አብዛኛው ተጠቃሚዎች ከ250 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በላይ በሆነው የድፕሌክስ ደረጃዎች በአከርካሪ አጥንት መበስበስ ምክንያት በሚፈጠር ግርዶሽ ሊጎዱ እንደሚችሉ ያውቃሉ።ግን 250 ° ሴ ፍፁም ገደብ ነው?የተጋላጭነት ጊዜ ምን ውጤት አለው እና ዘንበል እና ሱፐር ዱፕሌክስ በተለየ መንገድ ያሳያሉ?

ምክንያቶች የተገደበ የአሠራር ሙቀት

ባለ ሁለትዮሽ ማቴሪያሎች ለከፍተኛ ሙቀት መጋለጥ የሚያስፈልጋቸው የተለመዱ አፕሊኬሽኖች የግፊት መርከቦች፣ የአየር ማራገቢያ ቢላዋዎች ወይም የጭስ ማውጫ ጋዝ መጥረጊያዎች ናቸው።የቁሳቁስ ባህሪያት መስፈርቶች ከከፍተኛ የሜካኒካዊ ጥንካሬ እስከ ዝገት መቋቋም ሊደርሱ ይችላሉ.በዚህ ጽሑፍ ውስጥ የተብራሩት የክፍል ኬሚካላዊ ቅንጅቶች በሰንጠረዥ 1 ውስጥ ተዘርዝረዋል.

ስፒኖዶል መበስበስ

ስፒኖዶል መበስበስ (በተጨማሪም ዲሚክስንግ ወይም በታሪክ 475 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ-embrittlement ይባላል) በferritic ምዕራፍ ውስጥ የክፍል መለያየት አይነት ሲሆን ይህም በ 475 ​​ዲግሪ ሴንቲግሬድ የሙቀት መጠን ይከሰታል።በጣም የተገለጸው ውጤት በአጉሊ መነጽር ውስጥ ለውጥ ነው, ይህም የ α' ደረጃ እንዲፈጠር ያደርገዋል, ይህም የቁሳቁስ መጨናነቅን ያስከትላል.ይህ ደግሞ የመጨረሻውን ምርት አፈፃፀም ይገድባል.
ምስል 1 በ 475 ​​ዲግሪ ሴንቲግሬድ ክልል ውስጥ የሚወከለው የስፒኖዶል መበስበስ ያለበትን የዲፕሌክስ ቁሳቁሶች የሙቀት ጊዜ ሽግግር (ቲቲቲ) ንድፍ ያሳያል.ይህ የቲቲቲ ሥዕላዊ መግለጫ በ Charpy-V ናሙናዎች ላይ በተፅዕኖ የጥንካሬ ሙከራ የሚለካ ጥንካሬን በ50% መቀነስን እንደሚያመለክት ልብ ሊባል ይገባል።በአንዳንድ አፕሊኬሽኖች ውስጥ የበለጠ የጠንካራነት መቀነስ ተቀባይነት ሊኖረው ይችላል፣ ይህም የቲቲ ዲያግራም ቅርፅን ይለውጣል።ስለዚህ፣ የተወሰነ ከፍተኛ የብኪ (ብኪ) የማዘጋጀት ውሳኔ ተቀባይነት ያለው የመደመር ደረጃ ነው ተብሎ በሚታሰበው ላይ ማለትም ለመጨረሻው ምርት የጥንካሬ ቅነሳ ነው።በታሪካዊ የቲቲቲ-ግራፍቶችም የተዘጋጁት እንደ 27J ያለ የተወሰነ ገደብ በመጠቀም እንደሆነ መጠቀስ አለበት።

