нержавеющая сталь 2205 оказалась отличным выбором. Атомная электростанция Duke Power Catawba в Южной Каролине является первой атомной электростанцией, в своих системах которой используется двухфазная нержавеющая сталь 2205 (UNS S32205). Эта марка содержит примерно 3,2% молибдена и обладает улучшенной коррозионной стойкостью и значительно лучшей устойчивостью к микробной коррозии, чем нержавеющие стали 304L и 316L.

Облицовочные трубы из углеродистой стали на надземной части трубопроводной системы, подающей подаваемую воду в градирню главного конденсатора, были заменены трубами из дуплексной нержавеющей стали 2205.

Новая замена 2205 Дуплексная труба из нержавеющей стали установлена в 2002 году. Длина трубы 60 метров, диаметр 76,2 см и 91,4 см, толщина стенки трубы 0,95 см. Система соответствует стандарту ASME B31.1 Power Piping, который является одним из правил безопасного использования трубопроводных систем электростанций и широко используется в мире. После 500 дней эксплуатации система была тщательно проверена. При осмотре не было обнаружено накипи и коррозии. Дуплексная нержавеющая сталь 2205 показала себя очень хорошо. Трубы из нержавеющей стали 2205 работают хорошо уже более десяти лет с момента установки. Основываясь на этом опыте, Duke Power использовала Дуплексные трубы из нержавеющей стали 2205 в других частях своей системы.

Внутренняя часть трубы 2205 после 500 дней использования.

 

У проектировщиков водяных систем атомных электростанций теперь есть еще один вариант выбора материалов трубопроводов для коррозионностойкой охлаждающей воды. Успешное применение дуплексной нержавеющей стали 2205 позволяет снизить затраты на техническое обслуживание, сократить время простоев и обеспечить безопасность эксплуатации атомных электростанций.

Что такое ДСС?

/в /от

DSS, аббревиатура дуплексной нержавеющей стали, представляет собой классификацию нержавеющих сталей, состоящую из двух сталей, центральная из которых состоит либо из аустенитизированной стали, либо из железа. Они также известны как дуплексные стали, поскольку их химическая структура состоит из двух отдельных фаз, каждая из которых обычно представлена соответственно мартенситом. Эти стали очень полезны в тех случаях, когда требуется чрезвычайная прочность, поскольку две фазы можно применять вместе при высоких температурах и давлениях. Дуплексная нержавеющая сталь способна получить достаточную твердость как в аустенитной, так и в мартенситной фазах благодаря наличию значительных количеств остаточного аустенита. Обычно используемые марки DSS: S31803, S32750 и SS32550.

Дуплексные марки нержавеющей стали

Тип УНС Швеция Немецкий Франция Япония
Низколегированный UN23 (SAF2304) СС232 (САФ2304) Номер W.1.4362 УР35Н ДП11
Средний сплав УНС С31500

УНС S31803

 СС2376(3РЕ60)

СС2377(САФ2205)

 W.Nr.1.4417

Номер W.1.4462

 УР45Н ДП1

ДП8
Высоколегированный УНС S32900

УНС S31260

 СС2324(10РЕ51) W.Nr.1.4460

W.Nr.1.4501

   329J1

329J2L
Супер дуплекс УНС S32750

УНС S32550

 СС2328(САФ2507) W.Nr.1.4410

W.Nr.1.4507

 УР47Н+

УР52Н+

  

 

Помимо самого сплава, еще одним важным фактором, способствующим его коррозионной стойкости, является содержание никеля. Никель обычно содержится в более высоких процентных количествах в большинстве сплавов, что делает его чрезвычайно полезным компонентом. По сравнению с никелем, который часто используется в высокопроизводительных сплавах из-за его электропроводности и способности образовывать сплавы хорошего качества, никель не так часто используется при производстве высококачественной дуплексной нержавеющей стали. Одним из наиболее интересных аспектов никелевых сплавов является их коррозионная стойкость, что делает их лучшей альтернативой высокопроизводительным материалам. При смешивании со сталью никель образует более стабильный сплав, что может повысить его износостойкость и механическую прочность.

