UNS N06625 kontrol boru hattının ısıl işlem süreci sapmasının nicel etkisi nedir?

1. Yetersiz tavlama sıcaklığı (<1050 ℃): Niyobyum Katı Çözelti Kusurları ve Büyük Granüler Korozyon Duyarlılığı
Tavlama sıcaklığı, niyobyum (NB) elementinin katı çözeltisinin derecesini ve karbürlerin (NBC) tekdüzeliğini doğrudan belirleyen N06625 katı çözelti tedavisinin çekirdek parametresidir. Tavlama sıcaklığı 1050 ℃'den düşük olduğunda, niyobyum atomlarının difüzyon kinetik enerjisi yetersizdir, bu da tahıl sınırlarında çözülmemiş NBC partiküllerinin birikmesine neden olur (Şekil 1A). Bu düzgün olmayan dağılım, pasivasyon filminin Cl⁻ içeren bir ortamda tercihli tahribatını indükleyen yerel bir mikro-galvanik etki oluşturur.

Nicel Etki Analizi:
Büyük korozyon oranı: Elektrokimyasal potansiyodinamik polarizasyon testi,% 3.5 NaCl çözeltisinde 1050 ℃ 'de tavlanan alaşımın büyüklükler arası korozyon duyarlılık endeksinin 0.82 iken 1020 ℃' da tavlanan alaşımın 35'e yükselmesi 1.21'e (1,0'a kadar artar) ve korunma oranı 1.21 (1,0) artar ve korunma oranı artar.
Niyobyum elemanı dağılımı: Atomik prob tomografisi (APT), tahıl sınırındaki niyobyum konsantrasyonunun 1050 ℃ 'de tavlamadan sonra ağırlıkça% 3.8 ± 0.2 oranında stabilize olduğunu gösterirken, 1020 ℃' de tavlama durumunun dalgalanma aralığı ağırlıkça% 2.1-4.9'dur ve lokal nbiy-poor bölgesi% 2.1-4.9'dur.
Mühendislik Doğrulaması: Bir açık deniz platformunda bir kondenser boru hattının düşük tavlama sıcaklığı (1030 ℃) nedeniyle, tanecikler arası korozyon derinliği, 18 aylık operasyondan sonra 0,32 mm'ye ulaştı ve tasarlanmış korozyon marjını (0.15mm) çok aştı.
Çözüm:
Orta frekanslı indüksiyon ısıtması, kızılötesi sıcaklık ölçüm sistemi ile birleştirildiğinde, tüpün çekirdek sıcaklığının 1080-1120 ℃ 'a ulaşmasını sağlamak için kullanılır ve yalıtım süresi, niyobyum elemanlarının tam katı çözeltisini elde etmek için milimetre duvar kalınlığı başına 1.5 dakika olarak hesaplanır.

2. Çok yavaş soğutma oranı (hava soğutma): δ faz yağış ve mekanik özellik bozulması
Soğutma hızı kontrolü, katı çözelti tedavisinde önemli bir takip bağlantısıdır. Hava soğutma gibi yavaş soğutma yöntemleri kullanıldığında, alaşım 700-900 ℃ aralığında daha uzun süre kalır ve Ni₃NB'nin (Δ fazı) çökelmesini tetikler (Şekil 1B). Ortorombik yapısal faz ile matris arasındaki tutarlılık ilişkisi yok edilir, bu da çıkık hareketine karşı dirençte bir azalmaya neden olur.

