UNS S20910 ir S21800 nerūdijantis plienas – pagrindiniai skirtumai

1. Įvadas

JAV S20910 (dažniausiai parduodamas kaip Nitroninis 50 arba XM-19) ir UNS S21800 (dažniausiai parduodamas kaip Nitroninis 60 arba Lydinys 218) yra pažangūs austenitiniai nerūdijantis plienas sukurtas reikliam aptarnavimui.

Abu užtikrina geresnį našumą nei įprastos 300 serijos klasės, bet jie optimizuoti skirtingiems prioritetams:

• S20910 (Nitroninis 50) yra a atsparus korozijai, azotu sustiprintas austenitas nerūdijantis, optimizuotas aukštam atsparumui korozijai (įskaitant rūgščią paslaugą), Gera jėga, Puikus tvirtumas (įskaitant kriogeninius), ir geras suvirinamumas.
  Dažnai nurodoma, kur yra atsparumas duobėms, Reikalingas SCC ir žemos temperatūros atsparumas kartu su pakankamu stiprumu.
• S21800 (Nitroninis 60) yra sukurta pirmiausia atsparumas dilimui ir dilimui išlaikant austenitui būdingą atsparumą korozijai.
  Jame yra daug silicio ir mangano, kad būtų užtikrintas tribologinis veikimas, galas, ir didelis susidėvėjimas yra dominuojantys gedimo būdai.

Šiame straipsnyje palyginama kompozicija, mechaninis ir korozinis elgesys, Gaminimas, ir realaus pasaulio taikomųjų programų kompromisus, kad galėtumėte pasirinkti tinkamą lydinį konkrečiam komponentui ar aplinkai.

2. Kas yra UNS S20910 (Nitroninis 50)

JAV S20910, paprastai žinomas kaip Nitroninis 50 arba XM-19, yra a didelio našumo azotu sustiprintas austenitinis nerūdijantis plienas.

Jis sukurtas tiekti derinį Puikus atsparumas korozijai, Didelė jėga, ausmingumas, ir tvirtumas, įskaitant kriogeninę temperatūrą.

Dėl šių savybių jis puikiai tinka sudėtingoms pramonės reikmėms, pvz., cheminiam apdorojimui, Jūrų aplinka, ir rūgščių paslaugų sąlygas.

Pagrindiniai medžiagų žymėjimai ir specifikacijos įtraukti:

• ASTM A276 / A479 (kaip XM-19)
• US S20910
• Nuo 1.3964

Pagrindinės UNS S20910 charakteristikos (Nitroninis 50):

• Atsparumas korozijai: Sustiprintas padidinus chromo kiekį, molibdenas, ir azoto kiekis; labai atsparus taškinei ir plyšinei korozijai chloridinėje aplinkoje.
• Mechaninis stiprumas: Tvirtesnis nei įprastas 300 serijos nerūdijantis plienas, pasižymi puikiomis išeigos ir tempimo savybėmis.
• Tamprumas ir tvirtumas: Išlaiko našumą tiek aukštoje, tiek kriogeninėje temperatūroje.
• Gamyba ir suvirinamumas: Galima apdirbti, suformuota, ir suvirinti įprastine technika; tirpalo atkaitinimas atkuria lankstumą po šalto apdorojimo.
• Sustiprintas azotu: Azoto pridėjimas padidina takumo ribą ir prisideda prie atsparumo įdubimams nepažeidžiant austenitinio plastiškumo.
• Taikymo tinkamumas: Įtraukta į sąrašą NACE MR0175 už rūgščią paslaugą, tinka jūrinei įrangai, Cheminio proceso įranga, Slėgio komponentai, ir konstrukcijoms, kurioms reikalingas atsparumas korozijai ir mechaninės savybės.

3. Kas yra UNS S21800 (Nitroninis 60)

JAV S21800, paprastai vadinama Nitroninis 60 arba Lydinys 218, yra a didelio našumo austenitinis nerūdijantis plienas, sukurtas visų pirma atsparumui dilimui ir dilimui, išlaikant geras austenitui būdingas korozijos savybes.