Еще одним важным свойством этого сплава является его высокая устойчивость к тепловому расширению. Он демонстрирует высокий уровень сопротивления термическому расширению, несмотря на способность к расширению аустенитных нержавеющих сталей, благодаря своим превосходным механическим свойствам. Это свойство обеспечивает отличную защиту от коррозии, особенно во время цикла закалки/удаления пятен. Превосходная коррозионная стойкость дуплексной нержавеющей стали позволяет ей противостоять широкому спектру химикатов. Он также имеет высокий уровень устойчивости к маслу, жиру и другим жидкостям с высоким уровнем вязкости.

Помимо вышеперечисленных особенностей, дуплексная нержавеющая сталь также популярна благодаря своей высокой прочности и долговечности. Его высокая прочность до 300 кг стала возможной благодаря возможности использования двунаправленных валков с оправкой. Он состоит из твердого углеродного волокна, свернутого в полосы, которые переплетаются с обеих сторон и формируются в стержень с помощью оправки. Еще одна особенность, которая делает его отличным сплавом, заключается в том, что его поверхность совершенно гладкая, без выступов.

Одним из наиболее важных факторов, влияющих на долговечность дуплексных нержавеющих сталей, является их низкий уровень устойчивости к питтинговой коррозии. Эти стали характеризуются низкой скоростью образования кристаллических зерен внутри горячего сплава. Их можно использовать для строительства как крупных, так и небольших сооружений в различных отраслях промышленности. Благодаря устойчивости к кристаллическим зернам они высоко ценятся в строительной отрасли.

Механические свойства дуплексной нержавеющей стали обладают рядом преимуществ, которые делают ее отличным выбором для широкого спектра применений. Эти свойства позволяют использовать эти стали для различных применений, включая изготовление компонентов точного машиностроения, теплообменников и изготовление листового металла. Некоторые другие важные свойства этого типа сплава включают высокую термостойкость, низкую плотность и отличную коррозионную стойкость. Они также обладают рядом механических свойств, которые влияют на общие свойства сплава. К ним относятся исключительная твердость, ударная вязкость, химическая стойкость и сопротивление ползучести.

Никелевые аустенитные марки нержавеющей стали

/в /от

Никель, как известно, является дорогим легирующим элементом и необходим в некоторых областях применения, где требуется как стойкость к коррозии под напряжением, так и аустенитная структура. Например, сопротивление ползучести важно в высокотемпературных средах, где аустенитные нержавеющая сталь необходимы. Подобно традиционным аустенитным нержавеющим сталям, граница двойников является важной особенностью аустенитных нержавеющих сталей с высоким содержанием никеля из-за более низкой энергии дефекта упаковки. Аустенитные нержавеющие стали склонны к коррозионному растрескиванию под напряжением (SCC). Однако стойкость к коррозии под напряжением значительно улучшается, когда содержание никеля превышает 20%. Изучено влияние никеля на интенсивность напряжений порога коррозии под напряжением (105℃, водный раствор 221ТП3Т NaCl) в сплавах Fe-Ni-Cr, содержащих хром 161ТП3Т~211ТП3Т. Никелевую аустенитную нержавеющую сталь (NiASS) можно рассматривать как отдельный класс нержавеющей стали. Фактически, стойкость к коррозии под напряжением двухфазных и ферритных нержавеющих сталей сравнима с устойчивостью двухфазных и ферритных нержавеющих сталей, когда содержание никеля превышает 30%. Несколько ограниченных марок аустенита с высоким содержанием никеля. нержавеющая сталь перечислены в таблице ниже. Супераустенитные нержавеющие стали 254СМО и 654СМО разработаны специально для нефтегазовой промышленности. Типичными областями применения являются охлаждение морской воды, отбеливание целлюлозы, а также гидравлическое и приборное трубопроводное оборудование.

