Kako sadržaj nikla u čeliku za vremenske uvjete ASTM A588 razreda B poboljšava njegovu otpornost na niske{1}}temperature? - Znanje

Sadržaj nikla (Ni) u čeliku koji je otporan na vremenske uslove ASTM A588 razreda B (naveden na0.50–1.50%prema ASTM A588) poboljšava otpornost{1}}na niske temperature prvenstveno krozmikrostrukturno prečišćavanjeiojačavanje čvrstim rastvorom, koji potiskuju krhko lomljenje i povećavaju duktilnost na temperaturama ispod nule.

info-569-535

1. Osnovni mehanizmi djelovanja nikla na otpornost na niskim-temperaturama

Mikrostrukturna modifikacija: Promoviranje formiranja ferita-bainita

Nikl je jakaustenit stabilizatorkoji odlaže transformaciju austenita u krte mikrostrukture (npr. martenzit, grubi perlit) tokom hlađenja. Umjesto toga, podstiče formiranje afina, duktilna feritna-bainitna matrica-ključna mikrostruktura za dobru otpornost{{1}na niske temperature. Ova fino{3}}zrnasta struktura smanjuje vjerovatnoću nastanka i širenja pukotina na niskim temperaturama.Učvršćivanje ferita u čvrstom rastvoru

Atomi nikla se ravnomjerno otapaju u feritnoj matrici, povećavajući njenu žilavost bez pretjeranog stvrdnjavanja (za razliku od ugljika ili mangana). Ovo smanjuje čelikduktilna-na-temperatura prijelaza (DBTT)-kritična metrika za nisko-performanse na niskim temperaturama-što znači da ASTM A588 Grade B ostaje duktilan i otporan na lomljiv lom na niskim temperaturama-40 stepeni (-40 stepeni F)(za razred B sa optimalnim sadržajem nikla).Poboljšanje čvrstoće granice zrna

Nikl se blago segregira na granicama zrna, smanjujući krhkost graničnih faza zrna (npr. cementit) i sprječavajući međugranularno pucanje- što je uobičajen način kvara za čelike koje su otporne na vremenske uvjete na niskim temperaturama.

info-234-225

2. Uticaj sadržaja nikla izvan standardnog raspona

Ispod 0,50% Ni: Nedovoljna stabilizacija austenita dovodi do stvaranja grubljih, krhkijih mikrostruktura (npr. perlit). DBTT raste, a čelik može doživjeti krhki lom na temperaturama iznad -20 stepeni (-4 stepena F).

Iznad 1,50% Ni: Iako se žilavost može neznatno povećati, višak nikla povećava troškove proizvodnje i može smanjiti sposobnost čelika za formiranje patine- (ključno svojstvo čelika koji je otporan na vremenske utjecaje) mijenjanjem ravnoteže legure sa bakrom (Cu) i hromom (Cr).

info-282-270

3. Sinergija sa drugim elementima legure

Nikl djeluje sinergijski sabakar (0,20–0,35%)ihrom (0,40–0,65%)(također u ASTM A588 Grade B) za daljnju optimizaciju otpornosti na niske{1}}temperature i otpornosti na koroziju:

Bakar pojačava formiranje patine i dopunjuje jačanje čvrstog rastvora nikla.

Krom oplemenjuje mikrostrukturu i poboljšava hemijsku stabilnost feritne matrice, podržavajući efekat smanjenja DBTT-nikla nikla.

info-236-222