Dėl specialios sudėties jis idealiai tinka naudoti kur stumdomas kontaktas, Klijai, ir didelis paviršiaus įtempis yra pagrindiniai rūpesčiai.

Pagrindiniai medžiagų žymėjimai ir specifikacijos apima:

• ASTM A276 / A479 (barams, strypai, ir kitos kaltinės formos)
• US S21800

Pagrindinės UNS S21800 charakteristikos (Nitroninis 60):

• Atsparumas dilimui ir dilimui: Padidėjęs mangano ir silicio kiekis, derinamas su azotu sustiprinta austenitine matrica, suteikia puikų atsparumą galas, Klijai, ir paviršiaus konfiskavimas.
• Atsparumas korozijai: Nors ne toks atsparus korozijai kaip Nitronic 50 labai agresyvioje chlorido aplinkoje, Tai siūlo Geras bendras atsparumas korozijai tinka vidutiniam cheminiam ir jūriniam poveikiui.
• Mechaninis stiprumas: Pasižymi dideliu stiprumu tiek atkaitintomis, tiek šalto apdirbimo sąlygomis, su puikiu paviršiaus kietumu po darbo grūdinimo.
• Gamyba ir suvirinimas: Galima suvirinti ir gaminti standartiniais metodais, nors jame esantis didesnis silicio ir mangano kiekis gali prireikti koreguoti suvirinimo užpildo pasirinkimą ir apdirbimo parametrus.
• Taikymo tinkamumas: Paprastai naudojamas Vožtuvo stiebai, tvirtinimo detalės, siurblio velenai, guolių paviršiai, ir kiti komponentai, veikiami pakartotinio slydimo kontakto arba daug nusidėvėjusių paslaugų.

4. Tipinės cheminės sudėties ir legiravimo skirtumai

Svarbus veiksnys, išskiriantis UNS S20910 (Nitroninis 50) ir UNS S21800 (Nitroninis 60) yra jų legiravimo strategija, kuris tiesiogiai veikia atsparumą korozijai, Mechaninis stiprumas, dėvėjimo elgesys, ir gamybos ypatybes.

Nors abu yra azotu sustiprinti austenitiniai nerūdijantys plienai, jie optimizuoti skirtingiems paslaugų prioritetams.

Reprezentatyvios cheminės kompozicijos (wt%) ir atlikimo vaidmenį

Interpretacija: S20910 pabrėžia Kr + Į + MO + N (klasikinis austenitinis korozijos lydinys su azoto stiprinimu ir Mo atsparumu įdubimams).

S21800 prekiauja chromu ir nikeliu padidėjęs silicio ir mangano kiekis, kurie pagerina kietumą, atsparumas dilimui ir dilimui.

4. Mechaninės savybės ir temperatūros elgsena

JAV S20910 (Nitroninis 50) ir UNS S21800 (Nitroninis 60) turi skirtingus mechaninius profilius, atspindinčius jų legiravimo strategijas.

Pagrindinės mechaninės savybės

Temperatūros elgesys

• Kriogeninis veikimas:
  S20910 išlaiko ~90% smūgio energijos esant skysto helio temperatūrai, todėl tinka SGD saugojimui, kriogeniniai vamzdynai, ir aviacijos ir kosmoso programos.
  S21800 išlaiko pagrįstą tvirtumą, bet nėra optimizuotas ypač žemoms temperatūroms.
• Padidėjęs temperatūra:
  Abu lydiniai išlaiko matmenų stabilumą ir stiprumą esant vidutiniškai aukštai temperatūrai.
  Nitronic 50's Mo turinys suteikia papildomą atsparumą aukštos temperatūros korozijai, o didelis Nitronic 60 Si kiekis pagerina atsparumą oksidacijai naudojant slydimo kontaktus.
• Dirbkite sukietėjimą:
  Abu lydiniai yra austenitinis ir darbinis grūdinimas, reiškiantis mechanines savybes, ypač kietumas ir takumo stiprumas, gali būti padidintas dirbant šaltai.
  S21800 labiausiai naudinga dėl didelio Mn ir Si, gerina nusidėvėjimą ir dilimą.

