UNS S20910 と S21800 ステンレス鋼 – 主な違い

1. 導入

私たち S20910 (一般的に次のように販売されています ニトロニクス 50 または XM-19) とUNS S21800 (一般的に次のように販売されています ニトロニクス 60 または 合金 218) 高度なオーステナイト系です ステンレス鋼 要求の厳しいサ​​ービス向けに設計.

どちらも従来の300シリーズグレードよりも優れた性能を発揮します, ただし、それらはさまざまな優先順位に合わせて最適化されています:

• S20910 (ニトロニクス 50) aです 耐性耐性, 窒素強化オーステナイト系 高い耐食性を実現するために最適化されたステンレス (サワーサービス込み), 良い強さ, 優れたタフネス (極低温を含む), そして良い溶接性.
  多くの場合、耐孔食性が指定されています。, 適度な強度とともにSCCと低温靱性が要求される.
• S21800 (ニトロニクス 60) 主に次の目的のために配合されています 耐摩耗性と耐かじり性 オーステナイト特有の耐食性を維持しながら.
  トライボロジー性能を高めるためにシリコンとマンガンを多く含み、滑り接触箇所に選択されます。, ガーリング, および高摩耗が主な故障モードです.

この記事では構成を比較します, 機械的挙動および腐食挙動, 製造, 現実世界のアプリケーションのトレードオフにより、特定のコンポーネントまたは環境に適した合金を選択できます.

2. UNS S20910とは (ニトロニクス 50)

私たち S20910, 一般に知られています ニトロニクス 50 または XM-19, aです 高性能窒素強化オーステナイト系ステンレス鋼.

以下の組み合わせを提供するように設計されています。 優れた腐食抵抗, 高強度, 延性, とタフネス, 極低温を含む.

これらの特性により、化学処理などの要求の厳しい産業用途に最適です。, 海洋環境, そして厳しいサービス条件.

主要な材料の指定と仕様 含む:

• ASTM A276 / A479 (XM-19として)
• 米国 S20910
• から 1.3964

UNS S20910の主な特徴 (ニトロニクス 50):

• 耐食性: クロムを増量して強化, モリブデン, および窒素含有量; 塩化物環境における孔食や隙間腐食に対する高い耐性.
• 機械的強度: 従来の300系ステンレス鋼よりも強度が高い, 優れた降伏特性と引張特性を備えています.
• 延性と靭性: 高温と極低温の両方で性能を維持.
• 加工性と溶接性: 機械加工可能, 形成, 従来の技術で溶接; 溶体化焼鈍は冷間加工後に延性を回復します.
• 窒素強化: 窒素の添加により、オーステナイトの延性を損なうことなく降伏強度が向上し、耐孔食性が向上します。.
• アプリケーションの適合性: にリストされています NACE MR0175 酸っぱいサービスのために, 船舶用ハードウェアに適しています, 化学プロセス機器, 圧力成分, 耐食性と機械的性能を必要とする構造用途.

3. UNS S21800とは (ニトロニクス 60)

私たち S21800, 一般的にと呼ばれます ニトロニクス 60 または 合金 218, aです 主に耐摩耗性と耐かじり性を目的として設計された高性能オーステナイト系ステンレス鋼, オーステナイト系特有の良好な腐食性能を維持しながら.

特殊な構成により、次のような用途に最適です。 滑り接触, 接着剤の摩耗, 高い表面応力 主要な懸念事項です.

主な材料の指定と仕様には次のものが含まれます。:

• ASTM A276 / A479 (バー用, ロッド, およびその他の精巧な形状)
• 米国S21800

UNS S21800の主な特徴 (ニトロニクス 60):

• 耐摩耗性と耐かじり性: マンガンとシリコンの含有量が高い, 窒素強化オーステナイトマトリックスと組み合わせた, ～に対して優れた耐性を提供します ガーリング, 接着剤の摩耗, そして表面焼付き.
• 耐食性: ニトロニックほど耐食性はありませんが、 50 非常に攻撃的な塩化物環境で, それは提供します 良好な一般的な腐食抵抗 中程度の化学物質や海洋への曝露に適しています.
• 機械的強度: 焼鈍および冷間加工の両方の条件で高い強度を発揮します。, 加工硬化後の表面硬度が優れています.
• 製作と溶接: 標準的な方法を使用して溶接および製造可能, ただし、シリコンとマンガンの含有量が高いため、溶接フィラーの選択と加工パラメータの調整が必要になる場合があります。.
• アプリケーションの適合性: 一般的に使用されます バルブステム, ファスナー, ポンプシャフト, 座面, 繰り返し摺動する部品など または摩耗を伴うサービス.

