1. Materiaalin määritelmä ja ydinominaisuudet
ASTM A 519 3140 Teräsputki on kromi-nickel-molybdeeniseosteräksen saumaton putki (uns G31400). Sen ydinkoostumus on: 0,38% -0,43% hiili, 0,70% -0,90% kromi, 1,10% -1,40% nikkeli ja 0,15% -0,25% molybdeeni. Tämä seosyhdistelmä antaa materiaalille kolme avainominaisuutta:
Erittäin korkea lujuus: Sammutti ja karkaistu vetolujuus saavuttaa 900-1200 MPa
Erinomainen sitkeys: Vaikutusenergia voi pysyä yli 50J -40 asteessa
Väsymyksenkestävyys: Väsymisaika on 3-5 kertaa pidempi kuin tavallisen hiiliteräksen (kuten 1345)
2. Mekaaniset ominaisuudet ja tekniset parametrit
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 (>50mm) laskee 10% -15% kovettuvuuden erojen vuoksi.
3. Tyypilliset sovellukset
3140 Teräsputki on suunniteltu äärimmäisiin käyttöolosuhteisiin:
Aerospace: Laskeusvälineiden toimilaitteet, moottorin jousitustuotteet
Energialaitteet: Ydinvoiman pääpumpun akselit, syvänmeren porausalustan kiristysjalat
Erikoisajoneuvot: panssaroidut ajoneuvojen vääntöakselit, nopea kiskon teli-kytkentävarret
Muotinvalmistus: Suuret muotin muotin tukikohdat (vaaditaan esikarvaista)
4. Lämpökäsittelyprosessin yksityiskohdat
Kaksinkertaista tyhjiölämpökäsittelyprosessia suositellaan:
Tyhjiöjen sammutus: Austenitoitumisen jälkeen 980-1010 asteessa korkean paineen kaasun sammuttamista (typpipaine, joka on suurempi tai yhtä suuri kuin 6 bar), muodonmuutoksen vähentämiseen.
Kryogeeninen hoito: Pidä -80 asteessa 2 tunnin ajan säilyneen austeniitin muuttamiseksi.
Vaiheen karkaisu: Stressin lievitys 300 asteessa, jota seurasi 560 astetta tasapainotusominaisuuksille.
Tämä prosessi saavuttaa ASTM-luokan 8 tai korkeamman viljan koon, joka välttää maltillisen haurauden riskin (350-500 astetta) . 5. avainpisteitä käsittelyssä ja laadunvalvonnassa
Käsittelyvaikeudet ja vastatoimet:
Koneistus vaatii kobolttia sisältäviä nopeaa terästyökalua, jonka suositusnopeus on 35-45 m/min.
Hitsauksen on käytettävä ERNICRMO-3-johtoa, ja esilämmityslämpötila on suurempi tai yhtä suuri kuin 300 astetta. Dehydraus on suoritettava heti hitsauksen jälkeen.
Testausvaatimukset:
100% vaiheittainen ryhmän ultraäänitestaus (PAUT) ASME BPVC -osan V mukaisesti
Mikrorakenteen tarkastus (Delta -ferriittipitoisuus> 5% kielletty)
Vetypitoisuustestaus (vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,5 ppm vedynhallinnon estämiseksi)
6. Vertailu samanlaisiin materiaaleihin
Verrattuna 4140 teräkseen, 3140 tarjoaa erinomaisen matalan lämpötilan sitkeyden ja korroosionkestävyyden korkeamman nikkelipitoisuutensa vuoksi, mutta maksaa 40% enemmän. Verrattuna 4340 teräkseen, 3140: llä on alhaisempi molybdeenipitoisuus, mikä tekee siitä sopivamman paksuseinäisten komponenttien, jotka vaativat hitsausta. Vaihtoehdot:
Voi korvata 4340 käytettäväksi ympäristöissä -50 astetta.
Ei suositella korvaavana 17-4Ph ruostumattomasta teräksestä syövyttävissä ympäristöissä.
Sopivampi kuin 300 metriä pyöriville osille, jotka vaativat voimakasta väsymyslujuutta.
