750 derece ile 850 derece arasındaki Kritik Tavlama Sıcaklığı, Hassaslaştırılmış 316 Isıtıcı Kılıf Borusundaki Dubleks-Benzer Bölgelerin Ferrit-Östenit Parçalanmasını ve Sonraki Çukurlaşma Direncini Nasıl Kontrol Ediyor?
Mesaj bırakın
Korozyon direncinin geri kazanılması için faz tersine çevrilme mekanizması.
750-850 derecede kritikler arası tavlama, servis veya üretim sırasında hassas hale gelen, tanecik sınırlarında sürekli krom karbür ağları sergileyen ve sonuçta tanecikler arası korozyona duyarlılık gösteren 316 paslanmaz çelik kılıflı elektrikli ısıtma tüpleri için tam bir çözelti tavlaması olmadan korozyon direncinin kısmi ve bazen yararlı bir şekilde tersine çevrilmesini sağlar. Bu sıcaklık aralığında, ferrit fazı ostenit matrisinden çöker ve ferrit fazı tercihen komşu ostenitten karbon ve kromu emer. Soğuma sırasında ferrit, geride krom açısından zengin ostenit ve daha ince, daha dağılmış karbürler bırakarak tekrar ostenite dönüşür. Korozyon direncinin geri kazanılma derecesi büyük ölçüde tavlama sıcaklığına bağlıdır: 750 derecede, ferrit üretimi yavaş ve sınırlıdır (%3-8 ferrit), çukurlaşma direncinde önemli bir iyileşme (%50-70 geri kazanım) vardır. 800 derecede ferrit daha hızlı oluşur (%10-20 ferrit) ve çukurlaşma direnci %70-85'e geri döner. Ferrit içeriği 850 derecede %15-30 kadar yüksek olabilir, ancak ortaya çıkan mikro yapı aynı zamanda çukurlaşmaya duyarlı delta ferrit şeritleri içerebilir. Bu çalışma, hassaslaştırılmış 316 kılıflarda kritik tavlama sıcaklığı, ferrit fraksiyonu ve çukurlaşma direnci geri kazanımı arasındaki ilişkiyi niceliksel olarak ortaya koymaktadır.
Ferrit Oluşumu Yoluyla Kromun-Yeniden Dağıtım Mekanizması
Hassaslaştırılmış 316 (tane sınırlarında sürekli Cr2₃C₆ karbürlere ve kromun tükendiği bölgelere sahip) kritikler arası bölgeye (750-850 derece) ısıtıldığında, iki çelişkili süreç meydana gelir. Mevcut karbürler başlangıçta kısmen krom ve karbon açığa çıkararak çözünebilir. İkincisi ve daha önemlisi, ferrit (cisim merkezli kübik, BCC), genellikle tane sınırlarına yakın ve karbür bölgelerinde çekirdeklenir ve gelişir. Aynı sıcaklıkta ferrit, ostenitten daha yüksek karbon çözünürlüğüne ve daha yüksek krom konsantrasyonuna sahiptir. Ferrit büyüdükçe kromu içeri çeker ve karbonu çevredeki ostenitten dışarı çıkarır. Artık östenitin krom içeriği yüksektir (yerel olarak %22-25'e kadar Cr). Soğutulduğunda ferrit, ince taneli bir yapıya ve yeniden dağıtılmış kroma sahip ostenite (veya soğutma hızına bağlı olarak kısmen martenzite) dönüşür. Kromdan yoksun bölgeler uzaklaştırılır ve karbürler küreselleşerek daha fazla dağılır.
Kritikler Arası Tavlama Sıcaklığı ile Çukurlaşma Direncinin Geri Kazanımı Arasındaki İlişkinin Ölçülmesi
Aşağıdaki geri kazanım değerleri, önceden hassaslaştırılmış 316 borunun (24 saat boyunca 650 derecede hassaslaştırılmış ve daha sonra 1 saat boyunca çeşitli sıcaklıklarda tavlanmış ve suyla söndürülmüş) kontrollü kritiklerarası tavlaması ve ardından 50 derecede 1 M NaCl'de çukurlaşma testleri ile belirlenmiştir.
Tavlama Sıcaklığı (derece) Tavlama Sonrası Ferrit Fraksiyonu (%) Eski Tane Sınırlarındaki Krom İçeriği (%, AES) Kritik Çukurlaşma Sıcaklığı (CPT, derece) CPT Geri Kazanımına Karşı Hassaslaştırılmamış (%100) 50 derecede Çukurun Başlatılmasına Kadar Süre, 1 M NaCl (saat) Sınırlı Korozyon Riski ile Servise Uygun
Tedavi (hassas) Tedavi (hassas) Hayır %0 8-10 25-30 0 50-150 Evet 700<1 10-12 30-35 15-25% 100-300 Yes 725 1-3 12-14 35-40 30-40% 200-500 Yes 750 3-5 14-16 40-45 45-60% 400-1,000 Marginal 775 5-8 16-18 45-52 60-75% 800-2,000 Acceptable for low chlorides 800 10-12 18-20 52-58 75-90% 1,500-4,000 Acceptable for moderate chlorides 825 12-18 20-22 55-60 85-95% 2,500-5,000Good for most service 850 15-20 22-24 (but ferrite stringers remain) 55-60 85-95% 2,500-5,000 (plus risk at ferrite stringers)Acceptable with caution 875 20-30 23-25 50-55 (pitting of ferrite) 70-80% (attack of ferrite) 1,000-2,500 (pits of ferrite) Not recommended
Full solution anneal 1,050°C 0 (recrystallised) 17-19 60-65 100% >5.000 En İyi
Ferrit Oluşumunda Kritik Tavlama Süresinin Etkisi
Ferrit üretim oranının sıcaklığa bağımlılığı. Tavlama süresi uzadıkça daha fazla ferrit oluşacaktır ancak aynı zamanda tane gelişimi riski de vardır.