4. 代表的な化学組成と合金の違い

UNS を区別する重要な要素 S20910 (ニトロニクス 50) とUNS S21800 (ニトロニクス 60) 彼らのものです 合金化戦略, 耐食性に直接影響する, 機械的強度, 摩耗挙動, および製造特性.

どちらも窒素強化オーステナイト系ステンレス鋼ですが、, さまざまなサービスの優先順位に合わせて最適化されています.

代表的な化学組成 (wt％) とパフォーマンスの役割

解釈: S20910 が強調するのは cr + で + MO + n (窒素強化と耐孔食性のための Mo を使用した古典的なオーステナイト系腐食合金).

S21800 はクロムとニッケルの一部を交換します。 シリコンとマンガンの増加, 硬度を向上させる, 耐摩耗性と耐かじり性.

4. 機械的特性と温度挙動

私たち S20910 (ニトロニクス 50) とUNS S21800 (ニトロニクス 60) 合金化戦略を反映した独特の機械的プロファイルを示す.

重要な機械的特性

温度の挙動

• 極低温性能:
  S20910 保持 液体ヘリウム温度での衝撃エネルギーの ~90%, LNG貯蔵に適したものにする, 極低温配管, および航空宇宙アプリケーション.
  S21800 は適度な靭性を保持していますが、極度の低温には最適化されていません.
• 高温パフォーマンス:
  どちらの合金も適度な高温でも寸法安定性と強度を維持します。.
  Nitronic 50 の Mo 含有量により、高温腐食に対するさらなる耐性が得られます。, 一方、Nitronic 60 の高い Si 含有量により、滑り接触用途における耐酸化性が向上します。.
• 作業硬化:
  どちらの合金も オーステナイト系と加工硬化系, 機械的特性を意味します, 特に硬度と降伏強度, 冷間加工により増加可能.
  S21800 は高 Mn と Si により最もメリットが得られます, 摩耗とかじり性能の向上.

5. 耐食性と耐孔食性 (木材)

ピッティング抵抗相当数 (木材) 塩化物孔食に対する耐性を示す有用な指標です; Crから計算されます, MoとNの含有量 (簡略化された形式: テイク ≈ Cr + 3.3×MO + 16×n).

• ニトロニクス 50 (S20910) — より高いCr, MoとNの収率 PREN 値は 30 台前半から半ば (典型的な工学数値 ≈ ~34).
  これは 316L をはるかに上回ります (木材 ≈ 20–25) 多くの塩化物を含む環境に適しています, マリン＆サワーサービスを含む (多くの条件で NACE MR0175 の資格を得るために一般的に認められています - 証明書を確認してください).
• ニトロニクス 60 (S21800) — 通常、Mo が存在せず、Cr が少ないため, PRENは より低い (正確な化学的性質に応じて、典型的には20代半ば以下).
  S21800 は一般的な腐食に対して十分に耐性がありますが、, そうです ない 主に耐孔食性を考慮して選択; その代わり, どこで使われますか かじりと摩耗 主要な懸念事項です.

6. 着る, かじり性能とトライボロジー性能

• ニトロニクス 60 (S21800) のために設計されています 耐かじり性と滑り摩耗性.
  シリコンとマンガンが豊富, 加工硬化能力と組み合わせる, 凝着摩耗や金属間の焼付きに耐える表面を生成します。.
  一般的な用途にはバルブステムが含まれます, 座席, ファスナー, 摺動接触を繰り返すポンプ部品など.
• ニトロニクス 50 (S20910) 申し出 良い耐摩耗性, しかし、その主な長所は最適化された耐かじり性ではなく、耐食性と靭性です。.
  腐食制御も必要な摩耗用途で使用されることもあります, しかし、極度の摩耗環境では通常、S21800 の方が優れたパフォーマンスを発揮します.

7. 製造, 溶接と熱処理に関する考慮事項

溶接性

• どちらの合金も 溶接可能 標準プロセスによる (ティグ, 自分, スモー).
• S20910 (高いN/N) 適切な手順と溶加材を使用した場合、溶接性が高く、溶接後も耐食性を維持します。.
  低炭素で安定した実践により、感作リスクを最小限に抑えることができる.
• S21800 高SiとMnは溶接金属の組成に影響を与える可能性があるため、入熱とフィラーの選択に注意が必要です; 予熱/溶接後の熱処理の実践は、コンポーネントのサイズとコード要件によって異なります.