Nicel Etki Analizi:
Sertlik ve tokluk: Hava soğutmalı alaşımın sertliği, su söndürülmüş duruma kıyasla 18HB (320HV → 302HV) azalır ve Charpy darbe enerjisi% 37 (145J → 91J) azalır ve karşılık gelen kırık modu sodik kırıktan quasi-clavaj fraksına değişir.
Stres korozyonu çatlaması (SCC) riski: kaynar MGCL çözeltisindeki yavaş soğutulmuş numunenin kritik stres yoğunluk faktörü (K_ISCC) 28.3MPA√m'dir;
Mühendislik Kılıfı: Hava soğutma işlemi nedeniyle, bir nükleer güç buhar jeneratörünün ısı transfer tüpünün, 3 yıllık operasyondan sonra, duvar kalınlığının 1/3'ü derinliğiyle tanecikler arası SCC çatlakları olduğu bulunmuştur.
Çözüm:
Dereceli su söndürme işlemi uygulayın: Tüp kütük fırın 1080 ℃ 'de çıkarıldıktan sonra, söndürme çatlaklarından kaçınarak soğutma hızının ≥120 ℃/s olmasını sağlamak için hemen 25 ℃ dolaşımdaki suya daldırılır.

3. Aşırı ısınma Tedavisi (＞ 1150 ℃): Tahıl Kabalık ve Sürme Mukavemeti zayıflaması
Tavlama sıcaklığı 1150 ℃'yi aştığında, tane sınır göç hızı önemli ölçüde arttırılır, bu da orijinal ince tanelerin (ASTM 8-9 derecesi) ASTM 6-7 derecesine (Şekil 1C) anormal büyümesine neden olur. Bu tür bir mikroyapı, tahıl sınırı güçlendirme etkisini azaltır ve yüksek sıcaklık ve uzun süreli yük altında sürünme hasarını hızlandırır.

Nicel Etki Analizi:
Sürünme Performansı: 650 ℃/100MPa koşullarının altındaki 1150 ℃ tavlanmış alaşımın kararlı durum sürünme hızı, 1120 ℃ tavlanmış durumdan (1.1 × 10⁻⁸ s⁻) 2 kat daha yüksek olan 3.2 × 10⁻⁸ S⁻⁻'dur.
Tahıl Sınır Güçlendirme Etkisi: Elektron geri saçılma kırınımı (EBSD) analizi, aşırı ısınma işleminden sonra yüksek açılı tane sınırlarının oranının% 68'den% 52'ye düştüğünü ve tane sınır güçlendirmesinin katkısının yaklaşık 40MPa azaldığını göstermektedir.
Mühendislik Dersleri: Aşırı ısınma nedeniyle (1180 ℃), 5 yıllık operasyondan sonra yüksek sıcaklık reaktör bobininin maksimum sürünme deformasyonu, tasarım sınırını (%0.5) çok aşan%1.8'e ulaştı.
Çözüm:
Tüp kütüğünün eksenel sıcaklık farkının ± 15 ℃'den az olmasını ve yalıtım aşamasında geleneksel uzun süreli düşük sıcaklık işleminin değiştirilmesini sağlamak için sıcaklık alanı simülasyonu ile birleştirilmiş bir vakum ısıl işlem fırını kullanılır.

4. Hassas süreç kontrolü için sistematik çözüm
Süreç sapmasının performansı üzerindeki etkisini ortadan kaldırmak için N06625 Kontrol Boru Hattı , "Process Tasarım-İşleme İzleme-Organizasyon Doğrulaması" nın kapalı döngü sisteminin oluşturulması gerekir:
İşlem Penceresi Optimizasyonu: Niyobyum elementinin katı çözünürlüğünün%98'den fazla olduğundan emin olmak için katı çözelti sıcaklık süresi parametre zarfı (Şekil 2) termodinamik hesaplama (termo-calc) ile belirlenir.
Çevrimiçi İzleme Teknolojisi: Kızılötesi termal görüntüleyici, tüp kütüğünün yüzey sıcaklığı alanını gerçek zamanlı olarak izlemek için kullanılır ve çekirdek sıcaklık gradyanı sonlu eleman modelini birleştirerek tahmin edilir.
Organizasyonun nicel değerlendirmesi: Görüntü analizi yazılımı, tane boyutunu, karbür boyutunu ve dağılımını saymak ve mikroyapı ve korozyon oranı arasında bir korelasyon veritabanı oluşturmak için kullanılır.