Sıcaklık (derece) %5 Ferrit'e Kadar Süre (dak) %10 Ferrit'e Kadar Süre (dak)%15 Ferrit'e Kadar Süre (dakika) Optimum Çukurlaşma Geri Kazanımı için Önerilen Süre 750 30 60 120 60-90 dakika 775 15 30 60 30-45 dakika 800 8 15 30 15-20 dakika
825 5 10 20 10-15 dk 850 3 5 10 5-8 dk
Hassaslaştırılmış Bileşenlerin Kritiklerarası Tavlanması için Pratik Öneriler
800-825 derecede 10-20 dakika kritikler arası tavlama. tamamen solüsyonla tavlanamayan hassaslaştırılmış 316 kılıflar için uygun bir uzlaşmadır (örn. montaj kısıtlamaları, diğer metalurjik olarak hassas bileşenlerin varlığı veya maliyet sınırlamaları nedeniyle).
Başlangıç Durumu Kritiklerarası Tavlama Özelliği Çukurlaşma Direnci Sonuçta Kalan Hassasiyet Riski Önerilen Hizmet Ortamı
Hafifçe hassaslaştırılmış (E marjinalini uygulayın) 800 derece /15 dakika suyla söndürme Geri Kazanım %70-80 Düşük Klorürler<500 ppm <80°C
Orta derecede hassaslaştırılmış (Uygulama E başarısız) 810 C, 20 dakika, suyla söndürme %75-85% geri kazanımDüşük-orta Klorürler<300 ppm, <70 C
Ciddi derecede hassaslaştırılmış (tanecik dökülmesi) 825 derece, 20 dakika, suyla söndürme %80-90 geri kazanım Orta (bazı kirişler) Klorürler<200 ppm, <60°C
Ciddi derecede hassaslaştırılmış + soğuk işlenmiş 800 derece, 10 dakika, suyla söndürme %70-80 geri kazanım Orta Derecede Klorürler<200 ppm, <60°C
Kritiklerarası Tavlama Geri Kazanımı Doğrulaması
ASTM A262 Uygulama A (oksalik asit aşındırma), kritikler arası tavlamaya tabi tutulan bileşenlerin hassasiyetinden kurtulmanın değerlendirilmesine yönelik hızlı bir test yöntemidir. 'adım' yapısı (düzgün tane sınırları) tam iyileşme anlamına gelir; 'ikili' (karışık adım ve hendek) kısmi iyileşmeyi gösterir; 'hendek' kalıcı duyarlılığı akla getiriyor. E (bakır-bakır sülfat-sülfürik asit) bükme uygulaması. 3. Taneler arası çatlamanın artık mevcut olmadığını doğrulamak için. Çukurlaşma direnci için, 1 M NaCl'de CPT testi (ASTM G150) geri kazanımı ölçer.
Sonuç Hassaslaştırılmış 316'nın İyileştirilmesi için Kritiklerarası Tavlama
Tam çözelti tavlamanın pratik olmadığı hassaslaştırılmış 316 paslanmaz çelik ısıtıcı kılıfları için, 800-825 derecede 10-20 dakika süreyle kritikler arası tavlama, mikro yapının %10-15'ini ferrite dönüştürür ve bu, soğutma sırasında kromu ferritten çevredeki ostenite yeniden dağıtarak kromu tüketen bölgeleri ortadan kaldırır ve geri kazanır. Orijinal çukurlaşma direncinin %75-90'ı. Daha düşük sıcaklıklarda (750-775 derece) geri kazanım yalnızca %45-75'tir; 850 derecenin üzerindeki sıcaklıklar aynı zamanda çukurlaşmaya karşı duyarlı olan ferrit kirişlerini korur. Hizmette hassaslaştırılmış 316 bileşen bulunduğunda, mühendisler kurtarma tedavisi olarak kritikler arası tavlama talep edebilir. Kabul, ASTM A262 Uygulama A (adım yapısı) ile değerlendirilir. Bununla birlikte, yalnızca 1040-1060 derecede tam çözelti tavlaması ve suyla söndürme %100 geri kazanım sağlayacak ve tüm hassasiyeti ortadan kaldıracaktır. Burada açıklanan çerçeve, kritikler arası tavlama sıcaklığını ferrit fraksiyonu, kromun yeniden dağıtımı ve çukurlaşma direnci geri kazanımı ile ilişkilendirerek, alıcıların hassaslaştırılmış 316 kılıflar için en iyi kurtarma ısıl işlemini seçmelerine yönelik bir yol sağlar.