成形と機械加工

• どちらも ワークハーデニング オーステナイト系; S21800 は Si/Mn が高いため、切削がより困難になる可能性があります。工具と速度の調整が必要です.
  溶体化処理された状態の S20910 は、一般に機械加工/成形が容易です。.

熱処理

• これらは オーステナイト合金- 強度は主に冷間加工と合金によって得られます; 焼入れ・焼戻しによる完全硬化は不可.
  溶体化焼鈍により延性と耐食性が回復します (一般的なアニールは約 1000 ～ 1100 °C で、その後急速冷却されます。).

水素・サワーサービス

• S20910 の化学的性質と一部のサービス ガイダンスに記載されているため、H₂S 環境に適しています。 (NACE/ISO 認証を確認する).
  サワーサービス溶接手順と硬度限界について (HRC しきい値) 通常は強制執行される.

8. UNS S20910 と UNS S21800 オーステナイト系ステンレス鋼の用途

独特の合金化戦略, 機械的特性, および腐食/摩耗特性 米国 S20910 (ニトロニクス 50) そして 米国S21800 (ニトロニクス 60) さまざまな産業用途にわたる適合性を定義する.

UNS S20910の適用 (ニトロニクス 50)

UNS S20910 は以下のために設計されています。 高い腐食抵抗, 優れたタフネス, そして良い溶接性, そのため、両方の環境に最適です。 腐食と機械的性能 重要です.

UNS S21800の適用例 (ニトロニクス 60)

UNS S21800 は以下に最適化されています。 耐かじり性と耐摩耗性 適度な腐食性能を維持しながら.

に最適です 摺動を受ける機械部品, 接着接点, または高い表面応力.

申請ガイダンス

• UNS S20910 を選択してください 一番の関心事が 攻撃的な環境または酸性の環境における耐食性, 特にタフネスの場合, 溶接性, 低温性能が求められる.
• UNS S21800を選択してください いつ ガーリング, 着る, そして滑り接触 故障モードを支配する, たとえ耐食性がそれほど重要ではないとしても.
• 複雑なアセンブリの場合, ハイブリッド設計 両方の合金を活用できます。腐食が重要な部品には S20910 を使用し、高摩耗嵌合面には S21800 を使用します。.
  表面工学など コーティング, ニトリッド, またはPVD処理 これらの合金と組み合わせると耐用年数をさらに延ばすことができます.

9. 直接比較表: UNS S20910 対 UNS S21800

10. 結論

私たち S20910 vs S21800 ニトロニック族内の相補的な合金です.

S20910を選択してください 耐食性がある場所 (特に穴あき/隙間と酸っぱいサービス) さらに靭性と溶接性が最も重要です.

S21800を選択してください かじりや磨耗が主であり、腐食は二次的な懸念事項である場合.

実際のアプリケーションの多くでは、最適なソリューションは組み合わせです。各部品が主な故障モードに最適な合金を認識できるようにシステムを設計します。, または表面工学を適用して耐用年数を延長します.

 

FAQ

S21800 を標準のステンレスフィラーで溶接できますか?

はい, ただし、S21800 の高い Si/Mn 化学反応に対応するフィラーと手順を選択してください。溶接手順の仕様とフィラー サプライヤーのガイダンスを参照してください。.

硫化物応力亀裂に耐える合金はどれですか (SSC)?

S20910 多くの SSC 環境で一般的に受け入れられ、NACE 対象アプリケーションで使用されます; 特定の NACE/ISO 認証と硬度制限を確認する.

ニトロニックですか 60 (S21800) 海水に適した?

海水中では適度な耐食性を持っていますが、ニトロニックのような耐孔食性はありません。 50 またはMo含有グレード; 海水の孔食が重大な場合, S20910 またはそれ以上の PREN 合金を選択してください.

どちらの合金も強度を高めるために熱処理できますか?

これらのオーステナイト合金は主に次のような理由で強度を獲得します。 コールドワーク と合金; 従来の焼入れ/焼き戻し処理は、強度を大幅に向上させるために使用されていません。. 溶体化焼鈍により延性と耐食性が回復します.