Sigma Faz Fragilisman nan Duplex Nerjaveèi: Tan-Tanperati-Kob Presipitasyon

Faz sigma fòme nan duplex Nerjaveèi pi rapid ant apeprè 700 degre ak 900 degre, ak nen an nan tan -tanperati-koub presipitasyon (TTP) tipikman sitiye alantou 800-850 degre {- sa vle di ke gwoup etwat, pa pi wo oswa pi ba tanperati, se kote ki pi domaje presipitasyon rapid la. Yon fraksyon sigma osi piti ke 1-3% pa ​​volim ka lakòz yon gout grav, disproporsyone nan rezistans enpak ak pitting rezistans korozyon, ki se poukisa kontwole tan ki pase nan seri sa a pandan soude ak tretman chalè se yon egzijans fabwikasyon strik, pa yon detay pwosesis minè.

Duplex Nerjaveèi jwenn repitasyon li - gwo fòs, ekselan rezistans klori - nan yon mikwostrikti balanse ki gen pati apeprè egal ostenit ak ferit. Balans sa a frajil nan tanperati ki wo. Ki te kenbe twò lontan nan fenèt tanperati a move, faz ferit la pasyèlman transfòme nan yon konpoze entèmetal yo rele faz sigma, ak pwopriyete ki pi enpòtan alyaj la tonbe. Atik sa a eksplike ki sa faz sigma ye, kisa koub presipitasyon tan-tanperati-li yo sanble, ak kisa fabrikan yo dwe fè pou yo pa kite l.

Ki sa ki faz Sigma, ak poukisa li anbrittle Duplex Nerjaveèi?

Faz Sigma se yon konpoze entèmetalik difisil, frajil ki rich nan Kwòm ak molibdèn ki fòme lè ferit la nan duplex Nerjaveèi dekonpoze nan tanperati ki wo - epi paske li retire chromium ak molybdène nan matris ki antoure a, li domaje tou de severite ak rezistans korozyon an menm tan.

Faz sigma fòme atravè yon reyaksyon tip eutectoid-ki fèrit dekonpoze an faz sigma plis ostenit segondè. Li nuklee preferansyèlman nan fwontyè faz ferit-austenite ak fwontyè ferit-granul ferit - souvan anvan pa yon faz entèmetalik ki asosye, ki fòme an premye nan fwontyè ferit-epi pita konsome pandan faz sigma ap grandi.

Paske faz sigma se intrinsèque difisil ak frajil, epi paske fòmasyon li rale chromium ak molybdène soti nan matris ki antoure a, li kreye de pwoblèm ansanm: yon faz segondè fizikman frajil ki chita nan fwontyè grenn jaden yo, ak chromium/molybdène-rejyon apovri akote li ki pi vilnerab a korozyon lokalize. Mekanis domaj doub sa a se poukisa sigma faz embrittlement trete kòm yon risk fabwikasyon kritik olye ke yon kiryozite metaliji kosmetik.

Kisa yon koub tan-tanperati-presipitasyon (TTP) montre pou faz Sigma?

Yon koub TTP montre tanperati yon alyaj kenbe kont konbyen tan li pran pou yon kantite faz sigma parèt, ki pwodui yon koub ki gen fòm C-ki gen 'nen' ki make presipitasyon ki pi rapid posib - pou asye pur duplex, nen sa a anjeneral chita alantou 800-850 degre.

Chèchè yo konstwi koub sa yo lè yo kenbe echantiyon solisyon-rekwit yo nan yon seri tanperati fiks, epi yo mezire konbyen faz sigma ki fòme apre diferan tan kenbe, soti nan minit jiska plis pase mil èdtan. Trase sou yon tan (echèl boutèy demi lit) parapò ak aks tanperati a, koub la ki kapab lakòz sanble ak yon "C" sou kote: presipitasyon ralanti nan tou de pwent segondè ak ba nan seri risk la, ak pi rapid nan mitan an.

Etid sou fòje UNS S31803 (2205) duplex Nerjaveèi yo te idantifye pik sigma-sinetik fòmasyon alantou 850 degre, ak pibliye travay TTP spanning tan kenbe jiska ak pi lwen pase 1,000 èdtan yo konplètman karakterize koub la. Travay endepandan sou klas duplex jete, klas super duplex, ak konpozisyon mèg duplex toujou mete nen koub la nan menm gwoup jeneral 800-850 degre, menm si fòm egzak la ak chanjman distribisyon yon ti jan ak konpozisyon alyaj.