5. Atsparumas korozijai ir atsparumas įdubimams (Mediena)

Atsparumo atsparumo ekvivalentinis skaičius (Mediena) yra naudingas atsparumo chlorido duobėms rodiklis; jis skaičiuojamas iš Kr, Mo ir N turinys (supaprastinta forma: IMTI ≈ Kr + 3.3× Mo + 16× n).

• Nitroninis 50 (S20910) — aukštesnis Kr, Mo ir N derlius PREN reikšmės nuo 30-ies iki vidurio (tipinė inžinerinė figūra ≈ ~34).
  Dėl to jis gerokai viršija 316 l (Mediena ≈ 20–25) ir todėl tinka daugeliui chloridų turinčių aplinkų, įskaitant kai kurias jūrų ir rūgščių paslaugas (jis paprastai pripažįstamas NACE MR0175, atitinkantis daugelį sąlygų – patikrinkite sertifikatą).
• Nitroninis 60 (S21800) - nes Mo paprastai nėra, o Cr yra mažesnis, PREN yra žemiau (tipiškas 20-ųjų vidurys arba mažiau, priklausomai nuo tikslios chemijos).
  Nors S21800 pakankamai gerai atsparus bendrai korozijai, Tai yra ne pirmiausia pasirenkami dėl atsparumo įdubimams; vietoj, jis naudojamas kur pykinimas ir nusidėvėjimas yra pagrindiniai rūpesčiai.

6. Dėvėti, nuovargis ir tribologinis veikimas

• Nitroninis 60 (S21800) yra sukurtas atsparumas dilimui ir slydimui.
  Didelis silicio ir mangano kiekis, kartu su darbingumu, sukurti paviršių, kuris atsparus klijų dilimui ir metalo sukibimui su metalu.
  Įprastai naudojami vožtuvų stiebai, Sėdynės, tvirtinimo detalės, ir siurblio komponentus, kuriuose vyksta pasikartojantis slydimas.
• Nitroninis 50 (S20910) pasiūlymai Geras atsparumas dėvėjimams, tačiau pagrindiniai jo pranašumai yra atsparumas korozijai ir kietumas, o ne optimizuotas atsparumas dilimui.
  Jis kartais naudojamas susidėvėjimo reikmėms, kur taip pat reikalinga korozijos kontrolė, tačiau ekstremalioje slogioje aplinkoje S21800 paprastai jį pranoksta.

7. Gaminimas, suvirinimo ir terminio apdorojimo aspektai

Suvirinamumas

• Abu lydiniai yra suvirinamas standartiniais procesais (Tig, Aš, Smaw).
• S20910 (didesnis N/N) yra gerai suvirinamas ir išlaiko atsparumą korozijai po suvirinimo, kai naudojamos tinkamos procedūros ir užpildai.
  Mažas anglies dioksido kiekis ir stabilizuota praktika gali sumažinti įjautrinimo riziką.
• S21800 reikia atkreipti dėmesį į šilumos įvedimą ir užpildo pasirinkimą, nes didelis Si ir Mn gali turėti įtakos suvirinimo metalo sudėčiai; Išankstinio / po suvirinimo terminio apdorojimo praktika priklauso nuo komponento dydžio ir kodo reikalavimų.

Formavimas ir apdirbimas

• Abu yra darbo kankinimas austenitas; Dėl didesnio S21800 Si/Mn pjovimas gali būti sudėtingesnis – reikia koreguoti įrankius ir greitį.
  S20910 tirpalu atkaitintą paprastai lengviau apdirbti / formuoti.

Terminis apdorojimas

• Tai yra austentinių lydinių– stiprumas pirmiausia atsiranda dėl šalto apdorojimo ir legiravimo; visiškas grūdinimas gesinant / grūdinant netaikomas.
  Atkaitinimas tirpalu gali atkurti elastingumą ir atsparumą korozijai (tipiškas atkaitinimas ~1000–1100 °C, po kurio greitai atvėsinama).

Vandenilio / rūgščių paslauga

• Dėl S20910 chemijos ir įtraukimo į kai kurias sudėtingų paslaugų gaires jis tinkamas H₂S aplinkai (patikrinti NACE/ISO sertifikatus).
  Suvirinimo procedūroms ir kietumo riboms (HRC slenksčiai) paprastai yra vykdomi.

