Yüksek performanslı östenitik paslanmaz çelik (HPASS), tavlanmış durumda biraz daha yüksek mukavemet ve biraz daha düşük süneklik sağlayan standart kalitelerin genel iyi mekanik özelliklerini korur. Soğuk iş güçlerini önemli ölçüde artırır. Sertleştikleri için mükemmel şekillendirilebilirliğe sahiptirler ve arızadan önce büyük miktarda enerji emebilirler. Güçleri, ikame alaşım elementlerinin ve interstisyel azotun çözelti sertleştirici etkilerinden kaynaklanır. Bu alaşımlar düşük ve yüksek sıcaklıklarda iyi mekanik özellikleri korur.
Dayanım
Yüksek verim ve gerilme mukavemeti değerleri büyük ölçüde azot ve karbon güçlendirme etkilerinden kaynaklanmaktadır. Şekil 9, bir dizi östenitik paslanmaz çelik için azotun mukavemet üzerindeki etkisini özetler. Azot içeriğinin normal % 0,05'ten % 0,20'ye yükseltilmesi, akma mukavemetini 270 MPa'dan (39 ksi) 340 MPa'ya (49 ksi) yükseltir. Bunun şartname minimumları üzerinde önemli bir etkisi vardır. ASTM A 240, Tip 304L (yaklaşık % 0.05 N) için 170 MPa (25 ksi) ve Tip 304N (% 0.15 N) için 240 MPa (35ksi) minimum akma dayanımını belirtir. Belirtilen minimum akma dayanımı 310 MPa (45 ksi) ve S31266 (% 0,50 N) olan minimum 420 MPa (61 ksi) akımlı S31254 (% 0.20 N) gibi HPASS kaliteleri için bir adım daha yükselir.
Önerilen Makale: Çelik sac malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için
paslanmaz sac sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.
Östenitik paslanmaz çelikler ısıl işlemle sertleştirilemez, bu nedenle genellikle tavlanmış halde üretilirler. Soğuk iş güçlerini arttırır, bu nedenle bazı değirmen ürünleri daha yüksek mukavemet gerektiğinde soğuk haddelenmiş durumda üretilir. HPASS, soğuk işleme standart kalitelerde olduğu gibi yanıt verir. Şekillendirme, eğirme, kıvrılma ve soğuk çekme gibi soğuk işleme prosesleri çok yüksek mukavemet üretebilir. Azot, soğuk işlemenin etkinliğini arttırır, bu nedenle bu alaşımlar standart kalite ile karşılaştırıldığında soğuk işlendiğinde daha yüksek mukavemet elde edilir. Bu güçlü iş sertleştirme etkisi, belirli bir makine gücü için kesit boyutu sınırlamasının olabileceği bazı atölye oluşturma işlemlerinde zorluğa neden olabilir. Yüksek iş sertleştirme oranları, kesici takım iş parçasının yüzeyini sertleştirirse, işleme sırasında da sorun yaratabilir. HPASS işlenirken düşük hızlar ve büyük kesme derinliği önerilir.
Soğuk işlenmiş nitrojen alaşımlı malzemenin akma mukavemeti, çeliğin 300 ila 500 °C (570 ila 930 °F) sıcaklıklarında yaklaşık on dakika bekletildiği bir suş yaşlandırma işlemiyle daha da arttırılabilir.
Soğuk işin verdiği güç orta sıcaklıklarda korunur, ancak yüksek sıcaklıklarda korunmaz. Bu nedenle, soğuk işlenmiş bir malzeme, tavlama veya geleneksel füzyon kaynağı üzerindeki gücünü korumaz. Özel nokta kaynak teknikleri bu sınırlamayı aşabilir ve soğuk işlenmiş sac kullanan vagonlar gibi uygulamalarda kullanılır.
