धेरै जसो प्रयोगकर्ताहरूलाई थाहा छ कि 250 °C भन्दा माथि, डुप्लेक्स ग्रेडहरू स्पिनोडल विघटनको कारण हुने एम्ब्रिटलमेन्टले प्रभावित हुन सक्छ।तर के 250 डिग्री सेल्सियस एक निरपेक्ष सीमा हो?एक्सपोजर समयको प्रभाव के हो र दुबला र सुपर डुप्लेक्सले फरक व्यवहार गर्छ?

कारकहरू सीमित सञ्चालन तापमान

उच्च-तापमान अवस्थाहरूमा डुप्लेक्स सामग्रीहरू पर्दाफास गर्नको लागि विशिष्ट अनुप्रयोगहरू दबाव पोतहरू, फ्यान ब्लेडहरू/इम्पेलरहरू वा निकास ग्यास स्क्रबरहरू हुन्।भौतिक गुणहरूका लागि आवश्यकताहरू उच्च मेकानिकल बलदेखि क्षरण प्रतिरोधसम्म हुन सक्छन्। यस लेखमा छलफल गरिएका ग्रेडहरूको रासायनिक संरचनालाई तालिका १ मा सूचीबद्ध गरिएको छ।

स्पिनोडल विघटन

स्पिनोडल विघटन (डिमिक्सिंग वा ऐतिहासिक रूपमा 475 °C-एम्ब्रिटलमेन्ट पनि भनिन्छ) फेरिटिक चरणमा चरण विभाजनको एक प्रकार हो, जुन लगभग 475 डिग्री सेल्सियस तापक्रममा हुन्छ।सबैभन्दा स्पष्ट प्रभाव माइक्रोस्ट्रक्चरमा परिवर्तन हो, जसले α' चरणको गठनको कारण बनाउँछ, जसको परिणाम सामग्रीको गल्ती हुन्छ।यसले, बारीमा, अन्तिम उत्पादनको प्रदर्शनलाई सीमित गर्दछ।
चित्र 1 ले अध्ययन गरिएको डुप्लेक्स सामग्रीहरूको लागि तापमान समय संक्रमण (TTT) रेखाचित्र देखाउँछ, स्पिनोडल विघटन 475 °C को क्षेत्रमा प्रतिनिधित्व गर्दछ।यो ध्यान दिनुपर्छ कि यो TTT रेखाचित्रले Charpy-V नमूनाहरूमा प्रभाव कठोरता परीक्षण द्वारा मापन गरिएको 50% द्वारा कठोरताको कमीलाई प्रतिनिधित्व गर्दछ, जुन सामान्यतया सङ्कलन संकेतको रूपमा स्वीकार गरिन्छ।केही अनुप्रयोगहरूमा कठोरताको ठूलो कमी स्वीकार्य हुन सक्छ, जसले TTT रेखाचित्रको आकार परिवर्तन गर्दछ।तसर्थ, एक विशेष अधिकतम OT सेट गर्ने निर्णय अन्तिम उत्पादनको लागि स्वीकार्य स्तर अर्थात् कडापन घटाउने कुरामा निर्भर गर्दछ।यो उल्लेख गर्नुपर्छ कि ऐतिहासिक रूपमा TTT-ग्राफहरू पनि सेट थ्रेसहोल्ड प्रयोग गरेर उत्पादन गरिएको थियो, जस्तै 27J।

उच्च मिश्रित ग्रेड

चित्र 1 ले देखाउँछ कि ग्रेड LDX 2101 बाट ग्रेड SDX 2507 तिर मिश्रित तत्वहरूको वृद्धिले छिटो विघटन दरमा पुर्‍याउँछ, जबकि दुबला डुप्लेक्सले विघटनको ढिलो सुरुवात देखाउँदछ।क्रोमियम (Cr) र निकेल (Ni) जस्ता मिश्रित तत्वहरूले स्पिनोडल विघटन र एम्ब्रिटलमेन्टमा प्रभाव पार्ने प्रभाव अघिल्लो अनुसन्धानहरूले देखाएको छ। 5-8 यो प्रभाव चित्र 2 मा थप चित्रण गरिएको छ। यसले देखाउँछ कि स्पिनोडल विघटन बढ्छ जब तापमान बढ्छ। 300 बाट 350 °C मा बढाइएको छ र कम मिश्रित DX 2205 को तुलनामा उच्च मिश्रित ग्रेड SDX 2507 को लागी धेरै छिटो छ।
यो बुझाइ ग्राहकहरूलाई उनीहरूको चयन गरिएको ग्रेड र अनुप्रयोगको लागि उपयुक्त अधिकतम OT मा निर्णय गर्न मद्दत गर्न महत्त्वपूर्ण हुन सक्छ।

