Cari
Keluli tahan karat dupleks (DSS) digunakan secara meluas dalam sektor kejuruteraan minyak dan gas, kimia, dan luar pesisir untuk kekuatan tinggi dan rintangan kakisan yang sangat baik. Walau bagaimanapun, prestasi tinggi DSS bergantung pada struktur mikrostruktur seimbang austenit (γ) dan ferit (δ). Apabila DSS terdedah kepada atau dikendalikan untuk tempoh yang panjang dalam julat suhu tertentu, fasa ferit terurai, mencetuskan pelbagai "fasa yang merosakkan." Ini menimbulkan masalah dengan teruk menjejaskan ketahanan mekanikal dan ketahanan kakisan bahan, yang menimbulkan ancaman yang signifikan terhadap kebolehpercayaan aplikasi kejuruteraan.
1. Pembunuh Brittleness: pemendakan fasa σ dan χ
Dari semua fasa yang merosakkan, fasa σ tidak diragukan lagi yang paling terkenal dan merosakkan.
Julat suhu pemendakan: σ fasa mendahului terutamanya antara 600 ° C dan 950 ° C, dengan kinetika pemendakannya memuncak sekitar 800 ° C hingga 880 ° C.
Komposisi kimia: σ fasa adalah sebatian intermetallic yang kaya dengan kromium (Cr) dan molibdenum (MO). Ia membentuk melalui penguraian δ ferit atau tindak balas penguraian eutektoid pada antara muka antara δ ferit dan γ austenite.
Kesan prestasi: Pemendakan fasa σ mempunyai kesan dua arah ke atas sifat kejuruteraan DSS. Pertama, fasa σ itu sendiri adalah fasa keras dan rapuh. Kehadirannya secara mendadak mengurangkan ketangguhan kesan bahan, menjadikannya mudah rapuh pada suhu rendah atau di bawah keadaan kepekatan tekanan. Kedua, semasa pemendakan, fasa σ menggunakan sejumlah besar Cr dan MO dari matriks δ ferit sekitar, mengakibatkan kawasan Cr- dan MO-hancur yang mengelilingi fasa σ. Kawasan -kawasan yang habis ini mengurangkan rintangan kakisan, menjadi terdedah kepada pitting dan kakisan intergranular.
Fasa CHI juga merupakan sebatian intermetallic yang kaya dengan Cr- dan MO yang biasanya terbentuk dalam julat suhu yang sama seperti fasa σ (700 ° C hingga 900 ° C). Walau bagaimanapun, fasa χ biasanya mendahului secara sengaja sebagai fasa metastable pada permulaan penuaan, hanya kemudian berubah menjadi fasa σ yang lebih stabil. Kesan negatifnya terhadap sifat -sifatnya adalah serupa dengan fasa σ, yang membawa kepada pelengkap dan penurunan rintangan kakisan.
2. 475 ° C Embrittlement: ancaman tersembunyi pada suhu rendah
Sebagai tambahan kepada fasa σ di kawasan suhu tinggi, keluli tahan karat dupleks juga mengalami zon bahaya pada suhu yang lebih rendah, yang dikenali sebagai 475 ° C embrittlement.
Julat suhu hujan: Fenomena ini berlaku antara 350 ° C dan 550 ° C, dengan keparahan puncak sekitar 475 ° C.
Micromechanism: Dalam julat suhu ini, fasa ferit delta mengalami penguraian spinodal, memecah menjadi dua struktur ferit nanoscale: fasa α 'yang kaya dengan kromium (Cr-kaya α') dan fasa α kromium-ma (Cr-moor α).
Kesan Prestasi: Pemisahan fasa nanoscale ini meningkatkan kekerasan dan kekuatan bahan, tetapi dengan ketara mengurangkan ketangguhan kesannya. Walaupun pelindung suhu rendah ini kurang teruk dan meresap daripada pemendakan fasa σ pada rintangan kakisan, fasa α yang kaya dengan kromium juga boleh menyebabkan peningkatan kerentanan kakisan dalam media tertentu. Perlu diingat bahawa penguraian spinodal biasanya memerlukan tempoh penuaan yang panjang, tetapi kinetika hujan dapat dipercepat dalam bahan yang bekerja sejuk.
3. Karbonitrida dan austenit sekunder
Sebagai tambahan kepada precipitates utama yang disebutkan di atas, fasa -fasa yang lain yang merosakkan boleh terbentuk dalam keadaan tertentu:
Karbida dan nitrida: antara 550 ° C dan 750 ° C, kromium karbida (CR23 C6) atau nitrida mungkin mendakan. Walaupun kandungan karbon (c) DSS moden biasanya disimpan pada tahap yang sangat rendah (≤0.03%), precipitates ini mungkin masih terbentuk di sempadan bijian, memakan CR dan menimbulkan risiko kakisan intergranular.
Austenite sekunder (γ2): Semasa pemendakan fasa σ, penguraian δ ferit secara serentak membentuk austenit sekunder yang kaya dengan nikel (γ2). Walaupun γ2 sendiri bukan fasa yang merosakkan secara langsung, mekanisme pembentukannya berkait rapat dengan pemendakan fasa σ. Kehadirannya menandakan penguraian δ ferit, secara tidak langsung memberi isyarat kemerosotan dalam sifat bahan.
