Kā niķelis uzlabo zemu - temperatūras izturību A333 Gr.10 tēraudā?
Kā austenīts - veidošanas elements niķelim (NI) ir izšķiroša loma A333 Gr.10 tēraudā. Tas darbojas, pazeminot tērauda kaļamo - trauslo pārejas temperatūru (DBTT), ievērojami pazeminot temperatūras slieksni, kas nepieciešams tēraudam pārejai no kaļamiem uz trauslu stāvokli. Niķelis izšķīst ferīta matricā, stiprinot interatomiskās saites un palielinot kraušanas bojājuma enerģiju, padarot dislokācijas lielāku iespēju pārvietoties zemā temperatūrā, nevis veikt šķelšanās lūzumu. Mikrostrukturāli niķelis arī uzlabo graudu lielumu un stabilizē dažas mikrostruktūras. Šie faktori apvienojas, lai tērauda caurule varētu saglabāt izcilu izturību pret triecieniem pat ārkārtīgi aukstā vidē, kas ir līdz -100 grādos.
Bez niķeļa kādas citas ķīmiskās sastāvdaļas ievērojami ietekmē A333 Gr.10 īpašības? Papildus pamatelementa niķelim ir izšķiroša nozīme oglekļa (C), mangāna (MN), fosfora (P) un sēra (-u) saturs. Zems oglekļa saturs (mazāks vai vienāds ar 0,30%) nodrošina labu metināmību un izturību, jo augsts ogleklis veido trauslus karbīdus. Mangāns (0,29 - 1,06%) kā viegls ciets - risinājuma stiprināšanas elements arī palīdz uzlabot ferīta graudus un uzlabot izturību. Vissvarīgākais ir tas, ka fosfors un sēra ir stingri ierobežoti līdz ārkārtīgi zemam līmenim (katrs ir mazāks vai vienāds ar 0,025%), jo šie piemaisījumi var atdalīties pie graudu robežām, ievērojami paaugstinot tērauda kaļamo - trauslu pārejas temperatūru un smagi samazinot zemas temperatūras izturību pat niķeļa klātbūtnē. Tāpēc galvenā prasība ir zems fosfora un sēra līmenis.
Kāda ir A333 Gr.10 tērauda metalogrāfiskā struktūra? Kāpēc šī struktūra dod labumu zemu - temperatūras veiktspēju?
A333 Gr.10 tērauda tipiskā metalogrāfiskā struktūra istabas temperatūrā ir ferīta un pērļu. Tomēr tā 3,5% niķeļa satura dēļ tā struktūra ir smalkāka un vienveidīgāka nekā parastā oglekļa tērauda veidošanās. Niķelis precizē proeutecoid ferīta un pērļu kopu lielumu. Šis graudu uzlabošanas stiprināšanas mehānisms (atbilstoši zālei - PETCH attiecības) ne tikai palielina izturību, bet, vēl svarīgāk, ievērojami uzlabo zemu - temperatūras izturību, jo smalki graudi efektīvi kavē plaisu izplatīšanos. Pēc normalizēšanas šī izsmalcinātā un homogenizētā struktūra ir optimizēta, nodrošinot mikrostrukturālo pamatu tā izcilajām zemajām - temperatūras trieciena īpašībām.
Kāda loma ir termiskajai attīrīšanai A333 Gr.10 tērauda caurules ražošanā?
Siltuma apstrāde, īpaši normalizējoties, ir būtisks un kritisks process A333 Gr.10 tērauda caurules ražošanā. Normalizēšana ietver tērauda caurules sildīšanu līdz austenitizējošai temperatūrai (parasti 50 grādus virs AC3 līnijas), uz noteiktu laiku noturot temperatūru un pēc tam atdzesējot joprojām gaisā. Šī procesa galvenais mērķis ir pilnveidot austenīta graudus, kā rezultātā atdzesējot rodas smalks un vienmērīgs ferīts - pērļu struktūra. Šī vienveidīgā un izsmalcinātā struktūra ir būtiska, lai sasniegtu augstus zemas - temperatūras ietekmes izturības standartus. Bez pienācīgas normalizācijas, pat ja ķīmiskais sastāvs ir pieņemams, zemās - Tērauda caurules temperatūras īpašības neatbilst standarta prasībām. Kāpēc A333 Gr.10 tērauda tīrība ir tik svarīga? Kā to kontrolē?
Tērauda tīrība, it īpaši - metāla ieslēgumu (piemēram, oksīdu un sulfīdu) saturs, tips un morfoloģija tērauda, ir ļoti svarīgi - izturība pret temperatūru. Lieli, asi ieslēgumi darbojas kā stresa koncentratori, iniciējot mikroplaisas zemā temperatūrā un ievērojami samazinot trieciena enerģiju. Lai kontrolētu tīrību, ražošanas laikā tiek izmantotas, izslēdzot - līnijas rafinēšanas metodes, piemēram, argona maisīšanu vai vakuuma degazēšanu, lai efektīvi noņemtu kaitīgus piemaisījumus un ieslēgumus. Turklāt kalcija apstrāde un citas metodes tiek izmantotas, lai sferoidizētu garus, plānus sulfīdu ieslēgumus sfēriskos, mazāk kaitīgus kalcija oksizulfīdus, samazinot ieslēgumu negatīvo ietekmi uz izturību.
