Металлургияда тот баспайтын болат басқа легирлеуші ​​элементтері бар немесе онсыз кемінде 10,5% хромы және массасы бойынша ең көбі 1,2% көміртегі бар болат қорытпасы болып табылады.Тот баспайтын болаттар, сондай-ақ инокс болаттары немесе француз тотықсызданбайтын (тотықпайтын) инокс деп аталады.болат қорытпаларыолар коррозияға төзімділігімен өте танымал, бұл хром мөлшерінің жоғарылауымен жоғарылайды.Коррозияға төзімділікті никель мен молибденді қосу арқылы да арттыруға болады.Бұл металдық қорытпалардың коррозиялық агенттердің химиялық әсеріне төзімділігі пассивацияға негізделген.Пассивацияның орын алуы және тұрақты болуы үшін Fe-Cr қорытпасының салмағы бойынша шамамен 10,5% хромның ең аз мөлшері болуы керек, одан жоғары пассивтілік болуы мүмкін, ал төмендеу мүмкін емес.Хром қатайтатын элемент ретінде пайдаланылуы мүмкін және жоғары механикалық қасиеттерді алу үшін никель сияқты қатайтатын элементпен жиі қолданылады.

Дуплексті баспайтын болат

Олардың аты көрсеткендей, дуплексті тот баспайтын болаттар екі негізгі қорытпа түрінің тіркесімі болып табылады.Олар аустенит пен ферриттің аралас микроқұрылымына ие, мақсаты әдетте 50/50 қоспасын шығару болып табылады, дегенмен коммерциялық қорытпаларда бұл қатынас 40/60 болуы мүмкін.Олардың коррозияға төзімділігі аустенитті аналогтарына ұқсас, бірақ олардың кернеулі-коррозияға төзімділігі (әсіресе хлоридті кернеулі коррозияның крекингіне), созылу және аққыштық беріктігі (аустенитті тот баспайтын болаттардың аққыштық шегінен шамамен екі есе жоғары) әдетте аустениттікінен жоғары. бағалар.Дуплексті тот баспайтын болатта көміртегі өте төмен деңгейде сақталады (C<0,03%).Хром мөлшері 21,00-ден 26,00%-ға дейін, никель мөлшері 3,50-ден 8,00%-ға дейін, бұл қорытпаларда молибден (4,50%-ға дейін) болуы мүмкін.Қаттылық пен икемділік әдетте аустениттік және ферриттік дәрежелердің арасында болады.Дуплексті сорттар әдетте коррозияға төзімділігіне қарай үш ішкі топқа бөлінеді: жартылай дуплексті, стандартты дуплексті және супердуплексті.Супердуплексті болаттар стандартты аустенитті болаттармен салыстырғанда беріктік пен коррозияның барлық түрлеріне төзімділікке ие.Жалпы пайдалануларға теңіз қолданбалары, мұнай-химия зауыттары, тұзсыздандыру қондырғылары, жылу алмастырғыштар және қағаз өндірісі жатады.Бүгінгі таңда мұнай және газ өнеркәсібі ең үлкен пайдаланушы болып табылады және коррозияға төзімді сорттарды итермеледі, бұл супердуплексті болаттардың дамуына әкелді.

Тот баспайтын болаттың коррозиялық агенттердің химиялық әсеріне төзімділігі пассивацияға негізделген.Пассивацияның орын алуы және тұрақты болуы үшін Fe-Cr қорытпасының салмағы бойынша шамамен 10,5% хромның ең аз мөлшері болуы керек, одан жоғары пассивтілік болуы мүмкін, ал төмендеу мүмкін емес.Хром қатайтатын элемент ретінде пайдаланылуы мүмкін және жоғары механикалық қасиеттерді алу үшін никель сияқты қатайтатын элементпен жиі қолданылады.

Дуплексті баспайтын болаттар – SAF 2205 – 1,4462

Жалпы дуплексті тот баспайтын болат SAF 2205 болып табылады (22Cr дуплексті (ферритті-астениттік) баспайтын болатқа арналған Sandvik компаниясына тиесілі сауда белгісі), оның құрамында әдетте 22% хром және 5% никель бар.Оның тамаша коррозияға төзімділігі және жоғары беріктігі бар, 2205 - ең көп қолданылатын дуплексті баспайтын болат.SAF 2205 қолданбалары келесі салаларда:

• Тасымалдау, сақтау және химиялық өңдеу
• Өңдеу жабдықтары
• Жоғары хлоридті және теңіз орталары
• Мұнай мен газды барлау
• Қағаз машиналары

Дуплексті баспайтын болаттың қасиеттері

Материалдық қасиеттер интенсивті қасиеттер болып табылады, яғни олар масса мөлшеріне тәуелді емес және жүйеде кез келген уақытта әртүрлі болуы мүмкін.Материалтану материалдардың құрылымын зерттеуді және олардың қасиеттерімен (механикалық, электрлік және т.б.) байланыстыруды қамтиды.Материал ғалымы осы құрылым-қасиет корреляциясы туралы білгеннен кейін, олар берілген қолданбадағы материалдың салыстырмалы өнімділігін зерттеуді жалғастыра алады.Материалдың құрылымының және осылайша оның қасиеттерінің негізгі детерминанттары оның құрамдас химиялық элементтері және оның соңғы пішініне қалай өңделгендігі болып табылады.