ከፍተኛ ቅይጥ ደረጃዎች

ምስል 1 እንደሚያሳየው ከኤልዲኤክስ 2101 ክፍል ወደ ኤስዲኤክስ 2507 ያለው ቅይጥ ንጥረ ነገሮች መጨመር ወደ ፈጣን የመበስበስ መጠን ያመራል፣ ዘንበል ባለ ዱፕሌክስ ግን የመበስበስ ዘግይቶ መጀመሩን ያሳያል።እንደ ክሮሚየም (ሲአር) እና ኒኬል (ኒ) ያሉ ቅይጥ ንጥረ ነገሮች በአከርካሪ አጥንት መበስበስ እና መጨፍለቅ ላይ የሚያሳድሩት ተጽእኖ ቀደም ባሉት ምርመራዎች ታይቷል 5-8 ይህ ተጽእኖ በስእል 2 የበለጠ ተብራርቷል. ከ 300 ወደ 350 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ከፍ ያለ ሲሆን ለከፍተኛ ቅይጥ ኤስዲኤክስ 2507 ከአነስተኛ ቅይጥ DX 2205 የበለጠ ፈጣን ነው።
ይህ ግንዛቤ ደንበኞቻቸው ለመረጡት ክፍል እና መተግበሪያ የሚስማማውን ከፍተኛውን የብኪ እንዲወስኑ ለመርዳት ወሳኝ ሊሆን ይችላል።

ከፍተኛውን የሙቀት መጠን መወሰን

ቀደም ሲል እንደተገለፀው ከፍተኛው የብኪ ለባለ ሁለትፕሌክስ ቁሳቁስ ተቀባይነት ባለው የተፅዕኖ ጥንካሬ መቀነስ መሰረት ሊዘጋጅ ይችላል።በተለምዶ፣ ብሉይ ኪዳን ከ50% የጥንካሬ ቅነሳ እሴት ጋር ይዛመዳል።

OT በሙቀት እና በጊዜ ይወሰናል

በስእል 1 በቲቲቲ ዲያግራም ውስጥ በኩርባዎቹ ጅራቶች ውስጥ ያለው ቁልቁል የአከርካሪ አጥንት መበስበስ በአንድ የሙቀት መጠን ብቻ እንደማይከሰት እና ከዚያ በታች እንደሚቆም ያሳያል።ይልቁንም የዱፕሌክስ ቁሶች ከ 475 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በታች የሙቀት መጠን ሲጋለጡ የማያቋርጥ ሂደት ነው.ነገር ግን በዝቅተኛ ስርጭት ፍጥነት ምክንያት ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ማለት መበስበስ በኋላ ይጀምራል እና በጣም በዝግታ እንደሚቀጥል ግልጽ ነው።ስለዚህ፣ ባለ ሁለትዮሽ ቁስን በዝቅተኛ የሙቀት መጠን መጠቀም ለዓመታት ወይም ለአስርተ ዓመታት ችግር ላያመጣ ይችላል።ሆኖም በአሁኑ ጊዜ የተጋላጭነት ጊዜን ከግምት ውስጥ ሳያስገባ ከፍተኛውን የብኪ የማዘጋጀት አዝማሚያ አለ።ዋናው ጥያቄ ስለዚህ አንድን ቁሳቁስ ለመጠቀም ወይም ላለመጠቀም ምን ዓይነት የሙቀት-ጊዜ ጥምረት ጥቅም ላይ መዋል አለበት?ሄርዝማን እና ሌሎች 10 ይህን አጣብቂኝ በጥሩ ሁኔታ ያጠቃልሉታል፡ “… አጠቃቀሙ በሙቀቶች ብቻ የተገደበ ሲሆን ይህም የዲሚክስንግ እንቅስቃሴ በጣም ዝቅተኛ ስለሆነ ምርቱ በተዘጋጀው የቴክኒካል ህይወት ውስጥ አይከሰትም…”።

የብየዳ ተጽዕኖ

አብዛኛዎቹ አፕሊኬሽኖች ክፍሎችን ለመቀላቀል ብየዳ ይጠቀማሉ።የዌልድ ማይክሮስትራክቸር እና ኬሚስትሪው ከመሠረቱ ቁሳቁስ 3 እንደሚለያይ ይታወቃል.በመሙያ ቁሳቁስ ፣ በመገጣጠም ቴክኒክ እና በመገጣጠም መለኪያዎች ላይ በመመርኮዝ የመገጣጠሚያዎች ማይክሮስትራክቸር ከጅምላ ቁሳቁስ ጋር ይለያያል።ማይክሮስትራክተሩ በተለምዶ ጥቅጥቅ ያለ ነው, እና ይህ በከፍተኛ ሙቀት የተጎዳውን ዞን (HTHAZ) ያካትታል, ይህም በመገጣጠሚያዎች ውስጥ የአከርካሪ አጥንት መበስበስ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል.በጅምላ እና በመገጣጠም መካከል ያለው የጥቃቅን መዋቅር ልዩነት እዚህ የተገመገመ ርዕስ ነው።

