UNS S20910 مقابل S21800 الفولاذ المقاوم للصدأ - الاختلافات الرئيسية

1. مقدمة

نحن S20910 (يتم تسويقها عادة على أنها النيتروني 50 أو إكس إم-19) و UNS S21800 (يتم تسويقها عادة على أنها النيتروني 60 أو سبيكة 218) متقدمة الأوستنيتي فولاذ مقاوم للصدأ مصممة للخدمة الصعبة.

يقدم كلاهما أداءً أفضل من فئات السلسلة 300 التقليدية, ولكن تم تحسينها لأولويات مختلفة:

• S20910 (النيتروني 50) هو مقاوم للتآكل, الأوستنيتي المعزز بالنيتروجين الفولاذ الأمثل لمقاومة التآكل العالية (بما في ذلك الخدمة الحامضة), قوة جيدة, صلابة ممتازة (بما في ذلك المبردة), وقابلية اللحام الجيدة.
  وغالبا ما يتم تحديد حيث مقاومة التنقر, SCC وصلابة درجات الحرارة المنخفضة مطلوبة مع قوة معقولة.
• S21800 (النيتروني 60) تمت صياغته في المقام الأول من أجل مقاومة التآكل والغضب مع الحفاظ على مقاومة التآكل النموذجية للأوستنيت.
  يحتوي على نسبة عالية من السيليكون والمنغنيز للأداء القبلي ويتم اختياره عند الاتصال المنزلق, جالينج, والتآكل العالي هما أوضاع الفشل السائدة.

هذه المقالة تقارن التكوين, السلوك الميكانيكي والتآكل, التصنيع, ومقايضات التطبيقات في العالم الحقيقي حتى تتمكن من اختيار السبيكة المناسبة لمكون أو بيئة معينة.

2. ما هو أونس S20910 (النيتروني 50)

نحن S20910, المعروف باسم النيتروني 50 أو إكس إم-19, هو الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عالي الأداء والمعزز بالنيتروجين.

تم تصميمه لتقديم مزيج من مقاومة تآكل ممتازة, قوة عالية, ليونة, والصلابة, بما في ذلك درجات الحرارة المبردة.

هذه السمات تجعلها مناسبة تمامًا للتطبيقات الصناعية الصعبة مثل المعالجة الكيميائية, البيئات البحرية, وشروط الخدمة الحامضة.

تسميات المواد الرئيسية والمواصفات يشمل:

• ASTM A276 / A479 (مثل XM-19)
• الولايات المتحدة S20910
• من 1.3964

الخصائص الأساسية لـ UNS S20910 (النيتروني 50):

• مقاومة التآكل: معزز بزيادة الكروم, الموليبدينوم, ومحتوى النيتروجين; مقاومة عالية للتآكل والشقوق في بيئات الكلوريد.
• القوة الميكانيكية: أقوى من الفولاذ المقاوم للصدأ التقليدي من سلسلة 300, مع العائد ممتازة وخصائص الشد.
• ليونة والمتانة: يحافظ على الأداء في درجات الحرارة المرتفعة والمبردة.
• التصنيع وقابلية اللحام: يمكن تشكيله, تشكلت, وملحومة بالتقنيات التقليدية; التلدين بالمحلول يعيد الليونة بعد العمل البارد.
• معزز بالنيتروجين: تؤدي إضافة النيتروجين إلى زيادة قوة الخضوع وتساهم في تأليب المقاومة دون المساس بالليونة الأوستنيتي.
• ملاءمة التطبيق: المدرجة في Nace MR0175 للخدمة الحامضة, مناسبة للأجهزة البحرية, معدات العملية الكيميائية, مكونات الضغط, والتطبيقات الهيكلية التي تتطلب مقاومة التآكل والأداء الميكانيكي.

3. ما هو UNS S21800 (النيتروني 60)

نحن S21800, يشار إليها عادة النيتروني 60 أو سبيكة 218, هو الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عالي الأداء مصمم في المقام الأول لمقاومة التآكل والغضب, مع الحفاظ على أداء جيد للتآكل نموذجي للأوستنيت.

تركيبته المتخصصة تجعله مثاليًا للتطبيقات التي الاتصال المنزلق, ارتداء لاصق, والإجهاد السطحي العالي هي المخاوف الأساسية.

