UNS S20910 и нержавеющая сталь S21800 – ключевые различия

1. Введение

НАС S20910 (обычно продается как Атронный 50 или ХМ-19) и УНС С21800 (обычно продается как Атронный 60 или Сплав 218) являются продвинутыми аустенитными нержавеющие стали создан для требовательного обслуживания.

Оба обеспечивают лучшую производительность, чем обычные сплавы серии 300., но они оптимизированы под разные приоритеты:

• S20910 (Атронный 50) является а коррозионная устойчивость, азотоупрочненный аустенитный нержавеющая сталь, оптимизированная для высокой коррозионной стойкости (включая кислый сервис), Хорошая сила, Отличная прочность (в том числе криогенный), и хорошая сварка.
  Часто указывается, где устойчивость к точечной коррозии, Требуются SCC и низкотемпературная вязкость вместе с разумной прочностью..
• С21800 (Атронный 60) сформулирован в первую очередь для устойчивость к износу и истиранию сохраняя при этом коррозионную стойкость, свойственную аустенитам..
  Он содержит большое количество кремния и марганца для трибологических характеристик и выбирается там, где происходит скользящий контакт., нанесенный, и высокий износ являются доминирующими видами отказов..

В этой статье сравнивается состав, механическое и коррозионное поведение, изготовление, и компромиссы в реальных условиях применения, чтобы вы могли выбрать правильный сплав для конкретного компонента или среды.

2. Что такое UNS S20910 (Атронный 50)

НАС S20910, широко известен как Атронный 50 или ХМ-19, является а высокопроизводительная аустенитная нержавеющая сталь, упрочненная азотом.

Он разработан для обеспечения сочетания Отличная коррозионная стойкость, Высокая сила, пластичность, и выносливость, в том числе при криогенных температурах.

Эти характеристики делают его хорошо подходящим для требовательных промышленных применений, таких как химическая обработка., Морская среда, и кислые условия эксплуатации.

Основные обозначения и характеристики материалов включать:

• ASTM A276 / A479 (как ХМ-19)
• США S20910
• ОТ 1.3964

Основные характеристики UNS S20910 (Атронный 50):

• Коррозионная стойкость: Улучшено за счет увеличения содержания хрома, молибден, и содержание азота; высокая стойкость к точечной и щелевой коррозии в хлоридных средах.
• Механическая прочность: Прочнее, чем обычные нержавеющие стали серии 300., с превосходными характеристиками текучести и растяжения.
• Пластичность и прочность: Сохраняет производительность как при повышенных, так и при криогенных температурах..
• Изготовление и свариваемость: Может быть обработан, сформировано, и сварены традиционными методами.; отжиг на раствор восстанавливает пластичность после холодной обработки.
• усиленный азотом: Добавление азота увеличивает предел текучести и способствует устойчивости к точечной коррозии без ущерба для пластичности аустенита..
• Пригодность приложения: Внесен в список NACE MR0175 за кислое обслуживание, подходит для морского оборудования, ХИМИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЕ, компоненты давления, и конструкционные применения, требующие коррозионной стойкости и механических характеристик..

3. Что такое UNS S21800 (Атронный 60)

НАС С21800, обычно называют как Атронный 60 или Сплав 218, является а высокопроизводительная аустенитная нержавеющая сталь, разработанная в первую очередь для обеспечения устойчивости к износу и истиранию, сохраняя при этом хорошие коррозионные характеристики, типичные для аустенитов..

Его специализированный состав делает его идеальным для применений, где скользящий контакт, клейкий износ, и высокое поверхностное напряжение являются первостепенными проблемами.

Основные обозначения и характеристики материалов включают::

• ASTM A276 / A479 (для баров, стержни, и другие кованые формы)
• США S21800

Основные характеристики UNS S21800 (Атронный 60):

• Устойчивость к износу и истиранию: Повышенное содержание марганца и кремния., в сочетании с усиленной азотом аустенитной матрицей, обеспечивает превосходную устойчивость к нанесенный, клейкий износ, и поверхностное схватывание.
• Коррозионная стойкость: Хотя и не так устойчив к коррозии, как Nitronic. 50 в высокоагрессивных хлоридных средах, он предлагает Хорошая общая коррозионная стойкость подходит для умеренных химических и морских воздействий.
• Механическая прочность: Обладает высокой прочностью как в отожженном, так и в наклепанном состоянии., с превосходной твердостью поверхности после закалки.
• Изготовление и сварка: Можно сваривать и изготавливать стандартными методами., хотя более высокое содержание кремния и марганца может потребовать корректировки выбора сварочной присадки и параметров обработки..
• Пригодность приложения: Обычно используется для клапан стеблей, крепеж, насосные валы, несущие поверхности, и другие компоненты, подвергающиеся неоднократному скользящему контакту. или интенсивное обслуживание.