Süneklik ve Tokluk
HPASS, % 60 ila % 70 aralığındaki uzama değerleri, spesifikasyon minimumlarının üzerinde, standart derecelere benzer sünekliğe sahiptir. Bu alaşımların bazılarında gücü arttırmak için kullanılan azot sünekliği azaltmaz.
Östenitin yüz merkezli kübik kristal yapısı, bu çeliklerin iyi sünekliği ve yüksek iş sertleşme oranlarından sorumludur, bu da ortam sıcaklığında ve altında çok iyi tokluk üretir. Karbon çeliklerinin ve diğer bazı malzemelerin aksine, östenitik alaşımlar sıcaklık azaldıkça sünek-kırılgan bir geçiş göstermez. Bununla birlikte, yüksek azot içeren en yüksek alaşımlı HPASS'lardan bazıları, düşük alaşımlı östenitik paslanmaz çeliklere göre kriyojenik sıcaklıklarda toklukta biraz daha fazla kayıp gösterir.
Soğuk işin süneklik ve tokluk üzerinde güçlü bir etkisi vardır. Tavlanmış başlangıç malzemesinin süneklik haznesini tüketerek sünekliği azaltır. Tavlama soğuk çalışmanın etkilerini siler, mukavemeti azaltır ve sünekliği ve tokluğu yüksek değerlere geri kazandırır.
Yüksek Sıcaklık Dayanımı
Östenitik paslanmaz çelikler yüksek sıcaklıklarda iyi mukavemet sağlar. Standart kalitelerin çoğu basınçlı kap uygulamaları için onaylanmıştır. ASME Basınçlı Kap Kodu, 427 °C'ye (800 °F) kadar sıcaklıklara izin verilen tasarım değerleri verir. Basıncın bir faktör olmadığı fırın uygulamaları için standart ve bazı özel ısıya dayanıklı paslanmaz alaşımlar bu sıcaklıkların iki katında kullanılır. HPASS öncelikle korozyon direnci için tasarlanmıştır, ancak aynı zamanda iyi yüksek sıcaklık dayanımına sahiptir. Ortam sıcaklığında standart derecelere göre mukavemet avantajları yüksek sıcaklıkta korunur. Örneğin, HPASS N08367 için 427 °C'de (800 °F) ASME Kodu izin verilen stres, 9,6 ksi'de (66 MPa) Tip 316 ile karşılaştırıldığında 18 ksi'dir (124 MPa).
Östenitik paslanmaz çelikler, kristal yapıları ve yüksek nikel içerikleri nedeniyle yüksek sıcaklıklarda mukavemetlerini ferritik paslanmaz çeliklerden çok daha iyi korur. Yüksek sıcaklıklarda çok faydalıdırlar, çünkü gevrek alfa prime fazını yaklaşık 300 °C'nin (570 ° F) üzerinde oluşturmazlar, ancak 500-1050 °C'deki sıcaklıklarda gevrek chi ve sigma fazlarını oluşturabilirler (930- 1925 °F) aralığı.
Yüksek mukavemet, bu alaşımların üretimi üzerinde olumlu ve olumsuz etkilere sahiptir. Fabrikasyon bir bileşeni tavlarken, sıcaklıktaki yüksek mukavemet, yerçekimi etkisi altında bozulmayı önler. Bununla birlikte, eğer bir bileşen, örneğin kaynaklama sırasında bozuluyorsa, yüksek mukavemet, daha düşük mukavemete sahip olandan daha fazla düzleştirmeyi zorlaştırmaktadır. Daha önce belirtildiği gibi, yüksek mukavemetli alaşımlar, mevcut şekillendirme ekipmanının gücünü vergilendirerek belirli bir makinenin oluşturabileceği kesit boyutunu sınırlayabilir.
Fiziki Özellikleri
HPASS, karbon çeliklerine kıyasla standart östenitik kalitelere benzer fiziksel özelliklere sahiptir. Yani, biraz daha düşük Young modülüne, daha yüksek termal genleşme katsayısına (CTE) ve daha düşük termal iletkenliğe sahiptirler.
