Y prif elfennau cemegol mewn pibellau dur a'u dylanwad ar berfformiad
Mae cyfansoddiad cemegol pibellau dur yn effeithio'n uniongyrchol ar eu priodweddau mecanyddol, prosesadwyedd, ymwrthedd cyrydiad a weldadwyedd. Mae'r canlynol yn elfennau cyffredin a'u swyddogaethau:
Carbon (c)
• Cynnwys:
Fel arfer 0. 05% i 1.5% (dur carbon isel, dur carbon canolig, dur carbon uchel).
• Effaith:
- Cryfder a chaledwch: carbon yw'r brif elfen gryfhau mewn dur. Po uchaf yw'r cynnwys, yr uchaf yw'r cryfder tynnol a'r caledwch.
- Plastigrwydd a chaledwch:Bydd cynnwys carbon gormodol yn lleihau plastigrwydd a chaledwch ac yn cynyddu disgleirdeb(er enghraifft, mae dur carbon uchel yn dueddol o dorri asgwrn).
- Weldadwyedd: Pan fydd y cynnwys carbon yn fwy na 0. 25%, mae'r anhawster weldio yn cynyddu ac mae craciau'n dueddol o ddigwydd (mae angen triniaeth gynhesu neu ôl-wresogi).
• Cymwysiadau nodweddiadol:
- Dur carbon isel (C llai na neu'n hafal i 0. 25%): strwythurau adeiladu, piblinellau (fel S235JRH yn EN 10255).
- Dur carbon canolig ac uchel: rhannau mecanyddol, dur offer.
Manganîs (mn)
• Cynnwys:
0. 3% - 1. 65% (hyd at 2% mewn dur aloi).
• Effaith:
- DEOXIDATION A DESULFURISION: Yn cyfuno â sylffwr i ffurfio MNs, gan leihau disgleirdeb thermol sylffwr.
- Effaith Cryfhau:Gwella cryfder a chaledwch wrth gynnal caledwch(yn well nag effaith cryfhau carbon).
- Caledadwyedd: Cynyddu dyfnder quenching y dur a gwella ei berfformiad triniaeth wres.
- Cymwysiadau nodweddiadol: Dur strwythurol cryfder uchel (fel S355J2H), rheiliau dur sy'n gwrthsefyll gwisgo.
Silicon (Si)
• Cynnwys:
0. 15% - 0. 35% (dur cyffredin) Gall gyrraedd hyd at 2% mewn dur aloi.
• Effaith:
- Deoxidizer: Mae'n tynnu ocsigen yn ystod gwneud dur,lleihau mandylledd a chynhwysiadau.
- Cryfder ac hydwythedd: Gwella cryfder a modwlws elastig, ond bydd symiau gormodol yn lleihau plastigrwydd a weldadwyedd.
- Gwrthiant ocsidiad tymheredd uchel: Yn ffurfio haen amddiffynnol siio₂ ar dymheredd uchel (ar gyfer tiwbiau boeler).
- Cymwysiadau nodweddiadol: Dur gwanwyn, dur sy'n gwrthsefyll gwres (fel tiwbiau boeler pwysedd uchel).
Sylffwr (au)
• Cynnwys:
Fel arfer wedi'i gyfyngu i lai na neu'n hafal i {{{0}}. 05% (mae dur o ansawdd uchel yn gofyn am lai na neu'n hafal i 0.03%).
• Effaith:
- Britess Hot: Mae sylffwr a haearn yn ffurfio FES ewtectig pwynt toddi isel, sy'n arwain at graciau yn ystod rholio neu weldio poeth.
- Machinability: Gall ychydig bach o sylffwr ({{{0}}. 08% i 0.15%) wella machinability (ar gyfer dur sy'n torri am ddim).
- Gofynion Rheoli:Mewn dur strwythurol, mae angen rheolaeth lem i osgoi weldio a diffygion gweithio poeth.
Ffosfforws
• Cynnwys:
Fel arfer wedi'i gyfyngu i lai na neu'n hafal i {{{0}}. 045% (mae dur o ansawdd uchel yn gofyn am lai na neu'n hafal i 0.03%).
• Effaith:
- Disgleirdeb oer:Mae ffosfforws yn cynyddu disgleirdeb tymheredd isel dur(fel toriad hawdd isod -20 gradd).
- Effaith Cryfhau: Gall ychydig bach o ffosfforws wella cryfder ond lleihau caledwch yn sylweddol.
- Gwrthiant cyrydiad: Gall y cyfuniad o ffosfforws a chopr wella ymwrthedd i gyrydiad atmosfferig (fel dur hindreulio).
- Cymwysiadau nodweddiadol:Dur hindreulio(yn cynnwys ffosfforws + copr), dur sy'n torri am ddim.
Cromiwm (cr)
• Cynnwys:
Yn fwy na neu'n hafal i 1 0. 5% mewn dur gwrthstaen (gan ffurfio ffilm pasio); 0.5% i 3% mewn dur aloi.