 

Ниаустенитные марки нержавеющих сталей

Сплав С Си Мин. Кр Ни Мо Вт Ко Cu Нб Н
254СМо 0.01 0.8 1.0 20 18 6.1 0.7 0.2
654СМо 0.01 3.5 24 22 7.3 0.5 0.5
Саникро 25 0.1 0.2 0.5 22.5 25 3.6 3.5 3.0 0.5 0.23
Саникро 28 0.02 0.6 2.0 27 31 3.5 1.0
Сплав 800 0.07 0.6 0.6 20.5 30.5
353МА 0.05 1.6 1.5 25 35 0.16
Сплав 825 0.03 0.5 0.8 20 38.5 2.6
Сплав 625 0.03 0.5 0.5 21 Бал 8.5
Сплав 690 0.02 0.5 0.5 30 60
Сплав 600 0.05 0.4 0.8 16.5 Бал 0.5

SANICRO 25, сплав 22Cr-25Ni, предназначен для использования в котлах с температурой до 700 °C. Этот материал подходит для пароперегревателей и промежуточных перегревателей благодаря своей хорошей прочности на разрушение при ползучести и стойкости к высокотемпературной коррозии. Фактически, прочность SANICRO 25 на разрушение при ползучести превосходит прочность большинства аустенитных нержавеющих сталей в диапазоне 600–750 ℃. В агрессивной кислой среде Sanicro 28 обычно является лучшим выбором. Он используется в высокоинтенсивном бурении скважин с трубами, обсадными трубами и облицовкой кислого газа, а также в других областях применения, включая нагреватели, насосные системы, а также насосы и контейнеры на заводах по производству мокрой фосфорной кислоты и заводах по производству суперфосфорной кислоты.

Сплав 800 часто используется в диапазоне температур от 550 до 1100 ℃, что требует превосходного сопротивления ползучести, хорошей стойкости к высокотемпературной коррозии и высокотемпературной прочности материалов. Эти сплавы также используются во входных и выходных патрубках производства аммиака, метанола и гражданского газа, а также в печных трубах, используемых в производстве винилхлорида и этилена. Другие области применения включают теплообменные и радиационные трубы для псевдоожиженных слоев сгорания и детали печей термообработки, такие как глушители и защитные гильзы для термопар.

Сплав 25Cr-35Ni 353Ma предназначен для использования в крекинговых печах и трубах риформинга, где синтетические газы обрабатываются в средах, где цементация и абсорбция азота потенциально проблематичны. Хотя существуют и другие альтернативы, содержащие больше хрома, лучшим выбором является 353 MA. Одна из причин заключается в том, что он содержит элемент Ce, который помогает сформировать очень стабильный поверхностный оксидный слой.

Сплав 690 содержит 60 процентов никеля и используется в основном в трубопроводах парогенераторов на атомных электростанциях. Рабочая температура составляет 365 ℃, при которой коррозионное растрескивание между зернами является потенциальной проблемой. В данных условиях эксплуатации сплав 690 практически не подвержен коррозии, что делает его предпочтительным сплавом.

Интересно отметить, что для арт. также применяется богатая никелем аустенитная нержавеющая сталь 254СМО. Скульптура Карла Миллеса «Бог над радугой» была установлена в 1995 году на южном берегу Нак-Странда в Стокгольме. Скульптура высотой около 23 метров является известным живописным местом, где каждый день проходит большое количество моряков. Окружающая морская вода содержит соли, хлориды очень легко вызывают поверхностную коррозию, высокопрочная супераустенитная нержавеющая сталь 254SMO очень подходит для этой среды.

Когда в кожуховом теплообменнике используется сильфон из нержавеющей стали

/в /от

Сильфонный трубчатый теплообменник представляет собой модернизацию теплообменника с прямой (светлой) трубкой. Конструкция гребня и впадины волны наследует преимущества трубчатого теплообменника, такие как долговечность и безопасность, и в то же время устраняет такие недостатки, как плохая способность теплопередачи и легкое образование накипи. Принцип заключается в том, чтобы улучшить общий коэффициент теплопередачи, чтобы уменьшить необходимую площадь теплопередачи, что может сэкономить материалы и снизить вес при том же эффекте теплопередачи.

Поскольку корпус сильфона обработан методом холодного прессования яркая трубка Обычно считается, что корпус сильфона можно укрепить после формовки. Эксперимент по стабильности внешнего давления показывает, что неустойчивость гофрированной теплообменной трубки под действием внешнего давления сначала возникает на прямом участке трубы, а гофрированная трубка будет неустойчивой только в том случае, если внешнее давление продолжает расти. Это указывает на то, что устойчивость гофрированного участка лучше, чем у прямого участка, и что критическое давление гофрированного участка выше, чем у прямого участка.