تتضمن تسميات ومواصفات المواد الرئيسية:

• ASTM A276 / A479 (للحانات, قضبان, وغيرها من الأشكال المطاوعة)
• الولايات المتحدة S21800

الخصائص الأساسية لـ UNS S21800 (النيتروني 60):

• مقاومة التآكل والغضب: ارتفاع محتوى المنغنيز والسيليكون, جنبا إلى جنب مع مصفوفة الأوستنيتي المعززة بالنيتروجين, يوفر مقاومة متفوقة ل جالينج, ارتداء لاصق, والتشنج السطحي.
• مقاومة التآكل: في حين أنها ليست مقاومة للتآكل مثل النيترونيك 50 في بيئات كلوريد شديدة العدوانية, يقدم مقاومة التآكل العامة الجيدة مناسبة للتعرضات الكيميائية والبحرية المعتدلة.
• القوة الميكانيكية: يعرض قوة عالية في كل من الظروف الملدنة والباردة, مع صلابة سطح ممتازة بعد تصلب العمل.
• التصنيع واللحام: يمكن لحامها وتصنيعها باستخدام الطرق القياسية, على الرغم من أن محتواه العالي من السيليكون والمنغنيز قد يتطلب تعديلات في اختيار حشو اللحام ومعلمات التشغيل الآلي.
• ملاءمة التطبيق: شائع الاستخدام ل صمام ينبع, السحابات, مهاوي المضخة, الأسطح الحاملة, والمكونات الأخرى المعرضة للاتصال المنزلق المتكرر أو خدمة ارتداء مكثفة.

4. التركيبات الكيميائية النموذجية واختلافات صناعة السبائك

عامل حاسم يميز UNS S20910 (النيتروني 50) و UNS S21800 (النيتروني 60) هو لهم استراتيجية صناعة السبائك, مما يؤثر بشكل مباشر على مقاومة التآكل, القوة الميكانيكية, سلوك الارتداء, وخصائص التصنيع.

في حين أن كلاهما من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المقوى بالنيتروجين, تم تحسينها لأولويات الخدمة المختلفة.

التركيبات الكيميائية التمثيلية (بالوزن ٪) ودور الأداء

تفسير: يؤكد S20910 كر + في + شهر + ن (سبائك التآكل الأوستنيتي الكلاسيكية مع تقوية النيتروجين وMo لمقاومة الحفر).

يتاجر S21800 ببعض الكروم والنيكل مقابل ارتفاع السيليكون والمنغنيز, التي تعمل على تحسين صلابة, مقاومة التآكل والغضب.

4. الخواص الميكانيكية وسلوك درجة الحرارة

نحن S20910 (النيتروني 50) و UNS S21800 (النيتروني 60) عرض ملامح ميكانيكية متميزة تعكس استراتيجيات صناعة السبائك الخاصة بهم.

الخصائص الميكانيكية الرئيسية

سلوك درجة الحرارة

• الأداء المبرد:
  يحتفظ S20910 ~90% من طاقة التأثير عند درجات حرارة الهيليوم السائل, مما يجعلها مناسبة لتخزين الغاز الطبيعي المسال, الأنابيب المبردة, وتطبيقات الفضاء.
  يحتفظ S21800 بصلابة معقولة ولكنه غير مُحسّن لدرجات الحرارة المنخفضة للغاية.
• أداء درجة حرارة مرتفع:
  تحافظ كلا السبيكتين على ثبات الأبعاد وقوتها عند درجات حرارة مرتفعة معتدلة.
  يوفر محتوى Nitronic 50's Mo مقاومة إضافية للتآكل الناتج عن درجات الحرارة العالية, بينما يعمل محتوى Si العالي Nitronic 60 على تحسين مقاومة الأكسدة في تطبيقات الاتصال المنزلق.
• تصلب العمل:
  كلا السبائك الأوستنيتي وتصلب العمل, يعني الخواص الميكانيكية, وخاصة صلابة وقوة الخضوع, يمكن زيادتها عن طريق العمل البارد.
  يستفيد S21800 أكثر من غيره بسبب ارتفاع المنغنيز والسيليكون, تحسين أداء التآكل والغضب.