अधिकतम तापमान निर्धारण

पहिले उल्लेख गरिए अनुसार, डुप्लेक्स सामग्रीको लागि अधिकतम ओटी प्रभाव कठोरतामा स्वीकार्य ड्रप अनुसार सेट गर्न सकिन्छ।सामान्यतया, 50% कठोरता कमीको मानसँग सम्बन्धित ओटी अपनाइन्छ।

OT तापमान र समय मा निर्भर गर्दछ

चित्र १ मा रहेको TTT रेखाचित्रमा रहेको कर्भको पुच्छरको ढलानले स्पिनोडल विघटन एक थ्रेसहोल्ड तापक्रममा मात्र हुँदैन र त्यो स्तरभन्दा तल रोकिन्छ भनेर देखाउँछ।बरु, यो एक स्थिर प्रक्रिया हो जब डुप्लेक्स सामग्रीहरू 475 डिग्री सेल्सियस भन्दा कम सञ्चालन तापमानमा उजागर हुन्छन्।यद्यपि यो पनि स्पष्ट छ कि, कम फैलावट दरहरूको कारणले गर्दा, कम तापमानको मतलब विघटन पछि सुरु हुनेछ र धेरै ढिलो अगाडि बढ्नेछ।तसर्थ, कम तापक्रममा डुप्लेक्स सामग्री प्रयोग गर्दा वर्षौं वा दशकौंसम्म समस्या उत्पन्न नहुन सक्छ।यद्यपि हाल एक्सपोजर समयलाई विचार नगरी अधिकतम ओटी सेट गर्ने प्रवृत्ति छ।त्यसकारण मुख्य प्रश्न यो हो कि सामग्री प्रयोग गर्न सुरक्षित छ वा छैन भनेर निर्णय गर्न कुन तापमान-समय संयोजन प्रयोग गर्नुपर्छ?Herzman et al.10 यस दुविधालाई राम्रोसँग संक्षेप गर्नुहोस्: "...उपयोग त्यसपछि तापमानमा सीमित हुनेछ जहाँ demixing को गतिशास्त्र यति कम छ कि यो उत्पादन को डिजाइन प्राविधिक जीवन को समयमा देखा पर्दैन ..."।

वेल्डिंग को प्रभाव

धेरै जसो अनुप्रयोगहरूले कम्पोनेन्टहरू सामेल हुन वेल्डिंग प्रयोग गर्छन्।यो राम्रोसँग थाहा छ कि वेल्ड माइक्रोस्ट्रक्चर र यसको रसायन आधार सामग्री 3 बाट भिन्न हुन्छ।फिलर सामग्री, वेल्डिंग प्रविधि र वेल्डिंग प्यारामिटरहरूमा निर्भर गर्दै, वेल्डहरूको माइक्रोस्ट्रक्चर थोक सामग्री भन्दा धेरै फरक हुन्छ।माइक्रोस्ट्रक्चर सामान्यतया मोटो हुन्छ, र यसमा उच्च-तापमान ताप प्रभावित क्षेत्र (HTHAZ) पनि समावेश हुन्छ, जसले वेल्डमेन्टहरूमा स्पिनोडल विघटनलाई असर गर्छ।बल्क र वेल्डमेन्टहरू बीचको माइक्रोस्ट्रक्चरको भिन्नता यहाँ समीक्षा गरिएको विषय हो।

सीमित कारकहरू संक्षेप गर्दै

अघिल्लो खण्डहरूले निम्न निष्कर्षहरूमा नेतृत्व गर्दछ:

• सबै डुप्लेक्स सामग्री विषय हो
  ४७५ डिग्री सेल्सियसको तापक्रममा स्पिनोडल विघटनमा।
• मिश्रित सामग्रीमा निर्भर गर्दै, छिटो वा ढिलो विघटन दर अपेक्षित छ।उच्च Cr र Ni सामग्रीले छिटो डिमिक्सिङलाई बढावा दिन्छ।
• अधिकतम परिचालन तापमान सेट गर्न:
  - सञ्चालन समय र तापमान को संयोजन विचार गर्नुपर्छ।
  - कठोरतामा कमीको स्वीकार्य स्तर, अर्थात्, अन्तिम कठोरताको इच्छित स्तर सेट गरिनुपर्छ
• जब अतिरिक्त माइक्रोस्ट्रक्चरल कम्पोनेन्टहरू, जस्तै वेल्डहरू, प्रस्तुत गरिन्छन्, अधिकतम OT सबैभन्दा कमजोर भागद्वारा निर्धारण गरिन्छ।