4. Типичные химические составы и различия в легировании

Важнейший фактор, отличающий UNS S20910 (Атронный 50) и УНС С21800 (Атронный 60) это их стратегия легирования, что напрямую влияет на коррозионную стойкость, механическая прочность, поведение при износе, и характеристики изготовления.

Хотя обе они представляют собой аустенитные нержавеющие стали, упрочненные азотом., они оптимизированы для различных приоритетов обслуживания.

Репрезентативные химические композиции (wt%) и исполнительская роль

Интерпретация: S20910 подчеркивает Герметичный + В + МО + Не (классическое аустенитное коррозионное легирование с усилением азотом и молибденом для защиты от питтинговой коррозии).

S21800 обменивает немного хрома и никеля на повышенное содержание кремния и марганца, которые улучшают твердость, устойчивость к износу и истиранию.

4. Механические свойства и температурное поведение

НАС S20910 (Атронный 50) и УНС С21800 (Атронный 60) демонстрируют различные механические профили, отражающие их стратегию легирования..

Ключевые механические свойства

Температурное поведение

• Криогенная производительность:
  S20910 сохраняет ~90% энергии удара при гелиевых температурах, что делает его пригодным для хранения СПГ, криогенный трубопровод, и аэрокосмические приложения.
  S21800 сохраняет достаточную прочность, но не оптимизирован для экстремально низких температур..
• Повышенная температурная производительность:
  Оба сплава сохраняют стабильность размеров и прочность при умеренно повышенных температурах..
  Содержание Mo в Nitronic 50 обеспечивает дополнительную устойчивость к высокотемпературной коррозии., в то время как высокое содержание Si в Nitronic 60 улучшает стойкость к окислению в приложениях со скользящими контактами..
• Работа укрепления:
  Оба сплава аустенитные и наклепанные, имеется в виду механические свойства, особенно твердость и предел текучести, можно увеличить за счет холодной обработки.
  S21800 выигрывает больше всего благодаря высокому содержанию Mn и Si., улучшение характеристик износа и истирания.

5. Коррозионная стойкость и питтинговая стойкость (Древесина)

Эквивалентное число сопротивления ячеек (Древесина) является полезным индикатором устойчивости к хлоридному изъязвлению; это рассчитывается из Cr, Содержание Mo и N (упрощенная форма: ВЗЯТЬ ≈ Кр + 3.3× mo + 16× n).

• Атронный 50 (S20910) — более высокий Кр, Выход Mo и N Значения PREN в диапазоне от 30 до 30 лет. (типовой инженерный показатель ≈ ~34).
  Это значительно выше 316L. (Дерево ≈ 20–25) и делает его пригодным для многих хлоридсодержащих сред, включая немного морского и кислого сервиса (это общепринято для соответствия требованиям NACE MR0175 во многих условиях — проверьте сертификат.).
• Атронный 60 (С21800) - потому что Mo обычно отсутствует, а Cr ниже, ПРЕН - это ниже (типичный возраст около 20 лет или меньше, в зависимости от точного химического состава).
  В то время как S21800 достаточно хорошо противостоит общей коррозии, это нет выбран в первую очередь из-за устойчивости к точечной коррозии; вместо, он используется там, где раздражение и износ являются первостепенными проблемами.

6. Носить, истирание и трибологические характеристики

• Атронный 60 (С21800) спроектирован для устойчивость к истиранию и износу при скольжении.
  Высокое содержание кремния и марганца, в сочетании с упрочняющей способностью, создать поверхность, устойчивую к адгезионному износу и заеданию металла по металлу.
  Типичное использование включает штоки клапанов., места, крепеж, и компоненты насоса, в которых происходит повторяющийся скользящий контакт.
• Атронный 50 (S20910) предложения Хорошая износостойкость, но его основными сильными сторонами являются коррозионная стойкость и прочность, а не оптимизированная стойкость к истиранию..
  Иногда его используют в приложениях, связанных с износом, где также требуется контроль коррозии., но в экстремальных условиях S21800 обычно превосходит его.

7. Изготовление, Особенности сварки и термообработки

Сварка

• Оба сплава сварная сварка стандартными процессами (ТИГ, МНЕ, Смау).
• S20910 (выше Н/Н) обладает высокой свариваемостью и сохраняет коррозионную стойкость после сварки при использовании соответствующих процедур и присадочных металлов..
  Низкоуглеродные и стабилизированные методы могут минимизировать риск сенсибилизации.
• С21800 требует внимания к подводу тепла и выбору наполнителя, поскольку высокое содержание кремния и марганца может влиять на состав металла сварного шва.; Методы термообработки предварительного нагрева и послесварки зависят от размера компонента и требований норм..

