Kattava opas TP304, TP316, TP310S, S32205, S32750, 904L ja Inconel 625 ruostumattomat teräkset

Ruostumattomat teräkset ja korkean suorituskyvyn seokset ovat kriittisiä materiaaleja nykyaikaiselle teollisuudelle niiden poikkeuksellisten ominaisuuksien vuoksi, mukaan lukien korroosionkestävyys, korkea lujuus ja kestävyys. Nämä materiaalit ovat välttämättömiä monissa sovelluksissa, päivittäisistä tuotteista erittäin erikoistuneisiin komponentteihin ankarissa ympäristöissä. Tämä opas tarjoaa yksityiskohtaisen yleiskatsauksen seitsemästä avainmateriaalista: TP304, TP316, TP310, S32205, S32750, 904L ja Inconel 625. Jokainen näistä seoksista tarjoaa ainutlaatuisen ominaisuuksien yhdistelmän, mikä tekee sopivilta tietyille teollisuudenaloille, kuten kemialliselle prosessoinnille, meri-, öljy- ja kaasu- ja ilmailuteollisuudelle. Niiden ominaisuuksien ja sovellusten ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää insinööreille ja materiaalien määritelmille optimaalisen suorituskyvyn ja pitkäikäisyyden varmistamiseksi heidän projekteissaan.

TP304 Ruostumaton teräs

TP304, austeniittisen ruostumattoman teräksen perustava luokka, on yksi yleisimmin käytetyistä ruostumattomista teräksistä maailmanlaajuisesti. Sen erinomainen muotoilu, hitsaus ja korroosionkestävyys monissa ilmakehän ympäristöissä tekevät siitä monipuolisen materiaalin.

Kemiallinen koostumus ja ominaisuudet

TP304 koostuu pääasiassa 18% kromista ja 8% nikkeliä, minkä vuoksi sitä kutsutaan usein "18/8" ruostumattomasta teräksestä. Tämä koostumus tarjoaa hyvän vastustuskyvyn monille syövyttäville väliaineille. Se ei ole magneettinen hehkutetussa tilassa ja sillä on hyvä vahvuus ja sitkeys. Se voi kuitenkin olla alttiita pistämiselle ja rakokorroosiolle kloridirikkaissa ympäristöissä.

Yleiset sovellukset ja rajoitukset

Hygienian ja puhdistuksen helppouden vuoksi TP304: tä käytetään laajasti elintarvikkeiden jalostusteollisuudessa laitteiden, kuten säiliöiden ja putkistojen kanssa. Sitä löytyy myös keittiön laitteista, arkkitehtonista paneeleista ja kodinkoneista. Keskeinen rajoitus on sen alhaisempi resistenssi klorideille verrattuna muihin arvosanoihin, mikä tekee siitä sopimattoman ankariin meren tai rannikkosovelluksiin.

Vertailu muihin luokkiin

TP316: n kaltaisiin arvosanoihin verrattuna TP304: lle puuttuu molybdeeni, joka tarjoaa parantuneen korroosionkestävyyden. Tämä tekee TP304: stä kustannustehokkaamman valinnan vähemmän vaativiin ympäristöihin. Sovelluksissa, joissa tarvitaan suurempaa korroosionkestävyyttä, kuten meren tai kemiallisen prosessoinnin yhteydessä, TP316 on parempi vaihtoehto.

TP316 Ruostumaton teräs

TP316 Ruostumaton teräs on austeniittinen seos, joka on tunnettu ylemmän korroosionkestävyydestään verrattuna TP304: ään, mikä tekee siitä katkelman aggressiivisemmissa ympäristöissä.

Kemiallinen koostumus ja ominaisuudet

TP316: n ja TP304: n välinen keskeinen ero on molybdeenin lisäämisessä, joka tyypillisesti vaihtelee 2%: sta 3%: iin. Tämä lisäys parantaa merkittävästi sen vastustuskykyä pistokselle ja rakokorroosiolle, etenkin kloridia sisältävissä olosuhteissa. TP316 sisältää myös korkeammat nikkelitasot, mikä parantaa edelleen sen vastustuskykyä eri hapoille. Sillä on monia samoja mekaanisia ominaisuuksia kuin TP304, mukaan lukien hyvä muotoilu ja hitsaus, mutta korkeampi vastus syövyttäville hyökkäyksille.