Дуплексті тот баспайтын болаттың механикалық қасиеттері

Материалдар әртүрлі қолдану үшін жиі таңдалады, өйткені оларда механикалық сипаттамалардың қажетті комбинациялары бар.Құрылымдық қолданбалар үшін материалдың қасиеттері өте маңызды және инженерлер оларды ескеруі керек.

Дуплексті тот баспайтын болаттың беріктігі

Материалдар механикасындаматериалдың беріктігіоның түсірілген жүктемеге ақаусыз немесе пластикалық деформациясыз төтеп беру қабілеті болып табылады.Материалдардың беріктігі материалға түсетін сыртқы жүктемелер мен нәтижесінде деформация немесе материал өлшемдерінің өзгеруі арасындағы байланысты қарастырады.Материалдың беріктігі - оның осы жүктемеге бұзылусыз немесе пластикалық деформациясыз төтеп беру қабілеті.

Созылу күші

SAF 2205 дуплексті тот баспайтын болаттың шекті созылу беріктігі 620 МПа құрайды.

Theшекті созылу күшіинженерия бойынша максимум болып табыладыкернеу-деформация қисығы.Бұл кернеудегі құрылымның ең жоғары кернеуіне сәйкес келеді.Созылу кезіндегі шекті беріктік жиі «созылу күші» немесе «соңғы» деп қысқартылады.Егер бұл кернеу қолданылса және сақталса, сыну пайда болады.Көбінесе бұл мән шығымдылық кернеуінен айтарлықтай жоғары (металлдардың кейбір түрлері үшін шығымдылықтан 50-60 пайызға артық).Иілгіш материал өзінің ең жоғарғы беріктігіне жеткенде, көлденең қиманың ауданы жергілікті түрде азайған кезде мойынның бұзылуын бастан кешіреді.Кернеу-деформация қисығы шекті беріктіктен жоғары кернеуді қамтымайды.Деформациялар ұлғая беруі мүмкін болса да, кернеу ең жоғары күшке жеткеннен кейін әдетте төмендейді.Бұл қарқынды меншік;сондықтан оның мәні сынақ үлгісінің өлшеміне байланысты емес.Дегенмен, бұл үлгіні дайындау, бетіндегі ақаулардың болуы немесе басқаша болуы, сынақ ортасы мен материалының температурасы сияқты басқа факторларға байланысты.Ең жоғары созылу беріктігі алюминий үшін 50 МПа-дан өте берік болат үшін 3000 МПа-ға дейін өзгереді.

Өнімділік күші

SAF 2205 дуплексті тот баспайтын болаттың аққыштық шегі 440 МПа.

Theкірістілік нүктесіа бойынша нүкте болып табыладыкернеу-деформация қисығыбұл серпімді мінез-құлық шегін және бастапқы пластикалық әрекетті көрсетеді.Шығарылу күші немесе аққыштық кернеуі материалдың пластикалық деформациясын бастаған кернеу ретінде анықталатын материал қасиеті.Керісінше, аққыштық нүктесі сызықты емес (серпімді + пластикалық) деформацияның басталатын нүктесі болып табылады.Шығу нүктесіне дейін материал серпімді деформацияланады және қолданылатын кернеу жойылған кезде бастапқы пішініне оралады.Ақу нүктесінен өткеннен кейін деформацияның кейбір бөлігі тұрақты және қайтымсыз болады.Кейбір болаттар мен басқа материалдар аққыштық нүктесі құбылысы деп аталатын мінез-құлықты көрсетеді.Беріктілігі төмен алюминий үшін 35 МПа-дан жоғары берік болат үшін 1400 МПа-дан жоғары шығымдылық шегі өзгереді.

Янгтың серпімділік модулі

SAF 2205 дуплексті тот баспайтын болаттың икемділігінің Янг модулі 200 ГПа.

Янгтың серпімділік модулібір осьті деформацияның сызықтық серпімділік режиміндегі созылу және қысу кернеуінің серпімділік модулі болып табылады және әдетте созылу сынақтарымен бағаланады.Шектеулі кернеуге дейін дене жүктемені алып тастау кезінде өзінің өлшемдерін қалпына келтіре алады.Қолданылатын кернеулер кристалдағы атомдарды тепе-теңдік күйінен жылжытады және барлықатомдарбірдей мөлшерде ығыстырылады және салыстырмалы геометриясын сақтайды.Кернеулер жойылған кезде барлық атомдар бастапқы орындарына оралады және тұрақты деформация болмайды.СәйкесГук заңы, кернеу деформацияға пропорционалды (серпімді аймақта), ал еңісі Янг модулі.Янг модулі деформацияға бөлінген бойлық кернеуге тең.

