فولاد ضد زنگ UNS S20910 در مقابل S21800 - تفاوت های کلیدی

1. مقدمه

ما S20910 (معمولا به عنوان به بازار عرضه می شود نیترونی 50 یا XM-19) و UNS S21800 (معمولا به عنوان به بازار عرضه می شود نیترونی 60 یا الیاژ 218) آستنیتی پیشرفته هستند فولادهای ضد زنگ برای خدمات سخت طراحی شده است.

هر دو عملکرد بهتری نسبت به نمرات سری 300 معمولی دارند, اما آنها برای اولویت های مختلف بهینه شده اند:

• S20910 (نیترونی 50) است مقاوم در برابر خوردگی, آستنیتی تقویت شده با نیتروژن ضد زنگ برای مقاومت در برابر خوردگی بالا بهینه شده است (از جمله سرویس ترش), قدرت, سختی عالی (از جمله برودتی), و جوشکاری خوب.
  اغلب مشخص می شود که در آن مقاومت در برابر سوراخ شدن وجود دارد, SCC و چقرمگی در دمای پایین همراه با استحکام معقول مورد نیاز است.
• S21800 (نیترونی 60) در درجه اول برای مقاومت در برابر سایش و ضربه زدن در حالی که مقاومت در برابر خوردگی معمول آستنیتی ها را حفظ می کند.
  این شامل سیلیکون و منگنز بالا برای عملکرد تریبولوژیکی است و در جایی که تماس کشویی دارد انتخاب می شود, چلیک, و سایش زیاد حالت های شکست غالب هستند.

این مقاله به مقایسه ترکیب می پردازد, رفتار مکانیکی و خوردگی, ساختگی, و برنامه های کاربردی در دنیای واقعی مبادله می کنند تا بتوانید آلیاژ مناسب را برای یک جزء یا محیط خاص انتخاب کنید.

2. UNS S20910 چیست؟ (نیترونی 50)

ما S20910, معمولاً به عنوان نیترونی 50 یا XM-19, است فولاد ضد زنگ آستنیتی تقویت شده با نیتروژن با کارایی بالا.

این مهندسی شده است که ترکیبی از مقاومت در برابر خوردگی عالی, استحکام بالا, انعطاف پذیری, و سختی, از جمله در دماهای برودتی.

این ویژگی‌ها آن را برای کاربردهای صنعتی مانند فرآوری شیمیایی مناسب می‌سازد, محیط های دریایی, و شرایط ترش خدمات.

تعیین و مشخصات مواد کلیدی شامل بودن:

• ASTM A276 / A479 (به عنوان XM-19)
• ایالات متحده S20910
• از 1.3964

ویژگی های اولیه UNS S20910 (نیترونی 50):

• مقاومت در برابر خوردگی: با افزایش کروم تقویت شده است, مولیبدن, و محتوای نیتروژن; در برابر خوردگی حفره ای و شکافی در محیط های کلرید بسیار مقاوم است.
• قدرت مکانیکی: قوی تر از فولادهای زنگ نزن سری 300 معمولی, با عملکرد عالی و خواص کششی.
• شکل پذیری و چقرمگی: عملکرد را در دماهای بالا و برودتی حفظ می کند.
• ساخت و قابلیت جوش: قابل ماشینکاری است, تشکیل شده, و با تکنیک های معمولی جوش داده می شود; بازپخت محلول باعث بازیابی شکل پذیری پس از کار سرد می شود.
• تقویت شده با نیتروژن: افزودن نیتروژن استحکام تسلیم را افزایش می دهد و به مقاومت حفره ای کمک می کند بدون اینکه شکل پذیری آستنیتی را به خطر بیندازد..
• مناسب بودن برنامه: فهرست شده در NACE MR0175 برای سرویس ترش, مناسب برای سخت افزارهای دریایی, تجهیزات فرایند شیمیایی, اجزای فشار, و کاربردهای ساختاری که به مقاومت در برابر خوردگی و عملکرد مکانیکی نیاز دارند.

3. UNS S21800 چیست؟ (نیترونی 60)

ما S21800, معمولاً به عنوان گفته می شود نیترونی 60 یا الیاژ 218, است فولاد ضد زنگ آستنیتی با کارایی بالا که در درجه اول برای مقاومت در برابر سایش و ضربه طراحی شده است, در حالی که عملکرد خوردگی خوب معمول آستنیتی ها را حفظ می کند.

