1. Definice materiálu a vlastnosti jádra
ASTM A 519 3140 Ocelová trubka je chrom-nickel-molybdenum slitinová ocel bezproblémová trubka (UNS G31400). Její jádro složení je: 0,38% -0,43% uhlík, 0,70% -0,90% chrom, 1,10% -1,40% nikl a 0,15% -0,25% molybden. Tato kombinace slitiny dodává materiálu tři klíčové vlastnosti:
Ultra vysoká síla: Vytvářená a temperovaná pevnost v tahu dosáhne 900-1200 MPa
Vynikající houževnatost: Impact Energy může zůstat nad 50J při -40 stupňů
Odolnost proti únavě: Únava je životnost 3-5krát delší než u běžné uhlíkové oceli (například 1345)
2. mechanické vlastnosti a technické parametry
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 mm) se sníží o 10%-15% v důsledku rozdílů v ztvrdlitelnosti.
3. Typické aplikace
Ocelová trubka 3140 je navržena pro extrémní provozní podmínky:
Aerospace: Pohony přistávacích zařízení, vzpěry zavěšení motoru
Energetické vybavení: Hlavní hřídele čerpadla jaderné energie, nohy napětí na hluboké mořské plošině
Speciální vozidla: Torzní šachty obrněných vozidel, vysokorychlostní koslapky
Výroba plísní: Velké základny plísní z klidu (požadované předběžné zhoršení)
4. Podrobnosti o procesu tepelného zpracování
Doporučuje se proces dvojitého vakuového tepelného zpracování:
Vakuové zhášení: Po austenitizaci při 980-1010 stupňů se ke snížení deformace používá vysokotlaké zhášení plynu (tlak dusíku větší než 6 bar).
Kryogenní ošetření: Podržení -80 stupňů po dobu 2 hodin pro transformaci zadrženého austenitu.
Krokové temperování: Reliéf napětí při 300 stupních, následovaný 560 stupňů pro vyvážení vlastností.
Tento proces dosáhne velikosti zrna ASTM stupně 8 nebo vyšší a vyhýbá se riziku temperamentních křehkosti (350-500 stupňů) . 5. Klíčové body při zpracování a kontrole kvality
Potíže s zpracováním a protiopatření:
Obrábění vyžaduje vysokorychlostní ocelové nástroje obsahující kobalt s doporučenou řeznou rychlostí 35-45 m/min.
Svařování musí používat drát Ernicrmo-3, s předehřívací teplotou větší nebo rovna 300 stupňů. Dehydrogenace musí být provedena okamžitě po svařování.
Požadavky na testování:
100% ultrazvukové testování ultrazvuku (PAUT) v souladu s ASME BPVC sekce V
Inspekce mikrostruktury (obsah ferritu Delta> 5% zakázáno)
Testování obsahu vodíku (menší než nebo rovné 0,5 ppm, aby se zabránilo zvření vodíku)
6. Porovnání s podobnými materiály
Ve srovnání s oceli 4140 nabízí 3140 vynikající nízkoteplotní houževnatost a odolnost proti korozi díky jeho vyššímu obsahu niklu, ale stojí o 40% více. Ve srovnání s oceli 4340 má 3140 nižší obsah molybdenu, což je vhodnější pro silné stěny, které vyžadují svařování. Alternativy:
Může nahradit 4340 pro použití v prostředích nad -50 stupňů.
Nedoporučuje se jako náhrada za nerezovou ocel 17-4ph v korozivním prostředí.
Vhodnější než 300 metrů ocel pro rotující díly vyžadující vysokou únavu.