Ki ranje tanperati ki pi danjere pou fòmasyon faz Sigma?

Zòn danje pratik la kouvri apeprè 700 degre a 950 degre atravè klas duplex ak super duplex, ak yon sèl tanperati ki pi danjere - presipitasyon ki pi rapid - toujou rapòte anviwon 800–850 degre.

Andeyò gwoup sa a, foto a chanje: anba apeprè 700 degre, difizyon se ralanti ase ke fòmasyon sigma vin trè paresseux, menm si ekspoze pwolonje ka toujou pèmèt li, ak yon separe, pi ba -mekanis frajilman tanperati - 475 degre frajilman soti nan dekonpozisyon spinodal nan ferit la - risk la vin pi enpòtan olye. Pi wo pase apeprè 950-1000 degre, faz sigma vin tèmodinamikman mwens ki estab epi li gen tandans fonn tounen nan matris la, ki se baz pou rkwir solisyon kòm yon tretman chalè korektif.

Ki jan ti faz sigma li pran pou koze yon pwoblèm?

Yon ti kantite konsiderableman - ki souvan site osi ba ke 1% a 3% pa ​​volim - se ase pou lakòz yon gout konsiderab, disproporsyone nan severite enpak, ki se sa ki fè kontwòl faz sigma trè strik konpare ak anpil lòt domaj métallurgique.

Sa a se detay ki pi sipriz enjenyè nouvo nan duplex asye pur: faz sigma pa bezwen akimile nan yon fraksyon gwo anvan li vin danjere. Plizyè etid endepandan sou 2205 duplex Nerjaveèi rapòte ke kontni sigma nan yon sèl chif ki ba pa volim yo deja ase pou lakòz yon efondreman severite ki make, e ke koub enèji enpak yo swiv byen ak fòm nan koub presipitasyon sigma tèt li - menm ranje a 800-850 degre ki presipite sigma pi rapid la se tou ranje ki pi ba nan enpak la ki pwodui solidite. Kòm kenbe tan ak kontni sigma ogmante pi lwen, severite kontinye ap degrade, men gout ki pi apik, ki pi konsekan rive bonè, nan fraksyon yon enspeksyon vizyèl aksidantèl ta ka fasilman manke.

Èske sigma faz tou fè mal rezistans korozyon, oswa jis severite?

Tou de. Sigma faz presipitasyon mezirab diminye potansyèl pitting epi ogmante sansiblite nan korozyon entègranulè ak pitting, paske deplètman Kwòm- ak molibdèn-nan chak patikil sigma afebli fim pasif la egzakteman kote li pi bezwen.

Konsekans korozyon an soti dirèkteman nan fason sigma faz fòme: kòm chromium ak molybdène difize nan patikil sigma k ap grandi, matris la imedyatman ki antoure vin lokalman apovri nan eleman yo menm ki estabilize fim nan oksid pasif. Tès elektwochimik sou asye pur duplex ki gen laj montre pitting potansyèl tonbe kòm kontni sigma leve, ak rejyon an pasif rediksyon ak evantyèlman vin enstab nan pi wo fraksyon sigma.

Yo te montre twou yo nuklee preferansyèlman nan zòn kwòm- apovri sa yo ki antoure patikil sigma yo, ak echèl gravite yo ak kantite ak distribisyon sigma prezan - patikil sigma ki koryas, konsantre yo anjeneral pi domaje pase menm fraksyon nan volim ki byen dispèse. Nan ti bout tan, yon eleman ka echwe yon tès korozyon nan egzakteman menm soude oswa chalè-rejyon ki afekte kote li ta echwe tou yon tès enpak.

Poukisa soude mete duplex Nerjaveèi nan risk pou faz Sigma?

Chalè -zòn ki afekte akote yon soude inevitableman pase nan gwoup danje 700-950 degre pandan tou de chofaj ak refwadisman, ak plizyè pase soude oswa ralanti refwadisman interpass ka akimile ase tan nan gwoup sa a pou presipite faz sigma domaj menm lè pa gen yon sèl pas sanble evidamman sichofe.

