Kaip nikelis pagerėja žemai - temperatūros tvirtumas A333 Gr.10 pliene?
Kaip austenitas - formavimo elementas, nikelis (Ni) vaidina lemiamą vaidmenį A333 gr.10 pliene. Jis veikia mažinant plieno kaliojo - trapios pereinamosios temperatūros (DBTT), žymiai nuleidžiant temperatūros slenkstį, reikalingą plienui pereiti nuo kaliojo į trapią būseną. Nikelis ištirpsta ferito matricoje, stiprindamas interatominius ryšius ir padidindamas krovimo gedimo energiją, todėl dislokacijos labiau linkusios judėti žemoje temperatūroje, o ne patiriant skilimo lūžius. Mikrostruktūriškai nikelis taip pat patikslina grūdų dydį ir stabilizuoja kai kurias mikrostruktūras. Šie veiksniai sujungia, kad plieninis vamzdis galėtų išlaikyti puikų atsparumą smūgiams net ir ypač šaltoje aplinkoje, kaip –100 laipsnių.
Be nikelio, kokie kiti cheminiai komponentai daro didelę įtaką A333 Gr.10 savybėms? Be pagrindinio elemento nikelio, taip pat labai svarbu ir anglies (C), mangano (MN), fosforo (P) ir sieros (-ų) kiekis. Mažo anglies kiekis (mažesnis arba lygus 0,30%) užtikrina gerą suvirinamumą ir tvirtumą, nes aukštas anglies sudaro trapūs karbidai. Manganas (0,29 - 1,06%), kaip švelnus kietas - tirpalo stiprinimo elementas, taip pat padeda patobulinti ferito grūdus ir pagerinti kietumą. Svarbiausia, kad fosforas ir siera yra griežtai ribojami iki ypač žemo lygio (mažesnis arba lygus kiekvienam 0,025%), nes šios priemaišos gali atskirti grūdų ribas, žymiai padidindami plieno kaliojo -} trapios perėjimo temperatūrą ir smarkiai pablogindami žemos temperatūros kietumą, net esant nikelio buvimui. Todėl pagrindinis reikalavimas yra žemas fosforo ir sieros kiekis.
Kokia yra A333 Gr.10 plieno metalografinė struktūra? Kodėl ši struktūra yra naudinga žemai - temperatūros našumui?
Tipiška metalografinė A333 gr.10 plieno struktūra kambario temperatūroje yra feritas ir perlitas. Tačiau dėl 3,5% nikelio kiekio jo struktūra yra smulkesnė ir vienodesnė nei įprasto anglies plieno. Nikelis patikslina proeutektoidinio ferito ir perlito klasterių dydį. Šis grūdų tobulinimo stiprinimo mechanizmas (atitinkantis salės -} ryšį) ne tik padidina stiprumą, bet ir, dar svarbiau, žymiai pagerina žemą - temperatūros tvirtumą, nes smulkūs grūdai efektyviai trukdo įtrūkimo sklidimui. Po normalizavimo ši rafinuota ir homogenizuota struktūra yra optimizuota, suteikiant mikrostruktūrinį pagrindą jo puikioms žemoms - temperatūros smūgio savybėms.
Kokį vaidmenį vaidina terminis apdorojimas gaminant A333 Gr.10 plieninį vamzdį?
Šiluminis apdorojimas, ypač normalizuojantis, yra esminis ir kritinis proceso žingsnis gaminant A333 Gr.10 plieninį vamzdį. Normalizavimas reiškia plieno vamzdžio kaitinimą iki austenitizuojančios temperatūros (paprastai 50 laipsnių virš AC3 linijos), tam tikrą laiką laikant temperatūrą, o po to aušinant nejudančiame ore. Pagrindinis šio proceso tikslas yra patikslinti austenito grūdus, todėl aušinant susidaro smulkus ir vienodas feritas - perlito struktūra. Ši uniforma ir rafinuota struktūra yra labai svarbi norint pasiekti aukštus žemų -} temperatūros kietumo standartus. Netinkant normalizavimo, net jei cheminė sudėtis yra priimtina, žemos - plieninio vamzdžio temperatūros savybės neatitiks standartinių reikalavimų. Kodėl A333 gr.10 plieno švara yra tokia svarbi? Kaip tai kontroliuojama?
Plieninis švara, konkrečiai ne {- metalinių intarpų (pvz., Oksidų ir sulfidų) plieno kiekis, rūšis ir morfologija, yra labai svarbūs iki žemo - temperatūros tvirtumo. Dideli, aštrūs intarpai veikia kaip streso koncentratoriai, pradedant mikrotraumus esant žemai temperatūrai ir žymiai sumažinant poveikio energiją. Norint kontroliuoti švarą, išjungtas - linijų rafinavimo metodai, tokie kaip argono maišymas ar vakuuminis deginimas, yra naudojami gamybos metu, kad būtų galima efektyviai pašalinti kenksmingus priemaišas ir intarpus. Be to, gydymas kalciu ir kitos metodikos yra naudojami ilgiems, ploniems sulfido inkliuzams sferoidizuoti į sferinius, mažiau kenksmingus kalcio okizulfidus, sumažinant neigiamą intarpų poveikį kietumui.