Эксперименты показывают, что пульсация деформации потери устойчивости произошла в впадине волны, особенно в локальной впадине одной волны, как правило, нестабильность не более двух впадин одновременно, это показывает, что стабильность гребня волны лучше, чем впадина, но иногда также может появиться Напротив, в процессе холодного прессования толщина как желоба, так и стенки прямой секции постоянна, холодная после того, как трубка фактически становится короче.

Существование волновых пиков и впадин в сильфонах увеличивает эффект радиальной теплообменной конвекции в трубах, как показано на рисунке ниже:

Радиальная конвекция оказывает большое влияние на общий коэффициент теплопередачи, что является основной причиной низкой цены и легкости двухтрубного пластинчато-сильфонного теплообменника. Площадь теплообмена трубка Поверхность тела сильфона и прямой трубы велика при одинаковой длине, но это изменение гораздо меньше, чем вклад изменения значения коэффициента. Хорошо видно, что скорость потока прямой (легкой) трубы значительно снижается, когда она приближается к стенке трубы.

Кожуховый теплообменник с сильфоном может постоянно изменять скорость и направление жидкости, образуя турбулентность по сравнению с теплообменником с прямой трубкой, в результате чего происходит обмен тепла со стенкой, граничный эффект, влияющий на теплообмен, больше не существует. Общий коэффициент теплопередачи может быть увеличен в 2 ~ 3 раза, а фактическая работа может даже достигать 5 раз, а вес небольшой, поэтому цена сильфонного теплообменника ниже, чем цена прямотрубного теплообменника. обменник. По расчетам и практическому опыту общий коэффициент теплопередачи сильфона толщиной 1 мм на 101ТП3Т ниже, чем у сильфона толщиной 0,5 мм. Данные эксплуатации сотен сильфонных теплообменников показывают, что толщина стенок (почти все 0,5 мм) является основной причиной эксплуатации 10~14 лет без капитального ремонта и повреждений.

Кроме того, сильфонный теплообменник способен эффективно противостоять воздействию гидроудара. Корпус двухтрубного пластинчатого теплообменника соединен с компенсатором. Если он пострадает от воздействия гидроудара, компенсатор окажется не на своем месте. Это происходит как с сильфонными, так и с прямотрубными теплообменниками, а деформация корпуса может привести к перекручиванию трубки. Это связано с тем, что сильфон имеет больший запас расширения, запас упругости при деформации велик, то есть способность противостоять нестабильности в этом случае высока. Но в любом случае во избежание возникновения гидравлического удара в процессе установки можно использовать угловой посадочный клапан, переключатель задержки и другие меры.

Преимущества сильфонного теплообменника из нержавеющей стали

  • Высокая эффективность теплопередачи

Специальная конструкция гребня и впадины сильфона обеспечивает поток жидкости из-за постоянного изменения внутренней и внешней частей трубки, создавая сильную турбулентность. Даже в случае очень малого расхода жидкость может образовывать сильные возмущения внутри и снаружи трубки, что значительно улучшает коэффициент теплопередачи теплообменной трубки. Коэффициент теплопередачи в 2-3 раза выше, чем у традиционного трубчатого теплообменника.

  • Никакого масштабирования и блокировки

Среда внутри и снаружи сильфона всегда находится в сильно турбулентном состоянии, что затрудняет осаждение твердых частиц в среде; С другой стороны, под влиянием разницы температур среды будут возникать следы деформации осевого расширения, кривизна будет часто меняться, грязь и теплообменная трубка будут создавать большую тяговую силу, даже если есть накипь, поэтому штиль сломается. автоматически выключается, чтобы теплообменник всегда сохранял длительную и лучшую производительность теплопередачи.

  • Автоматическая компенсация

Особая структура и форма сильфонов позволяют эффективно снизить тепловые напряжения в условиях нагрева без добавления компенсаторов, тем самым упрощая конструкцию изделий и повышая их надежность.