ترکیب تخصصی آن آن را برای کاربردهایی ایده آل می کند تماس کشویی, سایش چسب, و تنش سطحی بالا نگرانی های اولیه هستند.

نام گذاری ها و مشخصات مواد کلیدی عبارتند از:

• ASTM A276 / A479 (برای بارها, میله, و سایر اشکال فرفورژه)
• US S21800

ویژگی های اولیه UNS S21800 (نیترونی 60):

• مقاومت در برابر سایش و سوزش: محتوای منگنز و سیلیکون بالا, با یک ماتریس آستنیتی تقویت شده با نیتروژن ترکیب شده است, مقاومت برتر را ارائه می دهد چلیک, سایش چسب, و تشنج سطحی.
• مقاومت در برابر خوردگی: در حالی که به اندازه نیترونیک در برابر خوردگی مقاوم نیست 50 در محیط های کلرید بسیار تهاجمی, آن را ارائه می دهد مقاومت در برابر خوردگی عمومی خوب مناسب برای قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی و دریایی متوسط.
• قدرت مکانیکی: در هر دو شرایط آنیل شده و سرد کار استحکام بالایی را نشان می دهد, با سختی سطح عالی پس از سخت شدن کار.
• ساخت و جوش: می توان با استفاده از روش های استاندارد جوش و ساخت, اگرچه محتوای سیلیکون و منگنز بالاتر آن ممکن است به تنظیمات در انتخاب پرکننده جوشکاری و پارامترهای ماشینکاری نیاز داشته باشد..
• مناسب بودن برنامه: معمولاً برای ساقه دریچه, اتصال دهنده, شفت های پمپ, سطوح بلبرینگ, و سایر اجزاء تحت تماس لغزشی مکرر یا سرویس فشرده.

4. ترکیبات شیمیایی معمولی و تفاوت های آلیاژی

یک عامل مهم متمایز کننده UNS S20910 (نیترونی 50) و UNS S21800 (نیترونی 60) آنها است استراتژی آلیاژسازی, که مستقیماً بر مقاومت در برابر خوردگی تأثیر می گذارد, قدرت مکانیکی, رفتار پوشیدن, و ویژگی های ساخت.

در حالی که هر دو فولاد ضد زنگ آستنیتی با نیتروژن هستند, آنها برای اولویت های خدمات مختلف بهینه شده اند.

ترکیبات شیمیایی نماینده (وزنی ٪) و نقش عملکردی

تفسیر: S20910 تاکید می کند کلوچه + در + مس + حرف (آلیاژ خوردگی آستنیتی کلاسیک با تقویت نیتروژن و مو برای مقاومت در برابر حفره).

S21800 مقداری کروم و نیکل را با آن مبادله می کند سیلیکون و منگنز بالا, که سختی را بهبود می بخشد, مقاومت در برابر سایش و ضربه زدن.

4. خواص مکانیکی و رفتار دما

ما S20910 (نیترونی 50) و UNS S21800 (نیترونی 60) نمایه های مکانیکی متمایز را نشان می دهند که استراتژی های آلیاژی آنها را منعکس می کند.

خصوصیات مکانیکی کلیدی

رفتار دما

• عملکرد برودتی:
  S20910 حفظ می کند 90% انرژی ضربه در دمای هلیوم مایع, آن را برای ذخیره سازی LNG مناسب می کند, لوله کشی برودتی, و برنامه های هوافضا.
  S21800 چقرمگی قابل قبولی را حفظ می کند اما برای دماهای بسیار پایین بهینه نشده است.
• عملکرد درجه حرارت بالا:
  هر دو آلیاژ پایداری و استحکام ابعادی را در دمای متوسط ​​بالا حفظ می کنند.
  محتوای Mo Nitronic 50 مقاومت بیشتری در برابر خوردگی در دمای بالا ایجاد می کند, در حالی که محتوای بالای Si Nitronic 60 مقاومت در برابر اکسیداسیون را در کاربردهای تماس کشویی بهبود می بخشد..
• سخت سازی کار:
  هر دو آلیاژ هستند آستنیتی و کار سخت, به معنی خواص مکانیکی, به خصوص سختی و استحکام تسلیم, را می توان از طریق کار سرد افزایش داد.
  S21800 بیشتر به دلیل منگنز و سیلیس بالا سود می برد, بهبود سایش و عملکرد تند.

5. مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر حفره (چوب)

تعداد معادل مقاومت مقاومت (چوب) یک شاخص مفید برای مقاومت در برابر حفره های کلرید است; از Cr محاسبه می شود, محتوای Mo و N (فرم ساده شده: TAKE ≈ Cr + 3.3× ماه + 16× n).

• نیترونی 50 (S20910) - کروم بالاتر, بازده Mo و N مقادیر PREN در دهه 30 پایین تا اواسط (شکل معمولی مهندسی ≈ ~ 34).
  که آن را بسیار بالاتر از 316 لیتر قرار می دهد (چوب ≈ 20-25) و آن را برای بسیاری از محیط های حاوی کلرید مناسب می کند, از جمله برخی از خدمات دریایی و ترش (در بسیاری از شرایط برای احراز شرایط NACE MR0175 پذیرفته شده است - تأیید گواهی).
• نیترونی 60 (S21800) - زیرا Mo معمولاً وجود ندارد و Cr کمتر است, PREN است پایین (معمولاً اواسط دهه 20 یا کمتر بسته به شیمی دقیق).
  در حالی که S21800 به خوبی در برابر خوردگی عمومی مقاومت می کند, این است نه در درجه اول برای مقاومت حفره ای انتخاب شده است; در عوض, در جایی استفاده می شود خفن و فرسودگی نگرانی های اولیه هستند.

6. پوشیدن, عملکرد تلخ و تریبولوژیک

• نیترونی 60 (S21800) مهندسی شده است مقاومت در برابر ضربه و سایش لغزش.
  سیلیکون و منگنز بالا, همراه با ظرفیت سخت کاری, سطحی تولید می کند که در برابر سایش چسب و انسداد فلز به فلز مقاومت می کند.
  کاربردهای معمولی شامل میل سوپاپ است, صندلی, اتصال دهنده, و اجزای پمپ که در آن تماس کشویی مکرر رخ می دهد.
• نیترونی 50 (S20910) پیشنهاد مقاومت در برابر سایش خوب, اما نقاط قوت اصلی آن مقاومت در برابر خوردگی و چقرمگی است تا مقاومت بهینه در برابر ضربه.
  گاهی اوقات در کاربردهای سایش که کنترل خوردگی نیز مورد نیاز است استفاده می شود, اما برای محیط‌های داغ، S21800 معمولاً از آن بهتر عمل می‌کند.

7. ساختگی, ملاحظات جوشکاری و عملیات حرارتی

قابلیت جوشکاری

• هر دو آلیاژ هستند جوش داده شده توسط فرآیندهای استاندارد (تیغ, من, لقمه).
• S20910 (N/N بالاتر) بسیار جوش پذیر است و پس از جوشکاری در صورت استفاده از روش های مناسب و فلزات پرکننده، مقاومت در برابر خوردگی را حفظ می کند..
  کربن کم و شیوه های تثبیت شده می تواند خطر حساسیت را به حداقل برساند.
• S21800 نیاز به توجه به گرمای ورودی و انتخاب پرکننده دارد زیرا Si و منگنز بالای آن می تواند بر ترکیب فلز جوش تأثیر بگذارد; روش‌های عملیات حرارتی پیش‌گرم/پس از جوشکاری به اندازه قطعه و الزامات کد بستگی دارد.

شکل دهی و ماشین کاری

• هر دو هستند کار سخت کردن آستنیتیکس; Si/Mn بالاتر S21800 می تواند برش را چالش برانگیزتر کند—ابزار و سرعت نیاز به تنظیم دارند..
  S20910 در شرایط آنیل شده با محلول به طور کلی آسان‌تر ماشین‌کاری/شکل‌گیری است.

عملیات حرارتی

• اینها هستند آلیاژهای آستنتیک- استحکام در درجه اول ناشی از کار سرد و آلیاژسازی است; سخت شدن کامل با کوئنچ/تمپر کردن قابل اجرا نیست.
  بازپخت محلول می تواند شکل پذیری و مقاومت در برابر خوردگی را بازیابی کند (آنیل معمولی ~ 1000-1100 درجه سانتیگراد به دنبال خنک شدن سریع).

خدمات هیدروژن / ترش

• شیمی و فهرست S20910 در برخی از راهنمایی های خدمات ترش، آن را برای محیط های H2S مناسب می کند. (گواهینامه های NACE/ISO را تأیید کنید).
  برای روش های جوشکاری ترش و محدودیت های سختی (آستانه های HRC) به طور معمول اجرا می شوند.