የተገደቡ ሁኔታዎችን ማጠቃለል

የቀደሙት ክፍሎች ወደሚከተለው መደምደሚያ ይመራሉ.

• ሁሉም ባለ ሁለትዮሽ ቁሳቁሶች ተገዢ ናቸው
  በ 475 ​​ዲግሪ ሴንቲግሬድ አካባቢ ባለው የሙቀት መጠን ወደ ስፒኖዶል መበስበስ.
• በድብልቅ ይዘት ላይ በመመስረት ፈጣን ወይም ቀርፋፋ የመበስበስ መጠን ይጠበቃል።ከፍተኛ CR እና ኒ ይዘት ፈጣን መቀላቀልን ያበረታታል።
• ከፍተኛውን የአሠራር ሙቀት ለማዘጋጀት፡-
  - የሥራው ጊዜ እና የሙቀት መጠን ጥምረት ግምት ውስጥ መግባት አለበት.
  - ተቀባይነት ያለው የጥንካሬ መቀነስ ደረጃ ማለትም የሚፈለገው የመጨረሻ ጥንካሬ ደረጃ መቀመጥ አለበት።
• እንደ ብየዳ ያሉ ተጨማሪ ማይክሮስትራክቸራል ክፍሎች ሲገቡ ከፍተኛው የብኪው የሚወሰነው በደካማው ክፍል ነው።

ዓለም አቀፍ ደረጃዎች

ለዚህ ፕሮጀክት በርካታ የአውሮፓ እና የአሜሪካ ደረጃዎች ተገምግመዋል።በግፊት መርከቦች እና በቧንቧ ክፍሎች ውስጥ ባሉ አፕሊኬሽኖች ላይ አተኩረዋል.በአጠቃላይ፣ ከተገመገሙት መመዘኛዎች መካከል የሚመከረው ከፍተኛ የብኪ ልዩነት ወደ አውሮፓዊ እና አሜሪካዊ አመለካከት ሊከፋፈል ይችላል።
ለአይዝጌ ብረቶች የአውሮፓ የቁሳቁስ ዝርዝር መመዘኛዎች (ለምሳሌ EN 10028-7፣ EN 10217-7) ከፍተኛውን የብኪ 250 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ የሚያመለክቱ የቁሳቁስ ንብረቶች እስከዚህ የሙቀት መጠን ድረስ ብቻ ይሰጣሉ።በተጨማሪም የአውሮፓ ዲዛይን ደረጃዎች የግፊት መርከቦች እና ቧንቧዎች (EN 13445 እና EN 13480 በቅደም ተከተል) በቁሳዊ ደረጃቸው ውስጥ ከተሰጡት ስለ ከፍተኛው የብኪ ምንም ተጨማሪ መረጃ አይሰጡም።
በአንጻሩ የአሜሪካ የቁስ ዝርዝር መግለጫ (ለምሳሌ ASME SA-240 የ ASME ክፍል II-A) ምንም አይነት የሙቀት መጠን መረጃን በጭራሽ አያቀርብም።ይህ ውሂብ በምትኩ ASME ክፍል II-D, 'Properties' ውስጥ የቀረበ ነው, ይህም ግፊት ዕቃዎች አጠቃላይ የግንባታ ኮዶች, ASME ክፍል VIII-1 እና VIII-2 (የኋለኛው ይበልጥ የላቀ ንድፍ መንገድ ያቀርባል).በ ASME II-D ውስጥ፣ ከፍተኛው OT በግልፅ እንደ 316 ° ሴ ለአብዛኛዎቹ የዱፕሌክስ ውህዶች ተቀምጧል።
ለግፊት ቧንቧዎች ሁለቱም የንድፍ ደንቦች እና የቁሳቁስ ባህሪያት በ ASME B31.3 ውስጥ ተሰጥተዋል.በዚህ ኮድ ውስጥ, የሜካኒካል መረጃ ለ duplex alloys እስከ 316 ° ሴ ከፍተኛው የብኪ ግልጽ መግለጫ ሳይሰጥ ይቀርባል.ቢሆንም፣ መረጃውን በASME II-D ውስጥ የተፃፈውን ለማክበር መተርጎም ትችላለህ፣ እና ስለዚህ፣ ለአሜሪካን መመዘኛዎች ከፍተኛው የብኪነት መጠን በአብዛኛዎቹ ሁኔታዎች 316 ° ሴ ነው።
ከከፍተኛው የብኪ መረጃ በተጨማሪ የአሜሪካም ሆነ የአውሮፓ መመዘኛዎች ከፍ ባለ የሙቀት መጠን (>250 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ) ረዘም ላለ ጊዜ ተጋላጭነት የመጋለጥ አደጋ እንዳለ ያመለክታሉ፣ ይህም በንድፍ እና በአገልግሎት ደረጃ ላይ መታየት አለበት።
ለመበየድ፣ አብዛኛዎቹ መመዘኛዎች በአከርካሪ አጥንት መበስበስ ላይ ባለው ተጽእኖ ላይ ምንም አይነት ጥብቅ መግለጫ አይሰጡም።ነገር ግን፣ አንዳንድ መመዘኛዎች (ለምሳሌ ASME VIII-1፣ Table UHA 32-4) የተወሰኑ የድህረ-ዌልድ የሙቀት ሕክምናዎችን የማካሄድ እድልን ያመለክታሉ።እነዚህም አይፈለጉም ወይም የተከለከሉ አይደሉም, ነገር ግን በሚሰሩበት ጊዜ በደረጃው ውስጥ አስቀድመው በተቀመጡት መለኪያዎች መሰረት መከናወን አለባቸው.

