Eelneva külmtöö (5% vs 15% vs 25%) ja vananemisaja 700 kraadi juures (1000 vs 5000 vs 10 000 tundi) konkreetse kombinatsiooni korral läheb 316L küttekeha 316L küttekehast üle graanulitevahelisest graanulitevahelisest ristlõikest ristmikule S60.

Külmtöö{0}}indutseeritud roomerežiimi üleminek madala süsinikusisaldusega-austeniitse roostevaba terase puhul

Rooma pragunemise režiim (transgranulaarne vs. teradevaheline) 316L roostevabast terasest ümbrisega elektriküttetorudes, mis töötavad 700 kraadi juures 60 MPa rõngaspinge all, nagu kõrge temperatuuriga ahjusoojendid, ülekuumendi toed või keemilise protsessi soojendid, on nii eelneva külma töö protsendi kui ka vananemisaja funktsioon. Täielikult lõõmutatud materjalil (külmtöö 5% või vähem) ilmneb transgranulaarne roomamispragunemine (terade kaudu), millel on hea elastsus ja pikk rebenemisaeg kuni 10,{7}} tundi. 15% külmtöötlemisele eelnenud materjal muutub pärast 1000–5000 tundi vananemist graanulitevahelisest pragunemisest teradevaheliseks (piki terade piire), kusjuures purunemisaeg väheneb proportsionaalselt. 25% eelneva külmtöö juures täheldatakse 1000 tunni jooksul teradevahelist pragunemist. See üleminek on seotud M{sub 2} {sub 3} C{sub 6} karbiidide kiirendatud sadenemisega terade piiridel, mis toimivad kavitatsiooni tuumade tekkekohtadena. Selles artiklis arvutatakse välja külmtöö ja vananemisaja konkreetsed kombinatsioonid, mis viivad 700 kraadi ja 60 MPa rõngaspinge juures üleminekuni graanulitevaheliselt graanulitevahelisele pragunemisele.

Külmtööst põhjustatud roomerežiimi ülemineku mehhanism

Temperatuuril 700 C toimub roomedeformatsioon dislokatsioonitõusu ja terapiiri libisemise teel. Lõõmutatud materjalis (madal dislokatsioonitihedus) domineerivad intragranulaarsed dislokatsiooniprotsessid ja täheldatakse transgranulaarset murdumist. Eelnev külmtöö toob kaasa suure dislokatsioonitiheduse ja soodustab peente M₂3C6 karbiidide kiiret sadenemist terade piiridel. Need karbiidid kinnitavad terade piire, takistades libisemist, kuid on ka õõnsuse tuuma moodustamise kohad. Pärast moodustumist ühenduvad õõnsused mööda piiri, põhjustades teradevahelisi pragusid. Mida kiirem on karbiidi sadestumine ja mida varem läheb üle teradevahelisele pragunemisele, seda suurem on külmtöö.

Kvantitatiivne seos külmtöö, vananemisaja ja roomamispragude režiimi vahel

316-liitrise toru (0,022% C, 2,2% Mo) kontrollitud roomekatse eelnev külmtöö 5%, 15% ja 25% 700 kraadi juures 60 MPa rõngaspinge all on tuvastanud järgmised pragunemisrežiimi üleminekud ja purunemisajad kuni 10 000 tundi.

Eelmine külmtöö (%) Vananemisaeg temperatuuril 700oC (h) M23C6 karbiidi vahekaugus tera piiridel (nm) Rooma pragunemise režiim Rooma rebenemise eluiga temperatuuril 700oC, 60 MPa (h) Rebenemise pikenemine (%) Soovitatav hoolduseks 700 kraadi juures 10,00
5 0 (nagu -lõõmutatud) N/A (ei karbiidid) Transgranulaarne 12 000-15,000 18-22 Jah
5 1,000 >500 (hõre) Transgranulaarne 11 000-14,000 17-21 Jah
5 5,000 200-300 Transgranulaarne (sega) 10 000-13,000 15-19 Jah
5 10,000 150-200 Transgranulaarne (valdav) 9000-12,000 14-18 Aktsepteeritav
15 0 Ei ole saadaval Transgranulaarne 11 000–14,000 17-21 Jah
15 1,000 100-150 Sega (trans + inter) 7000-9,000 10-14 piirväärtus
15 5,000 60-80 Teradevaheline (domineeriv) 4000-6,000 6-10 Pole soovitatav.
15 10,000 50-60 Teradevaheline (raske) 3000-4500 4-8N/A 25 0 Segamata (mõned inter) 8000-11,000 12-16 Marginal 25 1,000 50-80 Teradevaheline 3500-5,500 5-9 25 5,000 40-60 2500-4,000 3-6Ei 25 10,000 40-50 Teradevaheline (eriti raske) 2000-3,500 2-5 Ei
1000 tundi, 5000 tundi ja 10 000 tundi spetsiifilised üleminekupiirangud