8. کاربردهای UNS S20910 در مقابل فولاد ضد زنگ آستنیتی UNS S21800

استراتژی های آلیاژی متمایز, خصوصیات مکانیکی, و ویژگی های خوردگی / سایش ایالات متحده S20910 (نیترونی 50) وت US S21800 (نیترونی 60) مناسب بودن آنها را در کاربردهای صنعتی مختلف تعریف کنید.

کاربردهای UNS S20910 (نیترونی 50)

UNS S20910 برای مقاومت در برابر خوردگی بالا, سختی عالی, و جوشکاری خوب, آن را برای محیط هایی ایده آل می کند که در آن هر دو خوردگی و عملکرد مکانیکی بسیار مهم هستند.

کاربردهای UNS S21800 (نیترونی 60)

UNS S21800 بهینه شده است مقاومت در برابر ضربه و سایش در حالی که عملکرد خوردگی معقول را حفظ می کند.

ایده آل است برای اجزای مکانیکی در معرض لغزش, تماس با چسب, یا استرس سطحی بالا.

راهنمای برنامه

• UNS S20910 را انتخاب کنید زمانی که نگرانی اصلی است مقاومت در برابر خوردگی در محیط های تهاجمی یا ترش, به خصوص هنگام سختی, قابلیت جوشکاری, و عملکرد دمای پایین مورد نیاز است.
• UNS S21800 را انتخاب کنید چه زمانی چلیک, پوشیدن, و کنتاکت کشویی تسلط بر حالت های شکست, حتی اگر مقاومت در برابر خوردگی کمتر بحرانی باشد.
• در مجامع پیچیده, طرح های هیبریدی می تواند از هر دو آلیاژ استفاده کند - با استفاده از S20910 برای قطعات حساس به خوردگی و S21800 برای سطوح جفت شونده با سایش بالا.
  مهندسی سطح مانند پوشش, نیتیدر, یا درمان های PVD در صورت ترکیب با این آلیاژها می تواند عمر مفید را بیشتر کند.

9. جدول مقایسه مستقیم: UNS S20910 در مقابل UNS S21800

10. پایان

ما S20910 در مقابل S21800 آلیاژهای مکمل خانواده نیترونیک هستند.

S20910 را انتخاب کنید جایی که مقاومت در برابر خوردگی (مخصوصاً حفره/شکاف و سرویس ترش) به علاوه چقرمگی و جوش پذیری بسیار مهم است.

S21800 را انتخاب کنید که در آن داغ شدن و سایش غالب است و خوردگی یک نگرانی ثانویه است.

در بسیاری از کاربردهای واقعی راه حل بهینه ترکیبی است – سیستم را طوری طراحی کنید که هر قسمت آلیاژی را ببیند که به بهترین وجه برای حالت شکست غالب خود مناسب است., یا از مهندسی سطح برای افزایش طول عمر استفاده کنید.

 

متداول

آیا می توانم S21800 را با پرکننده های استاندارد ضد زنگ جوش دهم؟?

بله, اما پرکننده‌ها و رویه‌ها را برای تطبیق با شیمی بالای Si/Mn S21800 انتخاب کنید—مشخصات فرآیند جوشکاری و راهنمایی‌های تامین‌کننده پرکننده را در نظر بگیرید..

کدام آلیاژ در برابر ترک خوردگی استرس سولفید مقاومت می کند (SSC)?

S20910 معمولا برای بسیاری از محیط های SSC پذیرفته شده است و در برنامه های کاربردی NACE مورد استفاده قرار می گیرد; گواهینامه NACE/ISO و محدودیت های سختی خاص را تأیید کنید.

نیترونیک است 60 (S21800) مناسب برای آب دریا?

مقاومت خوردگی عمومی معقولی در آب دریا دارد اما مقاومت حفره‌ای نیترونیک را ندارد 50 یا نمرات Mo-bearing; اگر حفره آب دریا حیاتی است, S20910 یا آلیاژ PREN بالاتر را انتخاب کنید.

برای افزایش استحکام، می توان هر دو آلیاژ را تحت عملیات حرارتی قرار داد?

این آلیاژهای آستنیتی به طور عمده توسط کار سرد و آلیاژ; درمان های مرسوم کوئنچ/تمپر برای افزایش قابل توجه قدرت استفاده نمی شود. بازپخت محلول شکل پذیری/مقاومت در برابر خوردگی را بازیابی می کند.