ኢንዱስትሪው ምን ይላል

በበርካታ ሌሎች የዱፕሌክስ አይዝጌ ብረት አምራቾች የሚመረተው መረጃ ለውጤታቸው የሙቀት መጠንን በተመለከተ ምን እንደሚገናኙ ለማየት ተገምግሟል።2205 በ 315 ° ሴ በኤቲ የተገደበ ነው፣ነገር ግን አሴሪኖክስ ብኪን ለተመሳሳይ ክፍል ያዘጋጀው በ250°C ብቻ ነው።እነዚህ ለ2205ኛ ክፍል የላይ እና የታችኛው የብኪ ገደቦች ሲሆኑ በመካከላቸው ደግሞ ሌሎች ኦቲዎች በAperam (300°C)፣ Sandvik (280°C) እና ArcelorMittal (280°C) ይገናኛሉ።ይህ ለአንድ ክፍል ብቻ ከአምራች እስከ አምራች በጣም የሚነጻጸሩ ንብረቶችን የሚጠቁሙ ከፍተኛ የኦቲቲዎች መስፋፋትን ያሳያል።
አንድ አምራች ለምን የተወሰነ የብኪን እንዳዘጋጀ የጀርባው ምክንያት ሁልጊዜ አይገለጽም።በአብዛኛዎቹ ሁኔታዎች, ይህ በአንድ የተወሰነ መስፈርት ላይ የተመሰረተ ነው.የተለያዩ መመዘኛዎች የተለያዩ ኦቲዎችን ያስተላልፋሉ፣ ስለዚህም በእሴቶች ውስጥ መስፋፋት።አመክንዮአዊ መደምደሚያው የአሜሪካ ኩባንያዎች በ ASME መስፈርት ውስጥ በተገለጹት መግለጫዎች ምክንያት ከፍተኛ ዋጋ ያዘጋጃሉ, የአውሮፓ ኩባንያዎች ደግሞ በ EN ደረጃ ምክንያት ዝቅተኛ ዋጋ ያዘጋጃሉ.

ደንበኞች ምን ይፈልጋሉ?