Дуплексті баспайтын болаттың қаттылығы

Дуплексті тот баспайтын болаттардың қаттылығы – SAF 2205 шамамен 217 МПа.

Материалтануда,қаттылықбетінің шегінісіне (локализацияланған пластикалық деформация) және сызаттарға төтеп беру қабілеті болып табылады.Қаттылық, бәлкім, материалдың ең нашар анықталған қасиеті болып табылады, себебі ол сызатуға, тозуға, шегінуге немесе тіпті пішіндеу немесе локализацияланған пластикалық деформацияға төзімділікті көрсетуі мүмкін.Қаттылық инженерлік тұрғыдан маңызды, өйткені үйкеліс немесе будың, майдың және судың эрозиясына тозуға төзімділік әдетте қаттылықпен бірге артады.

Бринелл қаттылық сынағықаттылықты сынау үшін әзірленген шегініс қаттылық сынақтарының бірі болып табылады.Бринелл сынауларында қатты, сфералық индентер сыналатын металдың бетіне белгілі бір жүктеме астында мәжбүрленеді.Әдеттегі сынақ 3000 кгс (29,42 кН; 6,614 фунт) күші бар индентер ретінде диаметрі 10 мм (0,39 дюйм) шыңдалған болат шарды пайдаланады.Жүктеме белгілі бір уақыт ішінде (10 және 30 с аралығында) тұрақты күйде сақталады.Жұмсақ материалдар үшін азырақ күш қолданылады;қаттырақ материалдар үшін болат шардың орнына вольфрам карбиді шары қолданылады.

Сынақ материалдың қаттылығын анықтау үшін сандық нәтижелерді береді, ол Бринелл қаттылық саны – HB арқылы көрсетіледі.Brinell қаттылық нөмірі ең жиі қолданылатын сынақ стандарттарымен (ASTM E10-14[2] және ISO 6506–1:2005) HBW (қаттылықтан H, Бринеллден және В индентер материалынан, вольфрам) ретінде белгіленеді. (волфрам) карбид).Бұрынғы стандарттарда болат инденттермен жасалған өлшемдерге сілтеме жасау үшін HB немесе HBS пайдаланылды.

Бринелл қаттылық саны (HB) шегініс бетінің ауданына бөлінген жүктеме.Әсердің диаметрі микроскоппен қабаттасқан шкаламен өлшенеді.Бринелл қаттылық саны мына теңдеу бойынша есептеледі:

Жалпы қолданылатын әртүрлі сынақ әдістері бар (мысалы, Бринелл,Knoop,Викерс, жәнеРоквелл).Корреляция қолданылатын әртүрлі сынақ әдістерінің қаттылық сандарын корреляциялайтын кестелер бар.Барлық таразыларда жоғары қаттылық саны қатты металды білдіреді.

Дуплексті тот баспайтын болаттың жылу қасиеттері

Материалдардың жылулық қасиеттері олардың өзгеруіне материалдардың реакциясын білдіредітемпературажәне қолданужылу.Қатты зат ретінде сіңіредіэнергияжылу түрінде оның температурасы көтеріледі, ал өлшемдері ұлғаяды.Бірақ әртүрлі материалдар жылудың қолданылуына әртүрлі әрекет етеді.

Жылу сыйымдылығы,термиялық кеңею, жәнежылу өткізгіштікқатты заттардың практикалық қолданылуында жиі маңызды болып табылады.

Дуплексті тот баспайтын болаттың балқу нүктесі

Дуплексті тот баспайтын болаттың – SAF 2205 болатының балқу температурасы шамамен 1450°C.

Жалпы алғанда балқу - заттың қатты күйден сұйық фазаға ауысуы.TheЕру нүктесізаттың бұл фазалық өзгерісі болатын температура.Балқу температурасы сондай-ақ қатты және сұйық заттардың тепе-теңдікте болуы мүмкін жағдайды анықтайды.

Дуплексті тот баспайтын болаттың жылу өткізгіштігі

Дуплексті тот баспайтын болаттардың жылу өткізгіштігі – SAF 2205 19 Вт/(м. К).

Қатты материалдың жылу беру сипаттамалары деп аталатын қасиет арқылы өлшенедіжылу өткізгіштік, k (немесе λ), Вт/мК-мен өлшенеді Ол заттың материал арқылы жылуды беру қабілетін өлшейді.өткізу.Ескертіп қойФурье заңыкүйіне қарамастан (қатты, сұйық немесе газ) барлық заттарға қолданылады.Сондықтан ол сұйықтықтар мен газдар үшін де анықталған.

Theжылу өткізгіштіксұйықтар мен қатты заттардың көпшілігінің температурасы температураға байланысты өзгереді, ал бу үшін ол қысымға да байланысты.Жалпы алғанда:

Материалдардың көпшілігі дерлік біртекті, сондықтан біз әдетте k = k (T) деп жаза аламыз.Ұқсас анықтамалар y- және z-бағыттарында (ky, kz) жылу өткізгіштіктермен байланысты, бірақ изотропты материал үшін жылу өткізгіштік беру бағытына тәуелсіз, kx = ky = kz = k.