  • Длительный срок службы

Улучшается способность к осевому расширению, что эффективно снижает напряжение при перепаде температур и может адаптироваться к большой разнице температур и изменению давления, поэтому не будет утечек, вызванных разрывом устья трубы. Соединение перегородки с сильфоном продлевает срок службы теплообменника.

 

Как азот влияет на нержавеющую сталь 316LN?

/в /от

316LN — версия с добавлением азота, основанная на сталь 316L (0,06% ~ 0,08%), поэтому он имеет те же характеристики, что и 316L, и использовался при производстве высокотемпературных конструкционных компонентов в реакторе-размножителе на быстрых нейтронах (FBRS). Уменьшение содержания углерода значительно снижает склонность к коррозионному растрескиванию под напряжением из-за сварки в последующих агрессивных средах. Ползучесть, малоцикловая усталость и взаимодействие ползучести и усталости являются наиболее важными факторами для компонентов FBRS. Высокотемпературная прочность нержавеющая сталь 316L может быть улучшена до нержавеющей стали 316 путем легирования 0,06% ~ 0,08% N. В этой статье будет обсуждаться влияние содержания азота выше 0,08% на механические свойства нержавеющей стали 316L при высоких температурах.

 

Химический состав нержавеющей стали 316ЛН

Печь Н С Мин. Кр Мо Ни Си С п Фе
Стандарты 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 –

Эти четыре партии нержавеющей стали 316LN с содержанием азота 0,07%, 0,11%, 0,14% и 0,22% и содержанием углерода 0,03% были испытаны для изучения влияния азота на растяжение, ползучесть, малоцикловую усталость и ползучесть. -усталостные свойства нержавеющей стали 316ЛН. Целью этого эксперимента является определение оптимального содержания азота для получения наилучшего сочетания свойств при растяжении, ползучести и малоцикловой усталости. Результаты экспериментов показывают, что азот может улучшить прочность на разрыв, ползучесть и усталостную прочность аустенитных нержавеющих сталей. Причины увеличения прочности включают улучшение растворимости, снижение энергии дефекта упаковки (SFE), дисперсионное твердение, образование композитов (растворенных веществ внедрения), атомную сегрегацию и упорядоченное упрочнение. Из-за различных свойств электронного обмена растворенный азот в аустенитной нержавеющей стали имеет больший объем расширения, чем углерод.

Помимо упругого взаимодействия азота с дислокацией, на прочность также влияет электростатическое взаимодействие межузельных дислокаций. Ядра дислокаций характеризуются отсутствием свободных электронов, а значит, имеют положительный заряд. Атомы азота в аустенитных нержавеющих сталях заряжены отрицательно из-за положения свободных электронов вблизи атомов азота и электростатического взаимодействия между дислокациями и атомами азота.

Эффективная энергия связи между атомом азота и дислокацией увеличивается с увеличением содержания азота в аустенитной стали, но для углерода корреляция не очевидна. В аустенитных сталях межузельный азот взаимодействует с элементами-заместителями и имеет тенденцию образовывать межузельные атомные композиции заместителей. Соединение легко связывается с элементами, расположенными слева от Fe в периодической таблице, такими как Mn, Cr, Ti и V. Существует сильная корреляция между свойствами межатомной связи (то есть ориентацией и неориентацией) и близостью соседних элементов. Атомы в многокомпонентной системе сплавов. Связь между атомами металлов способствует ближнему упорядочению, то есть соединению атомов разных элементов. Межатомная поляризация облегчает обмен ковалентными электронами, связь между атомами одного и того же элемента. Углерод способствует агрегации атомов замещения в твердом растворе на основе железа, а азот способствует ближнему упорядочению.

В общем, предел текучести (YS) и предел прочности при растяжении (UTS) 316Л нержавеющая сталь значительно улучшается за счет легирования азотом 0,07% ~ 0,22%. Увеличение прочности наблюдалось во всех испытаниях в диапазоне температур 300~1123К. Динамическое деформационное старение наблюдалось в ограниченном температурном диапазоне. Температурный диапазон динамического деформационного старения (ДСА) уменьшается с увеличением содержания азота.