በመጨረሻው ትግበራ ላይ በመመስረት የቁሳቁሶች የተለያዩ ጭነቶች እና መጋለጥ ይጠበቃሉ.በዚህ ኘሮጀክት ውስጥ, በአከርካሪ አጥንት መበስበስ ምክንያት መጨፍጨፍ ለግፊት መርከቦች በጣም ስለሚተገበር በጣም ፍላጎት ነበረው.
ነገር ግን፣ የሁለትዮሽ ደረጃዎችን ለመካከለኛ ሜካኒካል ሸክሞች ብቻ የሚያጋልጡ እንደ ማጽጃ11-15 ያሉ የተለያዩ መተግበሪያዎች አሉ።ሌላው ጥያቄ ለድካም ሸክሞች ከተጋለጡ የአየር ማራገቢያ ቢላዋዎች እና አስመጪዎች ጋር የተያያዘ ነበር።ጽሑፎቹ እንደሚያሳዩት የድካም ጭነት በሚተገበርበት ጊዜ የአከርካሪ አጥንት መበስበስ በተለየ መንገድ ይሠራል።በዚህ ደረጃ, የእነዚህ አፕሊኬሽኖች ከፍተኛው ኦቲቲ ልክ እንደ ግፊት መርከቦች በተመሳሳይ መንገድ ሊዘጋጁ እንደማይችሉ ግልጽ ይሆናል.
ሌላው የጥያቄዎች ክፍል ከዝገት ጋር ለተያያዙ አፕሊኬሽኖች ብቻ ለምሳሌ የባህር ውስጥ የጭስ ማውጫ ጋዝ መጥረጊያዎች።በእነዚህ አጋጣሚዎች, የዝገት መቋቋም በሜካኒካዊ ጭነት ውስጥ ካለው የብኪ ገደብ የበለጠ አስፈላጊ ነው.ይሁን እንጂ ሁለቱም ነገሮች የመጨረሻውን ምርት አሠራር ላይ ተጽእኖ ያሳድራሉ, ይህም ከፍተኛውን የብኪ ሲያመለክቱ ግምት ውስጥ መግባት ይኖርበታል.በድጋሚ, ይህ ጉዳይ ከቀደሙት ሁለት ጉዳዮች ይለያል.
ባጠቃላይ፣ ለደንበኞቻቸው ተስማሚ የሆነውን ከፍተኛ የብኪ ትምህርት ለዲፕሌክስ ውጤታቸው ሲመክሩ፣ የመተግበሪያው አይነት እሴቱን በማዘጋጀት ረገድ ወሳኝ ጠቀሜታ አለው።ይህ ተጨማሪ አንድ ነጠላ የብኪን ለአንድ ክፍል የማዘጋጀት ውስብስብነትን ያሳያል፣ ምክንያቱም ማቴሪያሉ የተዘረጋበት አካባቢ በእምብርት ሂደት ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራል።

ለ duplex ከፍተኛው የሙቀት መጠን ምን ያህል ነው?

እንደተጠቀሰው, ከፍተኛው የክወና ሙቀት በጣም ዝቅተኛ በሆነው የአከርካሪ አጥንት መበስበስ ይዘጋጃል.ግን ይህንን የሙቀት መጠን እንዴት እንለካለን እና በትክክል "ዝቅተኛ ኪኔቲክስ" ምንድን ነው?ለመጀመሪያው ጥያቄ መልሱ ቀላል ነው.የመበስበስ መጠን እና ሂደትን ለመገመት የጠንካራነት መለኪያዎች በተለምዶ እንደሚከናወኑ አስቀድመን ተናግረናል።ይህ በአብዛኛዎቹ አምራቾች በሚከተላቸው ደረጃዎች ውስጥ ተቀምጧል.
ሁለተኛው ጥያቄ, ዝቅተኛ የኪነቲክስ ምን ማለት እንደሆነ እና የሙቀት ወሰንን ያዘጋጀንበት ዋጋ የበለጠ ውስብስብ ነው.ይህ በከፊል ከፍተኛው የሙቀት መጠን የድንበር ሁኔታዎች ከከፍተኛው የሙቀት መጠን (T) እራሱ እና ይህ የሙቀት መጠን የሚቆይበት የስራ ጊዜ (t) ስለሚሰበሰብ ነው።ይህንን የቲቲ ጥምረት ለማረጋገጥ፣ “ዝቅተኛው” ጥንካሬ የተለያዩ ትርጓሜዎችን መጠቀም ይቻላል፡-