Chak pase soude ak arc kreye yon gradyan tanperati ki gaye soti nan pisin soude a, epi yon kote sou gradyan sa a, metal debaz chita yon ti tan nan seri fòmasyon sigma-. Yon sèl pas rapide ka pa rete la ase lontan pou pwoblèm. Soudi milti-pase, D' chalè anwo nan syèl la, pa adekwat Interpass kontwòl tanperati, oubyen lente frechè nan seksyon byen pwès ka chak pwolonje tan ki te pase nan bann danje a byen pase sa koub TTP alyaj la pèmèt anvan domaj sigma kontni parèt. Se poutèt sa pwosedi soude pou duplex Nerjaveèi spesifye maksimòm D 'chalè, tanperati entèpass kontwole, ak - nan anpil ka - yon kondisyon pou refwadisman rapid nan seri a kritik, olye ke kite to refwadisman nan chans.

Konbyen vit Sigma Phase aktyèlman fòme - minit, oswa èdtan?

Nan nen koub la, faz sigma detektab ka kòmanse fòme nan mwens pase de zè de tan, ak nan kèk konpozisyon jete ak trè alyaj, nan apeprè 100 minit oswa mwens - ase vit ke yon refwadisman soude dousman oswa yon tretman chalè pòs-soude mal kontwole se yon risk reyèl, pa teyorik.

Pibliye done TTP pou jete CD3MN duplex Nerjaveèi mete nen an nan koub la nan apeprè 800 degre ak fòmasyon sigma detekte kòmanse alantou 100 minit nan tan kenbe. Etid sinetik sou 2205 fòje rapòte sinetik transfòmasyon ki pi rapid nan 850 degre, ak syans karakterizasyon konplè ki pwolonje tan kenbe nan plis pase 1,000 èdtan pou kat koub konplè a, ki gen ladan pousantaj fòmasyon pi dousman nan bor gwoup danje a. Enplikasyon pratik la se asimetri: pati ki pi rapid nan koub la opere sou yon echèl apeprè inèdtan a kèk èdtan, ki se byen nan tan yon soude -seksyon epè oswa yon sik founo mal kontwole ka pase pase nan seri tanperati sa a.

Ki to refwadisman ki obligatwa apre solisyon rkwit pou evite faz Sigma?

Yo rapòte vitès refwadisman pi vit pase apeprè 0.25 K/s atravè ranje fòmasyon sigma-sigma faz fòmasyon pandan refwadisman kontinyèl soti nan tanperati tretman solisyon, se poutèt sa trempe dlo oswa fòse-refwadisman lè - pa ralanti, toujou-refwadisman lè nan seksyon epè nan asye pur se pratik estanda -.

Solisyon rkwit nan tanperati ki wo (tipikman pi wo a apeprè 1000-1050 degre) fonn nenpòt faz sigma ki egziste deja epi retabli balans austenite-ferit la, men benefis la sèlman konsève si refwadisman ki vin apre a pase nan seri fòmasyon sigma-pi vit ase pou anpeche nouvo presipitasyon. Etid transfòmasyon kontinyèl -refwadisman- ki te bati ansanm ak done TTP konfime ke refwadisman ase vit - ak papòt ki pibliye nan yon seri apeprè yon ka degre Sèlsiyis pou chak segonn - evite fòmasyon sigma ki gen sans menm si menm materyèl la ta fasilman fòme sigma si yo te kenbe izotèmik nan gwoup danje a. Se jisteman poukisa konpozan duplex seksyon epè-bezwen trempe agresif apre rkwir solisyon an: mas pou kont li ka ralanti vitès refwadisman nan nwayo eleman an anba papòt sa a menm lè sifas la refwadi byen vit.

Kouman yo detekte faz Sigma nan eleman fini oswa nan{0}}konpozan sèvis yo?

Egzamen metalografik ak grave selektif rete metòd referans, men teknik nondestructive - ki gen ladan metòd mayetik ak elektwochimik ki eksplwate pwopriyete distenk faz sigma a soti nan ferit - yo de pli zan pli itilize pou ekran konpozan san yo pa koupe echantiyon.

Metalografi: seksyon poli ak etchants selektif revele mòfoloji faz sigma ak distribisyon dirèkteman, epi yo rete estanda pou volim definitif -quantifikasyon fraksyon.