5. مقاومة التآكل ومقاومة الحفر (خشب)

رقم ما يعادل مقاومة الحفر (خشب) هو مؤشر مفيد لمقاومة تأليب الكلوريد; يتم حسابه من Cr, محتوى مو و ن (شكل مبسط: خذ ≈ كر + 3.3× مو + 16× ن).

• النيتروني 50 (S20910) — أعلى الكروم, مو و N العائد قيم PREN في الثلاثينيات المنخفضة إلى المتوسطة (الشكل الهندسي النموذجي ≈ ~34).
  وهذا يضعها أعلى بكثير من 316L (الخشب ≈ 20-25) ويجعلها مناسبة للعديد من البيئات الحاملة للكلوريد, بما في ذلك بعض الخدمات البحرية والحامضة (من المقبول عمومًا أن يكون مؤهلاً لـ NACE MR0175 في العديد من الشروط — التحقق من الشهادة).
• النيتروني 60 (S21800) — لأن Mo عادة ما يكون غائبًا وCr أقل, برين هو أدنى (منتصف العشرينيات النموذجية أو أقل اعتمادًا على الكيمياء الدقيقة).
  بينما يقاوم S21800 التآكل العام بشكل معقول, إنها لا تم اختياره في المقام الأول لمقاومة الحفر; بدلاً من, يتم استخدامه حيث مزعجة وارتداء هي المخاوف الأساسية.

6. يرتدي, الأداء الغاضب والتريبولوجي

• النيتروني 60 (S21800) تم تصميمه ل مقاومة مزعجة وارتداء انزلاق.
  نسبة عالية من السيليكون والمنغنيز, جنبا إلى جنب مع القدرة على تصلب العمل, إنتاج سطح يقاوم التآكل اللاصق والتشنج من المعدن إلى المعدن.
  الاستخدامات النموذجية تشمل سيقان الصمامات, مقاعد, السحابات, ومكونات المضخة حيث يحدث اتصال انزلاقي متكرر.
• النيتروني 50 (S20910) العروض مقاومة ارتداء جيدة, لكن نقاط قوتها الأساسية هي مقاومة التآكل والمتانة بدلاً من المقاومة المحسنة للغضب.
  يتم استخدامه أحيانًا في تطبيقات التآكل حيث يلزم أيضًا التحكم في التآكل, ولكن بالنسبة للبيئات القاسية الشديدة، عادة ما يتفوق S21800 عليه.

7. التصنيع, اعتبارات اللحام والمعالجة الحرارية

قابلية اللحام

• كلا السبائك قابل لحام من خلال العمليات القياسية (تيغ, أنا, SMAW).
• S20910 (أعلى ن / ن) قابل للحام بدرجة عالية ويحتفظ بمقاومة التآكل بعد اللحام عند استخدام الإجراءات المناسبة ومعادن الحشو.
  يمكن للممارسات المنخفضة الكربون والمستقرة أن تقلل من مخاطر التوعية.
• S21800 يتطلب الانتباه إلى مدخلات الحرارة واختيار الحشو لأن ارتفاع Si وMn يمكن أن يؤثر على تكوين معدن اللحام; تعتمد ممارسات المعالجة الحرارية للتسخين المسبق/ما بعد اللحام على حجم المكون ومتطلبات الكود.

تشكيل وتصنيع الآلات

• كلاهما تصلب العمل الأوستنيتيات; يمكن أن يؤدي ارتفاع Si/Mn في S21800 إلى جعل عملية القطع أكثر صعوبة، حيث تحتاج الأدوات والسرعات إلى التعديل.
  يكون S20910 في حالة التلدين بالمحلول أسهل عمومًا في الماكينة/التشكيل.

المعالجة الحرارية

• هذه هي سبائك أوستنية- القوة تأتي في المقام الأول من العمل البارد وصناعة السبائك; لا ينطبق التصلب الكامل عن طريق التبريد/التلطيف.
  يمكن أن يؤدي التلدين بالمحلول إلى استعادة الليونة ومقاومة التآكل (يصلب نموذجي ~ 1000-1100 درجة مئوية تليها التبريد السريع).

خدمة الهيدروجين/الحامض

• إن كيمياء S20910 وإدراجه في بعض إرشادات الخدمة الحامضة تجعله مناسبًا لبيئات H₂S (التحقق من شهادات NACE/ISO).
  لإجراءات اللحام الخدمة الحامضة وحدود الصلابة (عتبات لجنة حقوق الإنسان) يتم تنفيذها عادة.

