Продажа широкого ассортимента нержавеющего и цветного металлопроката. Отечественные и иностранные производители. Прямые поставки и минимальные цены. Складское наличие - более 300 тонн. Оптовая и розничная отгрузка. Осуществляем изготовление металлоизделий.

Нержавеющая сталь для криогенных применений

В процессе криогенного отпуска такой материал, как сталь, претерпевает фазовый переход, который преобразует структуру кристаллической решетки из объемноцентрированной кубической в гранецентрированную кубическую. Гранецентрированная кубическая структура имеет меньше места для промежуточных дефектов и обеспечивает более прочный и долговечный материал.

Все конструкционные металлы претерпевают изменения свойств при охлаждении от комнатной температуры до температур ниже 0 °C (32 ° F) в диапазоне минусовых температур. Наибольшие изменения свойств происходят, когда металл охлаждается до очень низких температур, близких к точкам кипения жидкого водорода и гелия. Однако даже при менее сильных отрицательных температурах, встречающихся в арктических регионах, где температура может опускаться до -70 °C (-95 °F), углеродистые стали становятся хрупкими.

Однако аустенитные нержавеющие стали, такие как 304 (1.4301) и 316 (1.4401), являются «прочными» при криогенных температурах и могут быть классифицированы как «криогенные стали». Их можно считать пригодными для использования при отрицательных температурах окружающей среды, иногда упоминаемых в технических характеристиках, в субарктических и арктических областях применения и местах, обычно до -40°C. Это результат атомной структуры аустенита «fcc» (гранецентрированный куб), которая является результатом добавления никеля в эти стали.

Аустенитные стали не проявляют перехода от ударной вязкости к хрупкости, но постепенно снижают значения ударной вязкости по Шарпи при понижении температуры.

На схеме показаны структуры кристаллической решетки и криогенный отпуск.

В процессе криогенного отпуска такой материал, как сталь, претерпевает фазовый переход, который преобразует структуру кристаллической решетки из объемноцентрированной кубической в гранецентрированную кубическую. Гранецентрированная кубическая структура имеет меньше места для промежуточных дефектов и обеспечивает более прочный и долговечный материал.

Отрицательные характеристики аустенитных нержавеющих сталей

Аустенитные нержавеющие стали широко используются для применения при отрицательных температурах до -269 °C (-452 °F). Эти стали содержат достаточное количество никеля и марганца для снижения температура в диапазоне ниже нуля. Таким образом, они сохраняют гранецентрированные кубические кристаллические структуры при охлаждении от температур горячей обработки или отжига. Прочность на разрыв хромоникелевых аустенитных нержавеющих сталей заметно возрастает с понижением температуры. Предел текучести также увеличивается, но в меньшей степени.

Аустенитные стали очень хорошо подходят для криогенных работ. Рассмотрим влияние криогенных температур на свойства при растяжении аустенитных нержавеющих сталей. В таблице ниже перечислены механические свойства четырех аустенитных нержавеющих сталей (марок AISI 304, 304L, 310 и 347), используемых в криогенных условиях при комнатной температуре (75 °F), -320 °F (-195,5 °C) и -425 °F (-254 °C).

Обратите внимание, что высокая пластичность (удлинение и уменьшение площади) аустенитных нержавеющих сталей сохраняется при криогенных температурах. Обратите внимание также, что предел текучести и прочности при растяжении этих сталей увеличивается с понижением температуры, причем предел прочности при растяжении увеличивается больше, чем предел текучести. Такое поведение, вероятно, связано с несколько более высоким содержанием углерода в марке AISI 310 по сравнению с другими перечисленными сталями. Известно, что промежуточные элементы, такие как углерод, оказывают заметное влияние на предел текучести, проявляющийся при низких температурах.

В таблице можно увидеть механические свойства аустенитных сталей при различных температурах.

Как видно из пластичности, проявляемой аустенитными сталями, ударная вязкость этих сталей превосходна при криогенных температурах. Результаты испытаний на удар с V-образным надрезом по Шарпи для марок AISI 304, 304L, 310 и 347, проведенных при комнатной температуре (75 °F/24°C), -320°F (-195,5°C) и -425°F (-254°C), приведены в таблице ниже. Ударная вязкость этих четырех сталей несколько снижается при снижении температуры с комнатной до -320 °F, но при дальнейшем снижении -425 °F ударная вязкость остается примерно такой же. Следует отметить, что ударная вязкость этих сталей превосходна при -425 ° F и что ударная вязкость типов 304 и 310 значительно выше, чем у типов 304L и 347.

В данной таблице вы можете увидеть ударную вязкость некоторых аустенитных нержавеющих сталей с поперечной V-образной насечкой по Шарпи.

Криогенные применения

Существует ряд нефтехимических процессов, которые требуют работы при низких температурах. Например, на установках по производству этилена продукт отделяется фракционной перегонкой при минусовой температуре, а колонны, барабаны, трубопроводы и теплообменники могут подвергаться воздействию температур до -120°C (-184°F).

Наиболее часто для работы при минусовых температурах используются алюминий, углеродистая сталь, 3% или 9% никелевых сталей и аустенитные нержавеющие стали. Аустенитные нержавеющие стали обычно используются при температурах ниже -196 ° C (-321 ° F) для изготовления труб, насосов и клапанов. Из-за их превосходного сочетания механических и физических свойств аустенитные нержавеющие стали рассматриваются для несущих конструкций больших сверхпроводящих магнитов для удержания плазмы в экспериментах по магнитному плавлению при криогенных температурах.

WhatsApp Позвонить
WhatsApp