• በታሪክ የተቀመጠው እና ለመበየድ ሊተገበር የሚችለው የታችኛው ወሰን 27 ጁልስ (ጄ) ነው።
• በመመዘኛዎች ውስጥ በአብዛኛው 40J እንደ ገደብ ተቀምጧል።
• የታችኛውን ወሰን ለማዘጋጀት 50% የመጀመሪያ ጥንካሬ መቀነስ እንዲሁ በተደጋጋሚ ይተገበራል።

ይህ ማለት ከፍተኛው የብኪ መግለጫ ቢያንስ በሦስት የተስማሙ ግምቶች ላይ የተመሠረተ መሆን አለበት፡

• የመጨረሻው ምርት የሙቀት-ጊዜ መጋለጥ
• ተቀባይነት ያለው ዝቅተኛ የጥንካሬ እሴት
• የመጨረሻው የትግበራ መስክ (ኬሚስትሪ ብቻ፣ ሜካኒካዊ ጭነት አዎ/አይ ወዘተ)

የተዋሃደ የሙከራ እውቀት

በሙከራ መረጃ እና ደረጃዎች ላይ ሰፊ ዳሰሳ ከተደረገ በኋላ በግምገማ ላይ ለነበሩት አራት ባለ ሁለትዮሽ ደረጃዎች ምክሮችን ማጠናቀር ተችሏል ፣ ሰንጠረዥ 3 ይመልከቱ ። አብዛኛው መረጃ የተፈጠረው የላብራቶሪ ሙከራዎች በ 25 ዲግሪ ሴንቲግሬድ የሙቀት መጠን ደረጃዎች መሆናቸውን መታወቅ አለበት ። .
በተጨማሪም እነዚህ ምክሮች በ RT ላይ የቀረውን ጥንካሬ ቢያንስ 50% እንደሚያመለክቱ ልብ ሊባል ይገባል።በሰንጠረዡ ውስጥ "ረዘም ያለ ጊዜ" ሲገለጽ በ RT ጉልህ የሆነ ቅናሽ አልተመዘገበም.ከዚህም በላይ ማሰሪያው የተሞከረው በ -40 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ብቻ ነው።በመጨረሻም፣ ከ3,000 ሰአታት ሙከራ በኋላ ያለውን ከፍተኛ ጥንካሬ ግምት ውስጥ በማስገባት ረዘም ላለ ጊዜ ተጋላጭነት ለDX 2304 እንደሚጠበቅ ልብ ሊባል ይገባል።ነገር ግን ተጋላጭነቱ በምን ያህል መጠን ሊጨምር እንደሚችል ከተጨማሪ ምርመራ ጋር መረጋገጥ አለበት።

ልብ ልንላቸው የሚገቡ ሶስት ጠቃሚ ነጥቦች አሉ፡-

• ወቅታዊ ግኝቶች እንደሚያመለክቱት ብየዳዎች ካሉ፣ ብሉይ ኪዳን በ25 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ አካባቢ ይቀንሳል።
• የአጭር ጊዜ ስፒከሮች (በT=375°C በአስር ሰአታት) ለDX 2205 ተቀባይነት አላቸው። DX 2304 እና LDX 2101 ዝቅተኛ ቅይጥ ደረጃዎች በመሆናቸው ተመጣጣኝ የአጭር ጊዜ የሙቀት መጠን መጨመርም ተቀባይነት ሊኖረው ይገባል።
• በመበስበሱ ምክንያት ቁሱ ሲሰበሰብ በ 550 - 600 ° C ለ DX 2205 እና 500 ° C ለ SDX 2507 ለ 1 ሰዓት የሙቀት ሕክምናን በ 70% ለመመለስ ይረዳል.