Tès enpak: Tès Charpy se yon endikatè endirèk fò, depi koub enèji enpak byen swiv kontni sigma nan asye pur duplex ki gen laj.

Metòd mayetik ak elektwomayetik: paske faz sigma se pa-mayetik pandan y ap ferit se feromayetik, fòmasyon li yo ka chanje repons mayetik materyèl la, sa ki pèmèt apwòch tès depistaj nondestructive.

Tès elektwochimik: polarizasyon potansyodinamik ka detekte gout nan potansyèl pitting ki asosye ak sigma-kwòm ki gen rapò ak rediksyon molybdène, bay yon ekran korozyon endirèk men sansib ki baze sou-.

Pou konpozan fabrike kritik, yon konbinezon apwòch - olye de nenpòt tès sèl - bay foto ki pi serye, paske pèt solidite, sansiblite korozyon, ak kontni sigma yo obsève dirèkteman pa toujou deplase nan yon pakèt etap nan fraksyon sigma ki ba anpil.

Kisa fabrikè yo ta dwe fè pou anpeche faz Sigma dekonfliksyon?

Kontwole antre chalè ak tanperati entèpasaj pandan soude, fre rapidman nan seri 700-950 degre apre nenpòt ki ekspoze tanperati ki wo -, epi verifye rezilta a ak tès enpak olye ke konte sou enspeksyon vizyèl pou kont li.

Espesifye ak aplike limit maksimòm entèpasaj tanperati ak chalè nan spesifikasyon pwosedi soude a, paske sa yo kontwole dirèkteman konbyen tan chalè -zon ki afekte a rete nan gwoup danje a.

Sèvi ak refwadisman rapid - dlo refwadisman oswa fòse-lè refwadisman jan sa apwopriye a epesè seksyon - apre rkwir solisyon oswa nenpòt sik tèmik tanperati ki wo, olye ke pèmèt refwadisman lè dousman, toujou-.

Kont pou epesè seksyon klèman: konpozan epè yo fre pi dousman nan nwayo yo epi yo ka bezwen trempe pi agresif pou reyalize menm pousantaj refwadisman efikas kòm seksyon mens.

Mande tès enpak Charpy sou dosye kalifikasyon pwosedi ak, kote pratik, sou soude pwodiksyon, depi pèt severite se youn nan endikatè ki pi sansib nan fòmasyon sigma incipient.

Kote kondisyon sèvis yo enplike ekspoze repete oswa pwolonje tou pre gwoup danje a, evalye seleksyon alyaj tèt li - kèk konpozisyon duplex ak estrateji alyaj retade fòmasyon sigma pi efikas pase lòt.

Kesyon yo poze souvan

Nan ki tanperati faz sigma fòme pi rapid nan duplex asye pur?

Pi fò etid tan -tanperati- ki pibliye yo mete fòmasyon sigma ki pi rapid - 'nen' koub la - alantou 800–850 degre, menmsi valè egzak la chanje yon ti kras ak konpozisyon alyaj.

Konbyen faz sigma ki danjere?

Surprenante ti kras. Plizyè etid rapòte pèt solidite konsiderab nan fraksyon sigma nan yon seri apeprè 1% a 3% pa ​​volim, byen anvan faz la vin fasil pou wè san egzamen metalografik.

Èske faz sigma afekte rezistans korozyon oswa jis severite mekanik?

Tou de. Fòmasyon faz Sigma diminye chromium ak molybdenum soti nan matris ki antoure a, ki mezirab diminye potansyèl pitting epi ogmante sansiblite korozyon intergranular ak pitting, anplis diminye severite enpak.

Èske faz sigma ka retire yon fwa li te fòme?

Wi, jeneralman atravè tretman solisyon nan tanperati ase wo (souvan pi wo a apeprè 1000-1050 degre) ki te swiv pa refwadisman rapid, ki fonn faz sigma a tounen nan matris la epi restore mikwostrikti balanse - bay refwadisman ki vin apre a ase vit pou anpeche refòmasyon.

Poukisa se soude kòz ki pi komen nan faz sigma nan jaden an?

Paske zòn chalè-afèkte alantou nenpòt soude inevitableman pase nan seri tanperati fòmasyon sigma-pandan chofaj ak refwadisman, ak soude milti-pase oswa gwo opinyon chalè ka akimile ase tan nan seri sa a pou presipite kontni sigma ki domaje.