Sovellukset meri- ja kemiallisissa ympäristöissä

TP316: n tehostettu korroosionkestävyys tekee siitä edullisen valinnan merisovelluksiin, joissa altistuminen suolavedelle on ensisijainen huolenaihe. Sitä käytetään laajasti veneiden varusteisiin, kaiteisiin ja rannikkoarkkitehtuurikomponentteihin. Kemiankäsittelyteollisuudessa TP316: ta käytetään varastosäiliöihin, putkistoihin ja muihin laitteisiin, jotka käsittelevät erilaisia kemikaaleja, mukaan lukien rikkihapot. Tämä arvosana on yleinen myös lääke- ja elintarvikkeiden jalostusteollisuudessa sen puhtauden ja saastumisen kestävyyden vuoksi.

Edut ja rajoitukset

TP316: n ensisijainen etu on sen ylivoimainen korroosionkestävyys kloridiympäristöissä. Se on kuitenkin kalliimpaa kuin TP304 molybdeenin esiintymisen vuoksi. Vaikka se toimii hyvin monissa happamissa olosuhteissa, se voi silti olla alttiita tietyille korkean lämpötilan syövyttäville ympäristöille eikä ole paras valinta sovelluksille, jotka vaativat poikkeuksellista voimaa kohonneissa lämpötiloissa.

TP310S ruostumaton teräs

TP310S on korkean lämpötilan austeniittinen ruostumaton teräs, joka on erityisesti suunniteltu sovelluksiin, joissa lämpö ja hapettumiskestävyys ovat kriittisiä.

Kemiallinen koostumus ja ominaisuudet

TP310S sisältää korkean prosenttiosuuden sekä kromista (25%) että nikkeli (20%), mikä tarjoaa erinomaisen vastustuskyvyn hapettumiselle ja korroosiolle kohonneissa lämpötiloissa. Tämä koostumus tekee siitä erittäin stabiilin ja kestävän lämpöväsymyksen ja skaalaamisen lämpötiloihin noin 1050 ° C (1922 ° F). TP310: n 'S' osoittaa pienemmän hiilipitoisuuden kuin sen vastine, TP310, mikä parantaa sen hitsattavuutta ja vähentää herkistymisen riskiä.

Korkean lämpötilan sovellukset

TP310: n ensisijainen käyttö on korkean lämpötilan ympäristöissä. Sitä löytyy yleisesti uunien osista, lämmönvaihtimista, uuneista ja palamiskammioista. Sen hapettumiskestävyys tekee siitä ihanteellisen kuumille kaasuille ja syövyttäville ilmakehoille alttiille komponenteille. Muita sovelluksia ovat polttimien kärjet, säteilevät putket ja kuljetushihnat teollisuusuuneille.

Edut ja rajoitukset

TP310: n tärkein etu on sen poikkeuksellinen korkean lämpötilan lujuus ja hapettumiskestävyys. Se kestää toistuvaa lämpöjaksoa ilman merkittävää hajoamista. Sen korkea seospitoisuus tekee siitä kuitenkin kalliimman kuin TP304 ja TP316. Vaikka se tarjoaa erinomaisen suorituskyvyn korkeissa lämpötiloissa, sen korroosionkestävyys huoneenlämpötilassa on verrattavissa TP304: n kanssa, mikä tekee siitä erikoistuneen materiaalin yleisen käytöksen sijaan.

S32205 Duplex ruostumaton teräs

S32205, joka tunnetaan myös nimellä 2205, on yleisimmin käytetty duplex -ruostumaton teräs. Sen ainutlaatuinen mikrorakenne, joka yhdistää sekä austeniittiset että ferriitiset vaiheet, antaa sille tehokkaan ominaisuuksien yhdistelmän.

Kemiallinen koostumus ja ominaisuudet

S32205: n dupleksirakenne tarjoaa suuren lujuuden ja erinomaisen korroosionkestävyyden. Sen kemiallinen koostumus sisältää noin 22% kromia, 3% molybdeeniä ja 5-6% nikkeliä. Ferriittinen vaihe myötävaikuttaa suureen lujuuteen ja vastustuskyvyn korroosiohalkeiluun, kun taas austeniittinen vaihe tarjoaa sitkeyden ja hyvän yleisen korroosionkestävyyden. Tämä tasapainoinen koostumus johtaa satolujuuteen, joka on suunnilleen kaksi kertaa kaksinkertainen yleisten austeniittisten arvosanojen, kuten TP304, summa.

