1. تعريف المواد والخصائص الأساسية
ASTM A 519 3140 أنبوب فولاذي عبارة عن أنبوب سليفي من سبائك الصلب الكروم نيكل-ميليبدينوم (UNS G31400). تكوينها الأساسي هو: 0.38 ٪ -0.43 ٪ من الكربون ، 0.70 ٪ -0.90 ٪ من الكروم ، 1.10 ٪ -1.40 ٪ النيكل ، و 0.15 ٪ -0.25 ٪ الموليبدينوم. تضفي هذه المزيج على السبائك ثلاث خصائص أساسية للمادة:
القوة العالية للغاية: تصل قوة الشد المرسلة والمخففة إلى 900-1200 ميجا باسكال
صلابة ممتازة: يمكن أن تظل طاقة التأثير أعلى من 50J عند -40 درجة
مقاومة التعب: عمر التعب أطول من 3 إلى 5 مرات من تلك الموجودة في الصلب الكربوني العادي (مثل 1345)
2. الخصائص الميكانيكية والمعلمات التقنية
In the normalized and tempered state, 3140 steel pipe has a yield strength ≥585 MPa, a tensile strength ≥795 MPa, and an elongation ≥15%. After optimized heat treatment (such as vacuum oil quenching followed by secondary tempering), the strength can be further increased to 1300 MPa, while maintaining a fracture toughness (KIC) ≥ 90 MPa·m¹/². Note that the performance of thick-walled tubes (>50 مم) سوف ينخفض بنسبة 10 ٪ -15 ٪ بسبب الاختلافات في القابلية للتصلب.
3. التطبيقات النموذجية
3140 أنبوب فولاذي مصمم لظروف التشغيل المتطرفة:
الفضاء الجوي: محركات معدات الهبوط ، دعامات تعليق المحرك
معدات الطاقة: مهاوي المضخة الرئيسية للطاقة النووية ، وأرجل شد منصة الحفر في أعماق البحار
المركبات المتخصصة: مهاوي تواء المركبات المدرعة ، قضبان ربط السكك الحديدية عالية السرعة
تصنيع القوالب: قواعد العفن الكبيرة الممولة (مطلوبة ما قبل الصيد)
4. تفاصيل عملية معالجة الحرارة
يوصى بعملية معالجة حرارة الفراغ المزدوجة:
تفريغ التبريد: بعد التغلب على 980-1010 ، يتم استخدام غاز غاز عالي الضغط (ضغط النيتروجين أكبر من أو يساوي 6 بار) لتقليل التشوه.
العلاج المبرد: عقد في -80 درجة لمدة ساعتين لتحويل الأوستينيت المحتجزة.
خطوة التدفق: تخفيف الإجهاد عند 300 درجة ، تليها 560 درجة لموازنة الخصائص.
تحقق هذه العملية حجمًا للحبوب من الصف الثامن ASTM أو أعلى ، وتجنب خطر هشاشة المزاج (350-500 درجة) . 5. النقاط الرئيسية في المعالجة ومراقبة الجودة
معالجة الصعوبات والتدابير المضادة:
يتطلب الآلات أدوات فولاذية عالية السرعة تحتوي على الكوبالت ، مع سرعة القطع الموصى بها من 35-45 م/دقيقة.
يجب أن يستخدم اللحام سلك ernicrmo-3 ، مع درجة حرارة سخن أكبر من أو تساوي 300 درجة. يجب إجراء إزالة الهيدروجين مباشرة بعد اللحام.
متطلبات الاختبار:
100 ٪ اختبار الموجات فوق الصيفية المصفاة (PAUT) وفقًا لقسم ASME BPVC V
فحص البنية المجهرية (محتوى الدلتا فيريت> 5 ٪ محظور)
اختبار محتوى الهيدروجين (أقل من أو يساوي 0.5 جزء في المليون لمنع احتضان الهيدروجين)
6. مقارنة مع مواد مماثلة
بالمقارنة مع 4140 من الصلب ، يوفر 3140 صلابة أعلى درجات الحرارة المنخفضة ومقاومة التآكل بسبب ارتفاع محتوى النيكل ، ولكنه يكلف 40 ٪ أكثر. بالمقارنة مع 4340 من الصلب ، فإن 3140 لديه محتوى موليبدينوم أقل ، مما يجعله أكثر ملاءمة للمكونات ذات الجدران السميكة التي تتطلب اللحام. البدائل:
يمكن أن تحل محل 4340 للاستخدام في البيئات أعلى من 50 درجة.
لا ينصح به كبديل عن الفولاذ المقاوم للصدأ 17-4 في الساعة في بيئات تآكل.
أكثر ملاءمة من 300 متر من الصلب للأجزاء الدوارة التي تتطلب قوة التعب عالية.