विश्वव्यापी मानकहरू

यस परियोजनाको लागि धेरै युरोपेली र अमेरिकी मापदण्डहरू समीक्षा गरियो।तिनीहरूले दबाव पोतहरू र पाइपिंग घटकहरूमा अनुप्रयोगहरूमा ध्यान केन्द्रित गरे।सामान्यतया, समीक्षा गरिएको मापदण्डहरू बीच सिफारिस गरिएको अधिकतम OT सम्बन्धी विसंगतिलाई युरोपेली र अमेरिकी दृष्टिकोणमा विभाजन गर्न सकिन्छ।
स्टेनलेस स्टील्सका लागि युरोपेली मटेरियल स्पेसिफिकेशन मापदण्डहरू (जस्तै EN 10028-7, EN 10217-7) ले अधिकतम OT 250 °C लाई बुझाउँछ कि भौतिक गुणहरू यस तापक्रममा मात्र उपलब्ध गराइन्छ।यसबाहेक, दबाव पोतहरू र पाइपिङका लागि युरोपेली डिजाइन मानकहरू (क्रमशः EN 13445 र EN 13480) ले तिनीहरूको सामग्री मापदण्डहरूमा दिइएको अधिकतम OT बारे थप जानकारी दिँदैन।
यसको विपरित, अमेरिकी सामग्री विशिष्टता (जस्तै ASME खण्ड II-A को ASME SA-240) ले कुनै पनि उच्च तापमान डेटा प्रस्तुत गर्दैन।यो डेटा बरु ASME खण्ड II-D, 'गुणहरू' मा प्रदान गरिएको छ, जसले दबाव पोतहरू, ASME खण्ड VIII-1 र VIII-2 (पछिल्लो थप उन्नत डिजाइन मार्ग प्रस्ताव गर्दछ) को लागि सामान्य निर्माण कोडहरूलाई समर्थन गर्दछ।ASME II-D मा, अधिकतम OT स्पष्ट रूपमा धेरै डुप्लेक्स मिश्र धातुहरूको लागि 316 °C को रूपमा भनिएको छ।
दबाब पाइपिंग अनुप्रयोगहरूको लागि, डिजाइन नियम र भौतिक गुणहरू ASME B31.3 मा दिइएको छ।यस कोडमा, अधिकतम OT को स्पष्ट कथन बिना 316 °C सम्म डुप्लेक्स मिश्र धातुहरूको लागि मेकानिकल डेटा प्रदान गरिएको छ।जे होस्, तपाईले ASME II-D मा लेखिएको कुराको पालना गर्न जानकारीको व्याख्या गर्न सक्नुहुन्छ, र यसरी, अमेरिकी मापदण्डहरूको लागि अधिकतम OT धेरै अवस्थामा 316 °C हो।
अधिकतम OT जानकारीको अतिरिक्त, अमेरिकी र युरोपेली मापदण्डहरूले लामो एक्सपोजर समयमा उच्च तापक्रम (>250 °C) मा एम्ब्रिटलमेन्ट सामना गर्ने जोखिम रहेको संकेत गर्दछ, जसलाई त्यसपछि डिजाइन र सेवा दुवै चरणमा विचार गरिनुपर्छ।
वेल्डहरूका लागि, प्रायः मापदण्डहरूले स्पिनोडल विघटनको प्रभावमा कुनै ठोस बयान गर्दैनन्।यद्यपि, केही मापदण्डहरू (जस्तै ASME VIII-1, तालिका UHA 32-4) ले वेल्ड पछिको ताप उपचारहरू गर्ने सम्भावनालाई संकेत गर्दछ।यी न त आवश्यक छन् न निषेधित, तर तिनीहरूलाई प्रदर्शन गर्दा तिनीहरू मानकमा पूर्व-सेट प्यारामिटरहरू अनुसार चलाइनुपर्छ।