Sovellukset kemikaalissa, öljy- ja kaasussa sekä meriteollisuudessa

S32205: n suuren lujuuden ja ylivoimaisen korroosionkestävyyden yhdistelmä tekee siitä ihanteellisen sovellusten vaativille. Öljy- ja kaasuteollisuudessa sitä käytetään virtauslinjoihin, lämmönvaihtimiin ja erottimiin sen syövyttävien nesteiden kestävyyden vuoksi. Kemiallisen prosessointiteollisuus käyttää S32205: tä paineastioissa ja putkistoissa ympäristöissä, joissa kloridit voivat aiheuttaa stressikorroosion halkeamista. Sen kestävyys tekee siitä myös suositun valinnan merisovelluksiin, mukaan lukien meriveden putkistojärjestelmät ja potkurit.

Edut ja rajoitukset

S32205: n ensisijaiset edut ovat sen suuri lujuus ja erinomainen vastus stressikorroosiohalkeiluun verrattuna austeniittisiin luokkiin. Se tarjoaa kustannustehokkaan vaihtoehdon kalliimmille nikkeliseoksille. Sen hitsaus voi kuitenkin olla haastavampaa, eikä sitä suositella jatkuvaa käyttöä varten yli 300 ° C: n lämpötiloissa (572 ° F), koska siitä voi tulla hauras.

S32750 Super Duplex ruostumaton teräs

S32750, super duplex -ruostumattomasta teräksestä, edustaa merkittävää askeleen suorituskykyä tavanomaisista duplex -luokista, mikä tarjoaa vielä suuremman lujuuden ja korroosionkestävyyden.

Kemiallinen koostumus ja ominaisuudet

S32750: lle on ominaista korkeampi kromin, molybdeenin ja typen pitoisuus. Sen koostumus sisältää noin 25% kromia, 7% nikkeliä ja 4% molybdeeniä. Tämä tehostettu kemia tarjoaa paremman vastustuskyvyn pistokselle, rakolle ja stressikorroosion halkeamiselle. Suurempi seospito Siinä on myös erittäin korkea vetolujuus ja saantolujuus, mikä tekee siitä yhden voimakkaimmista ruostumattomista teräksistä.

Sovellukset ankarissa ympäristöissä

S32750 on valittu materiaali haastavimmille sovelluksille. Sitä käytetään laajasti meritutkimuksissa ja kaasuteollisuudessa merenpohjaputkien, nousujen ja jakoputkien kohdalla, joissa altistuminen erittäin syövyttävälle merivedelle ja hapan kaasulle on vakio. Kemiallisessa prosessoinnissa sitä käytetään aggressiivisten happojen ja kloridien käsittelemiseen. Sen lujuus- ja korroosionkestävyys tekevät siitä sopivan myös suolanpoistokasveihin ja merentekniikan rakenteellisiin komponentteihin.

Edut ja rajoitukset

S32750: n tärkein etu on sen vertaansa vailla oleva vahvuus ja korroosionkestävyys ruostumattomien teräksien keskuudessa. Se kestää erittäin aggressiivista mediaa, jossa muut arvosanat epäonnistuvat. Tämä ylivoimainen suorituskyky on kuitenkin korkeammat kustannukset. Kuten S32205, sen käyttö on rajoitettu palvelun lämpötiloihin, jotka ovat alle 300 ° C (572 ° F) hajujen riskin vuoksi.

904L Super Austenittinen ruostumaton teräs

904L on super austeniittinen ruostumaton teräs, joka on kehitetty sovelluksiin, jotka vaativat parempaa korroosionkestävyyttä, etenkin aggressiivisia hapoja vastaan.

Kemiallinen koostumus ja ominaisuudet

Korkea suorituskyky 904L johtuu sen merkittävästä seospitoisuudesta, joka sisältää noin 20% kromia, 25% nikkeliä ja 4,5% molybdeeniä. Tämä koostumus on myös rikastettu kuparilla, joka tarjoaa poikkeuksellisen vastustuskyvyn rikkihapolle ja muille pelkistäville hapoille. Korkea nikkelipitoisuus varmistaa vakaan austeniittisen rakenteen ja erinomaisen vastustuskyvyn korroosiohalkeiluun. Sen vähähiilipitoisuus tekee siitä kestävän rakeiden välistä korroosiota hitsauksen jälkeen.