8. UNS S20910 ir UNS S21800 austenitinio nerūdijančio plieno taikymas

Skirtingos legiravimo strategijos, Mechaninės savybės, ir korozijos/dėvėjimosi charakteristikos US S20910 (Nitroninis 50) ir US S21800 (Nitroninis 60) apibrėžti jų tinkamumą įvairioms pramonės reikmėms.

UNS S20910 taikymas (Nitroninis 50)

UNS S20910 sukurtas Didelis atsparumas korozijai, Puikus tvirtumas, ir geras suvirinamumas, todėl idealiai tinka aplinkai, kurioje tiek korozija ir mechaninis veikimas yra kritiški.

UNS S21800 taikymas (Nitroninis 60)

UNS S21800 yra optimizuotas atsparumas dilimui ir dilimui išlaikant pagrįstą korozijos efektyvumą.

Jis idealiai tinka mechaniniai komponentai, kurie slysta, lipnus kontaktas, arba didelis paviršiaus įtempis.

Taikymo gairės

• Pasirinkite UNS S20910 kai pagrindinis rūpestis yra atsparumas korozijai agresyvioje ar rūgščioje aplinkoje, ypač kai kietumas, suvirinamumas, reikalingas veikimas žemoje temperatūroje.
• Pasirinkite UNS S21800 kada galas, dėvėti, ir slankiojantis kontaktas dominuoja gedimo režimai, net jei atsparumas korozijai yra mažiau svarbus.
• Sudėtinguose mazguose, hibridiniai dizainai gali panaudoti abu lydinius – naudojant S20910 korozijai svarbioms dalims ir S21800 labai susidėvintiems paviršiams.
  Paviršiaus inžinerija, pvz dangos, nitridavimas, arba PVD gydymas kartu su šiais lydiniais gali dar labiau pailginti tarnavimo laiką.

9. Tiesioginio palyginimo lentelė: UNS S20910 prieš UNS S21800

10. Išvada

JAV S20910 vs S21800 yra papildomi lydiniai Nitronic šeimoje.

Pasirinkite S20910 kur atsparumas korozijai (ypač duobių / plyšių ir rūgščių aptarnavimas) be to, svarbiausia yra tvirtumas ir suvirinamumas.

Pasirinkite S21800 kur dominuoja dilimas ir susidėvėjimas, o korozija yra antrinė problema.

Daugelyje realių pritaikymų optimalus sprendimas yra derinys – suprojektuokite sistemą taip, kad kiekviena dalis matytų, koks lydinys geriausiai tinka jos dominuojančiam gedimo režimui., arba pritaikykite paviršiaus inžineriją, kad prailgintumėte tarnavimo laiką.

 

DUK

Ar galiu suvirinti S21800 su standartiniais nerūdijančio plieno užpildais?

Taip, bet pasirinkite užpildus ir procedūras, kad atitiktų S21800 didelio Si/Mn chemiją – skaitykite suvirinimo procedūrų specifikacijas ir užpildo tiekėjo nurodymus.

Kuris lydinys atsparus sulfido įtempių įtrūkimams (SSC)?

S20910 yra įprastai priimtas daugelyje SSC aplinkų ir naudojamas NACE dalykinėse programose; patikrinti konkrečius NACE/ISO sertifikatus ir kietumo ribas.

Yra nitroninis 60 (S21800) tinka jūros vandeniui?

Jis turi pagrįstą bendrą atsparumą korozijai jūros vandenyje, tačiau neturi Nitronic atsparumo duobėms 50 arba Mo guolių markės; jei jūros vandens duobės yra kritinės, pasirinkite S20910 arba aukštesnį PREN lydinį.

Bet kurį lydinį galima termiškai apdoroti, kad padidėtų stiprumas?

Šie austenitiniai lydiniai įgyja daugiausia stiprumo šaltas darbas ir lydimas; įprastiniai gesinimo / temperavimo metodai nenaudojami norint žymiai padidinti stiprumą. Atkaitinimas tirpalu atkuria lankstumą / atsparumą korozijai.