مقاومت در برابر دمای بالا: 1.4841 در مقابل 1.4845 فولاد ضد زنگ

1.4841 و 1.4845: خانواده 25Cr{4}}20Ni مقاوم در برابر حرارت

1.4841 (X15CrNiSi25-20) و 1.4845 (X8CrNi25-21) فولادهای زنگ نزن آستنیتی مقاوم در برابر حرارت هستند که در سری EN 10088 استاندارد شده و برای قطعاتی که در دمای بالا در اتمسفرهای اکسید کننده کار می کنند استفاده می شود. هر دو گرید بر روی پایه 24-26٪ کروم، 19-22٪ نیکل ساخته شده اند، ترکیبی که به این خانواده مقاومت در برابر پوسته شدن و حمله گازهای حاصل از احتراق می دهد. تفاوت های عملی بین این دو درجه در سطوح سیلیکون و کربن است و این تفاوت های کوچک دمای سرویس، جوش پذیری و هزینه ساخت را کنترل می کند.

ترکیب شیمیایی و معادل های استاندارد

عنصر (wt%)	1.4841 X15CrNiSi25-20	1.4845 X8CrNi25-21
C	حداکثر 0.15	حداکثر 0.10
سی	1.50-2.50	حداکثر 1.50
منگنز	حداکثر 2.00	حداکثر 2.00
P	حداکثر 0.045	حداکثر 0.045
S	حداکثر 0.015	حداکثر 0.015
Cr	24.0-26.0	24.0-26.0
نی	19.0-22.0	19.0-22.0
معادل ASTM	UNS S31000 (AISI 310)	UNS S31008 (AISI 310S)

محدودیت‌های ترکیب از EN 10088-1 / EN پیروی می‌کنند. 1.4845 نوع کم کربن است. یک تصور غلط رایج این است که 1.4845 از مولیبدن قدرت خزش پیدا می کند. اینطور نیست: هیچ کدام از گریدها مولیبدن را به عنوان یک آلیاژ عمدی فهرست نمی کنند. رفتار اکسیداسیون و خزش این خانواده توسط کروم، نیکل، سیلیکون و کربن کنترل می شود، نه مولیبدن.

عملکرد دمای بالا-

در دمای بالا، مقیاس محافظ تشکیل‌شده توسط پایه 25Cr-20Ni در برابر اکسیداسیون مداوم مقاومت می‌کند، و سیلیکون موجود در 1.4841 چسبندگی مقیاس و مقاومت در برابر پوسته شدن را در طول چرخه حرارتی بهبود می‌بخشد. در نتیجه 1.4841 معمولاً برای غلتک‌های کوره، لوله‌های تابشی، سبدهای تصفیه گرما{10}}و اجزای تصفیه اگزوز با سرویس مداوم معمولی در حدود 1000 درجه سانتی‌گراد و حداکثر دمای 1050 تا 1100 درجه سانتی‌گراد{8}} مشخص می‌شود، با کربن قابل استفاده در ریزساختارهای 0.10% بهتر است. قطعات داخلی دیگ بخار، قطعات محفظه احتراق و تجهیزات عملیات حرارتی جوش داده شده با سرویس مداوم در حدود 1050 درجه سانتیگراد. محدودیت های دمایی دقیق به جو، سطح تنش و چرخه بستگی دارد و باید در مقابل روش طراحی اجزا تأیید شود.

استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی

در دمای اتاق، هر دو درجه استحکام کششی در محدوده 500-700 مگاپاسکال در شرایط آنیل شده ارائه می‌کنند. در دمای بالا، ویژگی کنترل کننده، مقاومت خزشی و گسیختگی است تا مقاومت کششی در دمای اتاق{6}}. کربن بالاتر 1.4841 از تشکیل کاربید پشتیبانی می کند که به مقاومت در برابر تغییر شکل تحت بار پایدار کمک می کند. از نظر خوردگی، هر دو گرید در برابر اکسیداسیون، کربوریزاسیون و حمله گازهای احتراق داغ مقاومت می کنند و هر دو در اسید نیتریک و محیط های شیمیایی ملایم عملکرد خوبی دارند. با این حال، از آنجایی که هیچ یک از گریدها حاوی مولیبدن نیستند، مقاومت حفره‌ای در محیط‌های-غنی از کلرید یا آب دریا-محدود است. برای سرویس کلرید، به جای آن، یک گرید یاتاقان مولیبدن- مانند 316L یا یک گرید فوق آستنیتی 6 درصد مو لازم است.