Sovellukset kemiallisessa prosessoinnissa ja lääkkeissä

904L on erityisesti suunniteltu käsittelemään joitain teollisuusprosessien syövyttävimmistä väliaineista. Sitä käytetään laajasti kemiallisessa prosessointiteollisuudessa laitteille, jotka käsittelevät rikkihappoa, fosforihappoa ja muita aggressiivisia kemikaaleja. Sen erinomainen kestävyys monenlaiselle syövyttäville ympäristöille tekee siitä myös arvokkaan materiaalin lääketeollisuudessa reaktorien, alusten ja putkistojen suhteen, joissa tuotteiden puhtaus ja saastumisen ehkäisy ovat ensiarvoisen tärkeitä. Muita sovelluksia ovat pilaantumisenhallintalaitteet sekä massan ja paperinkäsittely.

Edut ja rajoitukset

904L: n ensisijainen etu on sen poikkeuksellinen resistenssi laajalle happospektrille ja sen immuniteetti stressikorroosiohalkeiluun kloridiympäristöissä. Se tarjoaa toteuttamiskelpoisen vaihtoehdon kalliimmille nikkeliseoksille monissa sovelluksissa. Sen korkea seospitoisuus tekee siitä kuitenkin ensiluokkaisen ruostumattoman teräksen. Vaikka sen korroosionkestävyys on erinomainen, sen mekaaninen lujuus ei ole yhtä korkea kuin kaksipuolinen luokka.

Inconel 625 nikkeli -seos

Inconel 625 on korkean suorituskyvyn nikkelipohjainen seos, joka tunnetaan erinomaisesta lujuudestaan, sitkeydestä ja korroosionkestävyydestään laajalla lämpötila-alueella.

Kemiallinen koostumus ja ominaisuudet

Inconel 625 ei ole ruostumatonta terästä, vaan superseos. Sen koostumus on ensisijaisesti nikkeli (58%min), ja siinä on merkittäviä kromia (20-23%) ja molybdeeniä (8-10%). Tämä ainutlaatuinen yhdistelmä yhdessä Niobiumin kanssa tarjoaa kiinteän liuoksen vahvistavan vaikutuksen, mikä antaa sille poikkeuksellisen lujuuden ja vastustuskyvyn monille syövyttäville väliaineille, mukaan lukien erittäin syövyttävät hapot ja alkalit. Se ylläpitää mekaanisia ominaisuuksiaan kryogeenisissä lämpötiloissa noin 980 ° C: iin (1800 ° F).

Sovellukset ilmailu-, kemiallisessa prosessoinnissa ja merenkulussa

Ylivoimaisten kiinteistöjensä vuoksi Inconel 625: ää käytetään vaativimmilla toimialoilla. Ilmailualalla sitä käytetään komponentteihin, kuten moottorin kanava-, pakojärjestelmiin ja lämmönvaihtimiin, jotka altistuvat äärimmäisille lämpötiloille ja stressille. Kemiankäsittelyteollisuus käyttää sitä laitteiden käsittelemiseen erittäin syövyttävien happojen ja kloridien käsittelemiseen kohonneissa lämpötiloissa. Sen vastus meriveden ja stressin korroosiohalkeiluun tekee siitä ylimmän valinnan merentekniikan sovelluksille, kuten langan köydet, potkurin terät ja merenalaiset komponentit.

Edut ja rajoitukset

Inconel 625: n tärkeimmät edut ovat sen poikkeuksellinen korkean lämpötilan lujuus ja väsymiskestävyys sekä sen erinomainen korroosionkestävyys laajassa aggressiivisessa ympäristössä. Se on monipuolisempi kuin ruostumattomat teräkset lämpötilan ja syövyttävien väliaineiden suhteen. Tärkein rajoitus on sen erittäin korkeat kustannukset, mikä rajoittaa sen käyttöä kriittisiin sovelluksiin, joissa mikään muu materiaali ei voi täyttää suorituskykyvaatimuksia.

Seuraava taulukko tarjoaa vierekkäisen vertailun materiaalin valinnan avuksi:

Hitsaus ja valmistus

Hitsaus ja näiden seosten valmistaminen vaatii erityisiä tekniikoita niiden ainutlaatuisten ominaisuuksien ylläpitämiseksi.

