Нержавеющая сталь Nitronic 60: свойства и ключевые применения
Поделиться
Table Of Content
Table Of Content
Нержавеющая сталь Nitronic 60 классифицируется как аустенитная нержавеющая сталь, известная своей высокой прочностью и отличной коррозионной стойкостью. Она в основном легирована хромом, никелем и марганцем, которые способствуют ее уникальным свойствам. Добавление азота увеличивает прочность и стойкость к кавитационной коррозии, что делает ее подходящей для сложных условий.
Комплексный обзор
Nitronic 60 известна своими исключительными механическими свойствами и коррозионной стойкостью, особенно в морских и химических процессах. Ее легирующие элементы играют решающую роль в определении ее характеристик:
- Хром (Cr): Увеличивает коррозионную стойкость и создает защитный оксидный слой.
- Никель (Ni): Улучшает пластичность и прочность, что способствует общей прочности стали.
- Марганец (Mn): Увеличивает закаливаемость и повышает устойчивость к износу и абразивному воздействию.
- Азот (N): Увеличивает прочность и улучшает сопротивление к кавитационной и трещинообразной коррозии.
Основные преимущества Nitronic 60 включают высокую прочность на растяжение, отличную стойкость к коррозионным трещинам и хорошую свариваемость. Однако она может быть более дорогой, чем другие нержавеющие стали, и может требовать специализированных технологий обработки из-за своей прочности.
Исторически Nitronic 60 находит применение в различных отраслях, включая аэрокосмическую, морскую и химическую, где ее уникальные свойства обеспечивают значительные преимущества. Ее рыночная позиция сильна, особенно в приложениях, требующих высокой производительности в коррозионных условиях.
Альтернативные названия, стандарты и эквиваленты
| Стандартная организация | Обозначение/Класс | Страна/Регион происхождения | Примечания |
|---|---|---|---|
| UNS | S21800 | США | Ближайший эквивалент AISI 316, но с улучшенными свойствами. |
| AISI/SAE | 60 | США | Известна своей высокой прочностью и стойкостью к коррозии. |
| ASTM | A240/A240M | США | Стандартное спецификация для хромовых и хром-никелевых нержавеющих стальных листов, пластин и лент. |
| EN | 1.3964 | Европа | Эквивалентный класс с аналогичными свойствами. |
| JIS | SUS 316L | Япония | Схожая коррозионная стойкость, но ниже прочность. |
Хотя Nitronic 60 часто сравнивается с AISI 316 и 316L, она предлагает превосходные характеристики по прочности и стойкости к кавитационной коррозии, что делает ее предпочтительным выбором в условиях высокой коррозии.
Ключевые свойства
Химический состав
| Элемент (Символ и название) | Процентный диапазон (%) |
|---|---|
| Cr (Хром) | 14.0 - 16.0 |
| Ni (Никель) | 8.0 - 10.0 |
| Mn (Марганец) | 5.0 - 7.0 |
| N (Азот) | 0.1 - 0.3 |
| Fe (Железо) | Остальное |
Основная роль хрома заключается в увеличении коррозионной стойкости, в то время как никель способствует пластичности и прочности. Марганец увеличивает закаливаемость, а азот значительно повышает прочность и устойчивость к кавитации.
Механические свойства
| Свойство | Состояние/Температура | Температура испытания | Типичное значение/Диапазон (Метрика) | Типичное значение/Диапазон (Имперская) | Справочный стандарт для метода тестирования |
|---|---|---|---|---|---|
| Прочность на растяжение | Отожженное | Комнатная температура | 620 - 750 МПа | 90 - 109 ksi | ASTM E8 |
| Прочность на текучесть (0.2% смещение) | Отожженное | Комнатная температура | 310 - 450 МПа | 45 - 65 ksi | ASTM E8 |
| Удлинение | Отожженное | Комнатная температура | 40 - 50% | 40 - 50% | ASTM E8 |
| Твердость (Роквелл B) | Отожженное | Комнатная температура | 85 - 95 HB | 85 - 95 HB | ASTM E18 |
| Ударная прочность | Отожженное | -196 °C | 40 Дж | 29.5 фт-фунт | ASTM E23 |
Сочетание высокой прочности на растяжение и текучесть делает Nitronic 60 подходящей для приложений, требующих структурной целостности при механической нагрузке, таких как морская среда и химическая переработка.
Физические свойства
| Свойство | Состояние/Температура | Значение (Метрика) | Значение (Имперская) |
|---|---|---|---|
| Плотность | Комнатная температура | 7.9 г/см³ | 0.285 лб/дюйм³ |
| Температура плавления | - | 1400 - 1450 °C | 2552 - 2642 °F |
| Теплопроводность | Комнатная температура | 25 Вт/м·К | 17.3 BTU·дюйм/ч·фут²·°F |
| Удельная теплоемкость | Комнатная температура | 500 Дж/кг·К | 0.12 BTU/лб·°F |
| Электрическое сопротивление | Комнатная температура | 0.73 мкОм·м | 0.00000073 Ом·м |
Ключевые физические свойства, такие как плотность и температура плавления, имеют решающее значение для приложений, связанных с высокотемпературными условиями, в то время как теплопроводность влияет на рассеивание тепла в различных инженерных приложениях.