Формовка и механическая обработка

• Оба работа в работе аустенита; Более высокое значение Si/Mn в S21800 может усложнить резку — инструмент и скорость требуют корректировки..
  S20910 в отожженном состоянии обычно легче обрабатывать/формовать..

Термическая обработка

• Это аустентические сплавы— прочность обусловлена ​​прежде всего холодной обработкой и легированием.; полная закалка закалкой/отпуском не применяется..
  Отжиг на раствор может восстановить пластичность и коррозионную стойкость. (типичный отжиг ~ 1000–1100 ° C с последующим быстрым охлаждением.).

Водород/кислотный сервис

• Химический состав S20910 и его включение в некоторые руководства по эксплуатации в кислых средах делают его пригодным для сред H₂S. (проверить сертификаты NACE/ISO).
  Для процедур сварки в кислой среде и пределов твердости (пороговые значения HRC) обычно применяются.

8. Применение аустенитной нержавеющей стали UNS S20910 и UNS S21800

Различные стратегии легирования, механические свойства, и характеристики коррозии/износа США S20910 (Атронный 50) и США S21800 (Атронный 60) определить их пригодность для различных промышленных применений.

Применение UNS S20910 (Атронный 50)

UNS S20910 разработан для высокая коррозионная стойкость, Отличная прочность, и хорошая сварка, что делает его идеальным для сред, где оба коррозия и механические характеристики имеют решающее значение.

Применение UNS S21800 (Атронный 60)

UNS S21800 оптимизирован для устойчивость к истиранию и износу при сохранении разумных коррозионных характеристик.

Он идеально подходит для механические компоненты, подверженные скольжению, клейкий контакт, или высокое поверхностное напряжение.

Руководство по применению

• Выберите UNS S20910 когда главная забота коррозионная стойкость в агрессивных или кислых средах, особенно когда жесткость, сварка, и необходимы низкотемпературные характеристики.
• Выберите UNS S21800 когда нанесенный, носить, и скользящий контакт доминировать над режимами отказа, даже если коррозионная стойкость менее критична.
• В сложных сборках, гибридные конструкции можно использовать оба сплава: S20910 для деталей, подверженных коррозии, и S21800 для быстроизнашивающихся сопрягаемых поверхностей..
  Поверхностная инженерия, такая как покрытия, нитринг, или лечение PVD может еще больше продлить срок службы в сочетании с этими сплавами.

9. Таблица прямого сравнения: UNS S20910 против UNS S21800

10. Заключение

НАС S20910 против С21800 являются дополнительными сплавами семейства Nitronic..

Выберите S20910 где коррозионная стойкость (особенно питтинг/щели и кислое обслуживание) Плюс прочность и свариваемость имеют первостепенное значение..

Выберите S21800 там, где преобладают истирание и износ, а коррозия является второстепенной проблемой..

Во многих реальных приложениях оптимальным решением является комбинация: спроектируйте систему так, чтобы каждая деталь видела сплав, наиболее подходящий для ее доминирующего вида отказа., или применить технологию обработки поверхности для продления срока службы.

 

Часто задаваемые вопросы

Могу ли я сваривать S21800 со стандартными присадками из нержавеющей стали??

Да, но выбирайте присадочные материалы и процедуры с учетом химического состава S21800 с высоким содержанием Si/Mn — обратитесь к спецификациям сварочных процедур и рекомендациям поставщика присадочных материалов..

Какой сплав противостоит сульфидному растрескиванию под напряжением? (SSC)?

S20910 общепринято для многих сред SSC и используется в приложениях, соответствующих NACE.; проверить конкретную сертификацию NACE/ISO и пределы твердости.

Нитроник 60 (С21800) подходит для морской воды?

Он имеет достаточную общую коррозионную стойкость в морской воде, но ему не хватает питтинговой стойкости, как у Nitronic. 50 или Mo-содержащие марки; если питтинг морской воды имеет решающее значение, выберите сплав S20910 или более высокий PREN.

Можно ли подвергнуть любой сплав термообработке для повышения прочности??

Эти аустенитные сплавы приобретают прочность главным образом за счет холодная работа и легировать; традиционная закалка/отпуск не используется для значительного увеличения прочности.. Отжиг на раствор восстанавливает пластичность/коррозионную стойкость.