TP304 ja TP316: Näitä austeniittisia arvosanoja pidetään yleensä helpon hitsauksena standardimenetelmillä, kuten TIG (GTAW) ja MIG (GMAW). Tärkeintä on minimoida lämpötulo herkistymisen estämiseksi, mikä voi johtaa rakeiden väliseen korroosioon. Hiilihiiliset arvosanat (304L, 316L) ovat edullisia hitsaamiseen tämän ongelman välttämiseksi, koska ne eivät vaadi hitsin jälkeistä lämpökäsittelyä.

TP310S: Korkean seospitoisuuden ja korkeiden lämpötilojen vastustuskyvyn vuoksi TP310 on hitsattava, mutta asianmukaiset täyteaineet ja ohjattu lämpötulo ovat tärkeitä kuuman halkeilun estämiseksi.

S32205 ja S32750 (Duplex): Hitsausosasto ja super duplex -ruostumattomat teräkset ovat monimutkaisempia. Tavoitteena on säilyttää austeniitin ja ferriitin oikea tasapaino hitsausmetallilla ja lämpöä koskevalla vyöhykkeellä. Typpipohjaisten suojakaasujen ja huolellisesti valitun täyteainimetallien käyttäminen on ratkaisevan tärkeää. Hitsin jälkeistä lämpökäsittelyä ei yleensä vaadita, mutta hitsausparametrien tiukka hallinta on välttämätöntä hauraiden metallien välisten vaiheiden muodostumisen välttämiseksi.

904L: 904L on hitsattava tavanomaisten tekniikoiden avulla. Pieni hiilipitoisuus auttaa estämään herkistymistä. Tyypillisesti käytetään vastaavia täyteaineita, ja asianmukainen lämmönhallinta on tärkeää lopullisen hitsauksen parhaan korroosionkestävyyden varmistamiseksi.

Inconel 625: Hitsausin Inconel 625 vaatii erikoistuneita tekniikoita sen taipumuksensa vuoksi työvoiman ja sen suuren lujuuden vuoksi. Menettelyihin sisältyy usein tiettyjen täyttömetallien (ERNICRMO-3 tai ERNICRMO-4), pulssihitsaus ja tiukka puhtaus. Esilämmittämistä ei yleensä vaadita, mutta hitsin jälkeinen lämpökäsittely voi olla tarpeen soveltamisen riippuen stressin lievittämiseksi ja ominaisuuksien optimoimiseksi.

Tapaustutkimukset ja esimerkit

TP304: Paikallinen panimo käyttää TP304 -ruostumattomasta teräksestä käymissäiliöihin ja putkistoihin. Materiaalin sileä pinta on helppo puhdistaa, mikä estää bakteerien kasvua ja varmistaa tuotteen puhtauden. Sen yleinen korroosionkestävyys on riittävä mietoille kemikaaleille ja käsiteltyihin elintarvikkeisiin.

TP316: Rannikkokaupungin uudessa laiturilla on TP316: sta valmistettuja kaiteet ja kalusteet. Molybdeenipitoisuus tarjoaa tarvittavan vastustuskyvyn kloridikorroosiolle merisumutuksesta, estäen ruosteen ja varmistaen pitkän käyttöiän minimaalisella kunnossapidolla.

TP310S: Teollisuusuunien valmistaja rakentaa korkean lämpötilan uuniensa sisäiset vuoraukset ja tukirakenteet TP310: ien avulla. Tämän luokan korkea kromi- ja nikkelipitoisuus estävät hapettumisen ja skaalaamisen, jolloin uuni voi toimia tehokkaasti lämpötiloissa, jotka ylittävät 1000 ° C ilman materiaalivirheitä.

S32750: Pohjanmeren offshore -öljyalusta käyttää S32750: tä meriveden jäähdytysjärjestelmiin ja palomurhiin. Materiaalin ylivoimainen puku ja stressikorroosiohalkeuskestävyys varmistaa näiden kriittisten järjestelmien luotettavuuden ja turvallisuuden erittäin ankarassa meriympäristössä.

Inconel 625: Aerospace -yritys käyttää Inconel 625: tä suihkumoottorien pakoputkille. Materiaalin poikkeuksellinen korkean lämpötilan lujuus ja väsymiskestävyys antavat sen kestämään palamiskaasujen voimakasta lämpöä ja stressiä, mikä takaa suorituskyvyn ja turvallisuuden lennon aikana.