उद्योगले के भन्छ

डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टीलका धेरै अन्य निर्माताहरू द्वारा उत्पादित जानकारी तिनीहरूको ग्रेडहरूको लागि तापमान दायराहरूको सन्दर्भमा उनीहरूले के सञ्चार गर्छन् भनेर समीक्षा गरिएको थियो।2205 ATI द्वारा 315 °C मा सीमित छ, तर Acerinox ले OT लाई उही ग्रेडको लागि मात्र 250 °C मा सेट गर्दछ।यी ग्रेड 2205 को लागि माथिल्लो र तल्लो OT सीमाहरू हुन्, जबकि तिनीहरूको बीचमा अन्य OTs Aperam (300 °C), Sandvik (280 °C) र ArcelorMittal (280 °C) द्वारा सञ्चार गरिन्छ।यसले केवल एक ग्रेडको लागि सुझाव गरिएका अधिकतम OTs को व्यापकता देखाउँदछ जुन निर्माता देखि निर्माता सम्म धेरै तुलनात्मक गुणहरू हुनेछ।
किन निर्माताले निश्चित OT सेट गरेको छ भन्ने पृष्ठभूमि तर्क सधैं प्रकट हुँदैन।धेरै अवस्थामा, यो एक विशेष मानक मा आधारित छ।विभिन्न मापदण्डहरूले विभिन्न OTs सञ्चार गर्छ, त्यसैले मानहरूमा फैलिन्छ।तार्किक निष्कर्ष यो हो कि अमेरिकी कम्पनीहरूले ASME मानकमा कथनहरूको कारण उच्च मूल्य सेट गर्छन्, जबकि युरोपेली कम्पनीहरूले EN मानकको कारण कम मूल्य सेट गर्छन्।

ग्राहकहरूलाई के चाहिन्छ?

अन्तिम अनुप्रयोगमा निर्भर गर्दै, सामग्रीको विभिन्न भार र एक्सपोजरहरू अपेक्षित छन्।यस परियोजनामा, स्पिनोडल विघटनको कारणले हुने एम्ब्रिटलमेन्ट सबैभन्दा चासोको विषय थियो किनकि यो दबाव पोतहरूमा धेरै लागू हुन्छ।
यद्यपि, त्यहाँ विभिन्न अनुप्रयोगहरू छन् जसले डुप्लेक्स ग्रेडलाई मध्यम मेकानिकल भारहरूमा मात्र उजागर गर्दछ, जस्तै स्क्रबरहरू11-15।अर्को अनुरोध फ्यान ब्लेड र इम्पेलरहरूसँग सम्बन्धित थियो, जुन थकान भारहरूमा पर्दाफास हुन्छ।साहित्यले देखाउँछ कि स्पिनोडल विघटन फरक तरिकाले व्यवहार गर्दछ जब थकान भार लागू हुन्छ15।यस चरणमा, यो स्पष्ट हुन्छ कि यी एप्लिकेसनहरूको अधिकतम ओटी दबाव पोतहरूको लागि समान रूपमा सेट गर्न सकिँदैन।
अनुरोधहरूको अर्को वर्ग केवल जंग-सम्बन्धित अनुप्रयोगहरूको लागि हो, जस्तै समुद्री निकास ग्यास स्क्रबरहरू।यी अवस्थामा, जंग प्रतिरोध एक मेकानिकल लोड अन्तर्गत OT सीमा भन्दा बढी महत्त्वपूर्ण छ।यद्यपि, दुबै कारकहरूले अन्तिम उत्पादनको सञ्चालनलाई प्रभाव पार्छ, जुन अधिकतम OT संकेत गर्दा विचार गर्नुपर्छ।फेरि, यो मामला अघिल्लो दुई मामलाहरु भन्दा फरक छ।
समग्रमा, ग्राहकलाई उनीहरूको डुप्लेक्स ग्रेडको लागि उपयुक्त अधिकतम ओटीको सल्लाह दिँदा, मूल्य सेट गर्न आवेदनको प्रकार महत्त्वपूर्ण हुन्छ।यसले ग्रेडको लागि एउटै ओटी सेट गर्ने जटिलतालाई थप देखाउँछ, किनकि सामग्री प्रयोग गरिएको वातावरणले एम्ब्रिटलमेन्ट प्रक्रियामा महत्त्वपूर्ण प्रभाव पार्छ।

डुप्लेक्सको लागि अधिकतम परिचालन तापमान के हो?