8. تطبيقات UNS S20910 مقابل UNS S21800 الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي

استراتيجيات السبائك المتميزة, الخصائص الميكانيكية, وخصائص التآكل/التآكل الولايات المتحدة S20910 (النيتروني 50) و الولايات المتحدة S21800 (النيتروني 60) تحديد مدى ملاءمتها عبر التطبيقات الصناعية المختلفة.

تطبيقات UNS S20910 (النيتروني 50)

تم تصميم UNS S20910 من أجل مقاومة تآكل عالية, صلابة ممتازة, وقابلية اللحام الجيدة, مما يجعلها مثالية للبيئات حيث كلاهما التآكل والأداء الميكانيكي حاسمة.

تطبيقات UNS S21800 (النيتروني 60)

تم تحسين UNS S21800 من أجل مزعجة وارتداء المقاومة مع الحفاظ على أداء التآكل معقول.

إنه مثالي ل المكونات الميكانيكية المعرضة للانزلاق, اتصال لاصق, أو ارتفاع الضغط السطحي.

إرشادات التطبيق

• اختر أونس S20910 عندما يكون الاهتمام الأساسي مقاومة التآكل في البيئات العدوانية أو الحامضة, خاصة عند القسوة, قابلية اللحام, ويلزم أداء درجات الحرارة المنخفضة.
• اختر أونس S21800 متى جالينج, يرتدي, والاتصال المنزلق السيطرة على أوضاع الفشل, حتى لو كانت مقاومة التآكل أقل أهمية.
• في التجمعات المعقدة, التصاميم الهجينة يمكن الاستفادة من كلا السبائك - باستخدام S20910 للأجزاء الحرجة للتآكل وS21800 لأسطح التزاوج عالية التآكل.
  هندسة السطح مثل الطلاء, نيترنج, أو علاجات PVD يمكنها إطالة عمر الخدمة بشكل أكبر عند دمجها مع هذه السبائك.

9. جدول المقارنة المباشرة: UNS S20910 مقابل UNS S21800

10. خاتمة

نحن S20910 مقابل S21800 هي سبائك تكميلية ضمن عائلة النيترونيك.

اختر S20910 حيث مقاومة التآكل (وخاصة تأليب / شق والخدمة الحامضة) بالإضافة إلى المتانة وقابلية اللحام لهما أهمية قصوى.

اختر S21800 حيث يهيمن السخط والتآكل ويكون التآكل مصدر قلق ثانوي.

في العديد من التطبيقات الحقيقية، يكون الحل الأمثل هو الجمع بين تصميم النظام بحيث يرى كل جزء السبيكة الأكثر ملاءمة لوضع الفشل السائد الخاص به, أو تطبيق هندسة السطح لإطالة عمر الخدمة.

 

الأسئلة الشائعة

هل يمكنني لحام S21800 بحشوات مقاومة للصدأ قياسية؟?

نعم, ولكن حدد مواد الحشو والإجراءات التي تتناسب مع كيمياء Si/Mn العالية لـ S21800 - راجع مواصفات إجراء اللحام وتوجيهات موردي الحشو.

أي سبيكة تقاوم التشقق الناتج عن إجهاد الكبريتيد (SSC)?

S20910 يتم قبوله بشكل شائع في العديد من بيئات SSC ويستخدم في التطبيقات الخاضعة لـ NACE; التحقق من شهادة NACE/ISO المحددة وحدود الصلابة.

هو نيترونيك 60 (S21800) مناسبة لمياه البحر?

إنها تتمتع بمقاومة عامة معقولة للتآكل في مياه البحر ولكنها تفتقر إلى مقاومة الحفر التي تتميز بها النيترونيك 50 أو الدرجات الحاملة مو; إذا كان حفر مياه البحر أمر بالغ الأهمية, اختر S20910 أو سبيكة PREN أعلى.

هل يمكن معالجة أي من السبائك بالحرارة لزيادة القوة?

تكتسب هذه السبائك الأوستنيتي القوة بشكل رئيسي عن طريق العمل البارد والسبائك; لا يتم استخدام علاجات الإخماد/التلطيف التقليدية لزيادة القوة بشكل ملحوظ. يؤدي التلدين بالمحلول إلى استعادة الليونة/مقاومة التآكل.