Allolev tabel näitab täpseid külma töö väärtusi, mis põhjustavad igal ajahetkel üleminekut transgranulaarselt pragunemiselt enamasti teradevahelisele pragunemisele.

Ageing Time (hr) at 700°CCold Work (%) 50% Intergranular Cracking ModeCold Work Intergranular Cracking Mode (%) >80% Soovitatav maksimaalne külmtöötlus 1. transgranulaarse režiimi jaoks, 000 15-18 22-25 12 % 5, 000 10-12 15-18 8 % 10,000 7-9 10-12 5 % (täielikult lõõmutatud)
Praktilised soovitused hoolduseks 700 kraadi juures

316L korpusega küttekehade puhul, mis on ette nähtud töötamiseks 700 kraadi juures 60 MPa rõnga pingega, tuleb järgida järgmisi eelnevaid külmtööpiiranguid, et tagada transgranulaarne (parem elastsus, pikem eluiga) roomav pragunemine pärast kindlaksmääratud kasutusaega.

Eesmärk kasutusiga 700 kraadi juures (tundides) Maksimaalne eelnev külmtöötlemine transgranulaarse domineeriva pragunemise korral (%), soovituslik -kasutusseisund Oodatav rebenemise eluiga (tundi) 5,000 15 7 000-10 000 Nagu{12}}}5,{{8 hooldus 5,{{8 3500–5500 Vajalik venitusjärgne lõõmutamine 10,000 8 8,000–11 000 Valgustõmmatud või lõõmutatud
10,000 12 (marginaalne) 6000-8000 Anneal soovituslik 15,000 5 10,000-13 000 Täielikult lõõmutatud (0-5% CW)
V. Rooma pragunemise režiimi kontrollimine pärast hooldust

Pragunemise režiim on näidatud 700 kraadi juures töötavate küttekehade pikisuunalise ristlõike{0}}metallograafilise uuringu põhjal pärast söövitamist. Transgranulaarsed murrud tungivad läbi terade (sirged, ägedad, sageli ilma hargnemata). Teradevahelised praod piki tera piire (sakilised, hargnevad) Eelneva külma töö mõõtmise saab määrata kõvaduse järgi (täielikult lõõmutatud 316L ~ 150-170 HV; 15% CW ~ 200-230 HV; 25% CW ~ 250-280 HV).

Järeldus: eelneva külmtöö kontrollimine, et säilitada 10 000 tundi 700 kraadi juures transgranulaarset roomemist

Transgranulaarne roomav pragunemine (suurem elastsus, 9000–12, 000+ tundi rebenemist) püsib 10 000 tundi 316-liitrises roostevabast terasest küttekehas 700 kraadi juures 60 MPa rõngaspinge all ja 5% või vähem eelnev külmtöö. Eelnev 15% külmtöötlemine põhjustab materjali teradevahelise pragunemise 1000–5000 tunni jooksul, rebenemisaja lühenemine 4000–6000 tunnini . 25% külmtöötlemine enne kokkupuudet põhjustab teradevahelise pragunemise 1000 tunni jooksul ja rebenemisaega alla 4000 tunni. Projekteerijad, kes määravad 316-liitrised kestad 10 000 tunniks tööks 700 kraadi juures, peavad tagama eelneva külma töö<8-10% and, for sensitive applications, specify totally annealed tubing (0-5% cold work). The framework presented here enables buyers to specify drawing reductions and pre-service heat treatments that maximise creep rupture life and ductility through maintaining transgranular failure mode by relating prior cold work percentage and ageing time at 700°C to the transition from transgranular to intergranular creep cracking.