Коррозионная стойкость
| Коррозийный агент | Концентрация (%) | Температура (°C/°F) | Рейтинг стойкости | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| Хлориды | 3.5 | 25/77 | Отличная | Риск кавитации в застойных условиях. |
| Серная кислота | 10 | 25/77 | Хорошая | Ограниченная стойкость; требует осторожного обращения. |
| Соляная кислота | 5 | 25/77 | Умеренная | Не рекомендуется для высоких концентраций. |
| Морская вода | - | 25/77 | Отличная | Идеально для морских приложений. |
Nitronic 60 демонстрирует отличную стойкость к разнообразным коррозионным средам, особенно в морских приложениях. Она менее подвержена кавитационной коррозии по сравнению со стандартными нержавеющими сталями, такими как 316, что делает ее предпочтительным выбором в условиях высокой концентрации хлоридов. Тем не менее, она все еще может быть уязвима к определенным кислотам, что требует тщательного выбора в зависимости от конкретных условий применения.
Теплостойкость
| Свойство/Предел | Температура (°C) | Температура (°F) | Примечания |
|---|---|---|---|
| Максимальная температура непрерывной эксплуатации | 800 | 1472 | Подходит для высокотемпературных приложений. |
| Максимальная температура интермиттирующей эксплуатации | 900 | 1652 | Может переносить кратковременное воздействие. |
| Температура начала растрескивания | 1000 | 1832 | Начинает терять прочность выше этой температуры. |
При повышенных температурах Nitronic 60 сохраняет свою прочность и стойкость к окислению, что делает ее подходящей для применения в высокотемпературной среде. Тем не менее, следует избегать длительного воздействия температур выше предела максимальной непрерывной эксплуатации для предотвращения деградации.
Свойства обработки
Свариваемость
| Процесс сварки | Рекомендуемый сварочный материал (классификация AWS) | Типичный защитный газ/флюс | Примечания |
|---|---|---|---|
| TIG | ER308L | Аргон | Хорошие результаты при соблюдении правильной техники. |
| MIG | ER308L | Аргон/CO2 | Требует тщательного контроля теплового ввода. |
Nitronic 60 известна своей хорошей свариваемостью, особенно с процессами TIG и MIG. Предварительная и постсварочная термическая обработка могут улучшить качество сварных швов и снизить риск образования трещин. Однако необходимо контролировать тепловой ввод, чтобы избежать искажений и сохранить механические свойства.
Обрабатываемость
| Параметр обработки | Nitronic 60 | AISI 1212 | Примечания/Советы |
|---|---|---|---|
| Относительный индекс обрабатываемости | 50 | 100 | Требует специализированного инструмента. |
| Типичная скорость резания (Токарная обработка) | 30 м/мин | 60 м/мин | Используйте инструменты из карбида для достижения лучших результатов. |
Обработка Nitronic 60 может быть сложной из-за ее прочности. Оптимальные условия включают использование карбидных инструментов и регулировку скоростей резания для предотвращения износа инструмента.
Формуемость
Nitronic 60 демонстрирует хорошую формуемость, подходящую как для холодной, так и для горячей формовки. Однако из-за своей прочности она может требовать больших радиусов изгиба, чтобы избежать трещин во время холодной формовки.
Термическая обработка
| Процесс обработки | Диапазон температур (°C/°F) | Типичное время выдержки | Метод охлаждения | Основная цель / Ожидаемый результат |
|---|---|---|---|---|
| Распуск | 1040 - 1100 / 1900 - 2012 | 30 минут | Воздух или вода | Растворение карбидов и улучшение пластичности. |
| Снятие напряжений | 600 - 700 / 1112 - 1292 | 1 час | Воздух | Снижение остаточных напряжений. |
Процессы термической обработки, такие как распуск, улучшают микроструктуру Nitronic 60, повышая ее механические свойства и обеспечивая единообразие в производительности.
Типичные применения и конечное использование
| Отрасль/Сектор | Конкретный пример применения | Ключевые свойства стали, использованные в этом приложении | Причина выбора (кратко) |
|---|---|---|---|
| Морская | Крепления для лодок | Коррозионная стойкость, прочность | Отличная производительность в морской воде. |
| Химическая | Компоненты насосов | Высокая прочность, устойчивость к химическим веществам | Долговечность в жестких условиях. |
| Аэрокосмическая | Заклепки | Высокая прочность, малый вес | Критично для безопасности и производительности. |
Другие применения включают:
- Оборудование для переработки пищевых продуктов
- Компоненты нефтяной и газовой промышленности
- Производство фармацевтических изделий
Nitronic 60 выбирается для приложений, требующих высокой прочности и коррозионной стойкости, особенно в условиях, где традиционные нержавеющие стали могут слабеть.
Важные соображения, критерии выбора и дополнительные сведения
| Особенность/Свойство | Nitronic 60 | AISI 316 | Duplex 2205 | Kраткая примечание о преимуществах/недостатках или компромиссах |
|---|---|---|---|---|
| Ключевое механическое свойство | Высокая прочность | Умеренная | Высокая прочность | Nitronic 60 предлагает превосходную прочность. |
| Ключевой аспект коррозии | Отличная | Хорошая | Отличная | Сравнима с Duplex, но с различными приложениями. |
| Свариваемость | Хорошая | Отличная | Умеренная | Nitronic 60 требует внимательных сварочных техник. |
| Обрабатываемость | Умеренная | Хорошая | Плохая | Сложнее обрабатывать, чем 316. |
| Формуемость | Хорошая | Отличная | Умеренная | Проще формовать, чем duplexGrades. |
| Приблизительная относительная стоимость | Выше | Умеренная | Выше | Стоимость может быть важным фактором для крупных проектов. |
| Типичное наличие | Умеренное | Высокое | Умеренное | 316 более часто доступна. |
При выборе Nitronic 60 учитывайте ее высокую прочность и коррозионную стойкость против потенциальных трудностей в обработке и стоимости. Ее уникальные свойства делают ее идеальной для специализированных приложений, особенно в морских и химических условиях.