• Effaith:
- Gwrthiant cyrydiad: Yn ffurfio ffilm pasio cr₂o₃ i atal ocsidiad a chorydiad (elfen graidd o ddur gwrthstaen).
- Cryfder tymheredd uchel:Gwella ymwrthedd ocsideiddio a chryfder ymgripiol(ar gyfer tiwbiau boeler a llafnau tyrbin stêm).
- Caledadwyedd: Cynyddu dyfnder quenching y dur.
- Cymwysiadau nodweddiadol: Dur gwrthstaen (fel 304, 316), dur sy'n gwrthsefyll gwres.
Nicel (Ni)
• Cynnwys:
8% i 12% mewn dur gwrthstaen (ee, mae 304 yn cynnwys 8% NI); 3% i 5% mewn dur tymheredd isel.
• Effaith:
- Anodd Toughness Tymheredd Isel:Gwella'n sylweddol galedwch effaith tymheredd isel dur(ar gyfer tanciau storio LNG a phiblinellau pegynol).
- Gwrthiant cyrydiad: Gwell ymwrthedd i asidau ac alcalïau, yn enwedig o'i gyfuno â chromiwm (dur gwrthstaen austenitig).
- Sefydlogrwydd: Yn atal trawsnewid cyfnod mewn dur ac yn cynnal y strwythur austenite.
- Cymwysiadau nodweddiadol: dur tymheredd isel (fel dur Ni 9%), dur gwrthstaen (fel 316L).
Molybdenwm (MO)
• Cynnwys:
{{{0}}. 2% - 1. 0% mewn dur aloi; 2% i 3% o ddur gwrthstaen (er enghraifft, mae 316 yn cynnwys 2% mo).
• Effaith:
- Cryfder tymheredd uchel: Gwella ymwrthedd ymgripiad (ar gyfer piblinellau tymheredd uchel a phwysau uchel).
- Gwrthiant cyrydiad:Gwell ymwrthedd i gloridau ac asid sylffwrig(megis 316L ar gyfer amgylcheddau morol).
- Caledadwyedd: synergaidd gyda chromiwm a manganîs i wella caledwch.
Cymwysiadau nodweddiadol: tiwbiau cracio petroliwm, offer cemegol.
Copr (Cu)
• Cynnwys:
Fel arfer yn llai na neu'n hafal i {{{0}}. 5%; 0. 2% i 0.5% mewn dur hindreulio.
• Effaith:
- Ymwrthedd i gyrydiad atmosfferig: Yn ffurfio ffilm ocsid drwchus mewn cyfuniad â ffosfforws (fel hindreulio dur corten).
- Sgîl -effaith: Mae copr gormodol yn achosi disgleirdeb wrth weithio'n boeth (mae angen rheoli'r cynnwys).
- Cymwysiadau nodweddiadol: hindreulio dur ar gyfer pontydd a chynwysyddion.
Alwminiwm
• Cynnwys:
{{{0}}. 0 2% i 0. 06% mewn dur dadocsidiedig; Mireinio'r grawn i 0.1% i 0.3% yn y dur.
• Effaith:
- Deoxidizer:Capasiti dadocsidiad cryf, gan leihau cynhwysion ocsid mewn dur.
- Mireinio grawn: ffurf gronynnau aln, atal tyfiant grawn, aGwella caledwch a chryfder.
- Cymwysiadau nodweddiadol: platiau dur wedi'u tynnu'n ddwfn (fel cyrff ceir), llongau pwysau tymheredd isel.
Nitrogen
• Cynnwys:
Yn gyffredinol yn llai na neu'n hafal i {{0}}. 008%; Gellir ei ychwanegu at ddur gwrthstaen hyd at 0.15% (i ddisodli rhan o'r nicel).
• Effaith:
- Effaith Cryfhau:Cryfhau Datrysiad Solid, Gwella Cryfder(megis mewn dur gwrthstaen deublyg).
- Sgîl -effaith: Mae gormod o nitrogen yn achosi disgleirdeb sy'n heneiddio ac mae angen ei gydbwyso ag elfennau aloi.
- Cymwysiadau nodweddiadol: Dur gwrthstaen deublyg (fel 2205), dur aloi isel cryfder uchel.
Awgrymiadau ar gyfer dewis deunydd:
- Dur strwythurol: Yn bennaf mae angen rheoli C a Mn (fel S355J2H), a chynnwys S\/P.
- Amgylchedd sy'n gwrthsefyll cyrydiad: Dewiswch ddur gwrthstaen sy'n cynnwys CR, Ni, a MO (fel 316L) neu bibellau dur galfanedig.
- Amgylchedd tymheredd isel: Ychwanegwch Ni (fel dur Ni 9%) neu Al i fireinio'r grawn.
- Tymheredd uchel a gwasgedd uchel: dur CR-MO (fel p11\/p22) neu ddur gwrthstaen austenitig (fel 304h).
Trwy addasu'r cyfansoddiad cemegol, gellir cwrdd â'r gofynion cynhwysfawr ar gyfer cryfder, caledwch, ymwrthedd cyrydiad a phrosesadwyedd pibellau dur mewn gwahanol senarios.