ساخت و جوش

1.4841 سخت تر از 1.4845 است زیرا محتوای سیلیکون بالا سخت شدن کار را تسریع می کند. ابزار کاربید و کاهش سرعت توصیه می شود. جوشکاری هر دو درجه با پرکننده‌های آلیاژی بالا- از نوع 310، حرارت ورودی کم و کنترل بین پاسی برای جلوگیری از ترک‌خوردگی داغ انجام می‌شود. 1.4841 به دلیل سطح سیلیکون آن به پیشگرم و کنترل بین گذری شدیدتر نیاز دارد. 1.4845 برای اجزای جوش داده شده و شکل‌دهی شده درجه قابل قبول‌تری دارد و در جایی که پیچیدگی ساخت بالا است ترجیح داده می‌شود. عملیات حرارتی پس از جوش{8}معمولاً برای هر یک از این دو درجه مورد نیاز نیست.

راهنمای انتخاب

1.4841 را انتخاب کنید، زمانی که جزء چرخه حرارتی مکرر می بیند، نیاز به مقیاس محکمی دارد، و ساخت آن ساده است، به عنوان مثال غلطک های کوره، نازل های مشعل و قطعات سیستم اگزوز. هنگامی که قطعه جوش داده می شود یا به صورت سرد شکل می گیرد، زمانی که مجموعه بزرگ است، یا زمانی که حداکثر پایداری ریزساختاری در دمای بالا پیوسته مهم است، مانند قطعات داخلی دیگ بخار، محفظه های احتراق و مجموعه های لوله تابشی، 1.4845 را انتخاب کنید. هنگامی که کلرید یا آب دریا وجود دارد، به یک گرید ضد زنگ آلیاژی مولیبدن{4}} بروید و به این خانواده متکی نباشید.

سوالات متداول

آیا 1.4841 و 1.4845 همان 310 و 310S هستند؟

آنها همتای EN خانواده ASTM 310 هستند: 1.4841 تقریبی UNS S31000 (310) و 1.4845 تقریبی UNS S31008 (310S). محدودیت های EN و ASTM کمی متفاوت است، بنابراین از استاندارد مشخص شده در سفارش خرید استفاده کنید.

آیا 1.4845 حاوی مولیبدن است؟

نه. 1.4845 و 1.4841 مولیبدن را به عنوان یک آلیاژ عمدی ذکر نکرده اند. مقاومت در برابر حرارت بالا از کروم، نیکل و سیلیکون ناشی می‌شود. انتظار نداشته باشید که مقاومت حفره ای کلریدی قابل مقایسه با گریدهای مولیبدن- باشد.

کدام درجه در سرویس مداوم دمای بالاتری را تحمل می کند؟

1.4845 معمولاً برای سرویس مداوم نزدیک به 1050 درجه سانتیگراد رتبه بندی می شود، در حالی که 1.4841 معمولاً در حدود 1000 درجه سانتیگراد با حداکثر دمای 1100 درجه سانتیگراد استفاده می شود. عامل محدود کننده معمولاً رفتار خزش و پوسته پوسته شدن تحت جو واقعی و استرس است، بنابراین رتبه بندی ها باید به عنوان یک راهنما تلقی شوند نه محدودیت مطلق.

آیا می توان این گریدها را جوش داد؟

بله. استفاده از فلز پرکننده منطبق 310-با ورودی گرمای کم و دمای بینگذر کنترل‌شده. 1.4841 به کنترل دقیق‌تری نیاز دارد زیرا محتوای سیلیکون بالاتر آن حساسیت به ترک-گرم را افزایش می‌دهد. عملیات حرارتی پس از جوش معمولاً مورد نیاز نیست.

آیا 1.4841 یا 1.4845 می تواند جایگزین 316L در سرویس کلراید شود؟

خیر. هر دو گرید فاقد مولیبدن هستند و مقاومت حفره ای محدودی در محیط های کلرید دارند. برای سرویس آب دریا یا کلرید، به جای آن 316L، 317L یا درجه 6% Mo فوق-آستنیتی را مشخص کنید.

چگونه بین 1.4841 و 1.4845 برای قطعات کوره تصمیم بگیرم؟

از 1.4841 برای قطعات ساده ریخته گری یا آهنگری که در معرض چرخه حرارتی قرار دارند، جایی که چسبندگی مقیاس اهمیت دارد، استفاده کنید. از 1.4845 برای مجموعه های جوش داده شده، سازه های بزرگ و برنامه هایی استفاده کنید که کربن کم جوش پذیری و پایداری ریزساختاری بلند مدت را بهبود می بخشد.