उल्लेख गरिए अनुसार, अधिकतम परिचालन तापमान स्पिनोडल विघटन को धेरै कम गतिशास्त्र द्वारा सेट गरिएको छ।तर हामी यो तापक्रम कसरी मापन गर्छौं र वास्तवमा "कम गतिविज्ञान" के हो?पहिलो प्रश्नको जवाफ सजिलो छ।हामीले पहिले नै भनिसकेका छौं कि विघटनको दर र प्रगति अनुमान गर्नको लागि कठोरता मापन सामान्यतया गरिन्छ।यो धेरै निर्माताहरु द्वारा पालन मापदण्ड मा सेट गरिएको छ।
दोस्रो प्रश्न, कम गतिविज्ञानले के बुझाउँछ र हामीले तापक्रम सीमा निर्धारण गरेको मान बढी जटिल छ।यो आंशिक रूपमा हो किनभने अधिकतम तापक्रमको सीमा अवस्थाहरू दुवै अधिकतम तापक्रम (T) आफै र सञ्चालन समय (t) बाट कम्पाइल गरिएको छ जसमा यो तापक्रम कायम रहन्छ।यो Tt संयोजन प्रमाणित गर्न, "न्यूनतम" कठोरताको विभिन्न व्याख्याहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ:

• तल्लो सीमा, जुन ऐतिहासिक रूपमा सेट गरिएको छ र वेल्डको लागि लागू गर्न सकिन्छ 27 जुल्स (J)
• मापदण्डहरूमा प्रायः 40J एक सीमाको रूपमा सेट गरिएको छ।
• प्रारम्भिक कठोरतामा 50% कमी पनि तल्लो सीमा सेट गर्न बारम्बार लागू गरिन्छ।

यसको मतलब अधिकतम OT मा एक कथन कम्तिमा तीन सहमत मान्यताहरूमा आधारित हुनुपर्छ:

• अन्तिम उत्पादनको तापमान-समय एक्सपोजर
• कठोरताको स्वीकार्य न्यूनतम मूल्य
• आवेदनको अन्तिम क्षेत्र (केमिस्ट्री मात्र, मेकानिकल लोड हो/होइन आदि)

प्रयोगात्मक ज्ञान मर्ज गरियो

प्रयोगात्मक डेटा र मापदण्डहरूको विस्तृत सर्वेक्षण पछि समीक्षा अन्तर्गत चार डुप्लेक्स ग्रेडहरूका लागि सिफारिसहरू संकलन गर्न सम्भव भएको छ, तालिका 3 हेर्नुहोस्। यो बुझ्नुपर्छ कि अधिकांश डाटा 25 डिग्री सेल्सियस तापक्रम चरणहरू प्रयोगशाला प्रयोगहरूबाट सिर्जना गरिएको हो। ।
यो पनि ध्यान दिनुपर्छ कि यी सिफारिसहरूले RT मा बाँकी रहेको कठोरताको कम्तिमा 50% सन्दर्भ गर्दछ।जब तालिकामा "समयको लामो अवधि" लाई संकेत गरिएको छ भने RT मा कुनै उल्लेखनीय कमी दस्तावेज गरिएको छैन।यसबाहेक, वेल्ड मात्र -40 डिग्री सेल्सियस मा परीक्षण गरिएको छ।अन्तमा, यो ध्यान दिनु पर्छ कि DX 2304 को लागि लामो एक्सपोजर समय अपेक्षित छ, 3,000 घण्टाको परीक्षण पछि यसको उच्च कठोरतालाई विचार गर्दै।यद्यपि, एक्सपोजर कति हदसम्म बढाउन सकिन्छ भन्ने कुरा थप परीक्षणद्वारा प्रमाणित गरिनुपर्छ।

नोट गर्न को लागी तीन महत्वपूर्ण बिन्दुहरु छन्:

• हालको खोजहरूले संकेत गर्दछ कि यदि वेल्डहरू छन् भने, ओटी लगभग 25 डिग्री सेल्सियसले घटेको छ।
• छोटो अवधिको स्पाइक्स (T=375 °C मा दशौं घण्टा) DX 2205 को लागि स्वीकार्य छन्। DX 2304 र LDX 2101 कम मिश्रित ग्रेड भएकाले तुलनात्मक छोटो अवधिको तापक्रम स्पाइकहरू पनि स्वीकार्य हुनुपर्छ।
• जब सामाग्री विघटनका कारण गल्छ, DX 2205 को लागि 550 - 600 °C मा र SDX 2507 को लागि 500 ​​°C मा 1 घण्टाको लागि न्यूनीकरण गर्मी उपचारले 70% द्वारा कडापन पुन: प्राप्त गर्न मद्दत गर्दछ।