Mae'r rhan fwyaf o ddefnyddwyr yn gwybod, ar dymheredd uwch na 250 ° C, y gall brithwaith a achosir gan ddadelfennu sbigoglys effeithio ar raddau deublyg.Ond a yw 250 ° C yn derfyn absoliwt?Beth yw effaith amser datguddio ac a yw ymddygiad darbodus a dwplecs uwch yn ymddwyn yn wahanol?

Mae'r ffactorau'n cyfyngu ar y cyfnodau gweithredu

Cymwysiadau nodweddiadol sy'n ei gwneud yn ofynnol i ddeunyddiau deublyg fod yn agored i amodau tymheredd uchel yw llestri pwysau, llafnau ffan / impelwyr neu sgwrwyr nwy gwacáu.Gall y gofynion ar gyfer priodweddau deunydd amrywio o gryfder mecanyddol uchel i ymwrthedd cyrydiad. Mae cyfansoddiad cemegol y graddau a drafodir yn yr erthygl hon wedi'u rhestru yn Nhabl 1.

Dadelfeniad asgwrn cefn

Mae dadelfeniad sbigoglys (a enwyd hefyd yn ddadgymysgu neu'n hanesyddol fel embrittlement 475 ° C) yn fath o wahaniad cyfnod yn y cyfnod ferritig, sy'n digwydd ar dymheredd tua 475 ° C.Yr effaith fwyaf amlwg yw newid yn y microstrwythur, gan achosi ffurfio'r cyfnod α´, sy'n arwain at embrittled y deunydd.Mae hyn, yn ei dro, yn cyfyngu ar berfformiad y cynnyrch terfynol.
Mae Ffigur 1 yn dangos y diagram pontio tymheredd amser (TTT) ar gyfer y deunyddiau deublyg a astudiwyd, gyda dadelfeniad sbigoglys yn cael ei gynrychioli tua 475 °C.Dylid nodi bod y diagram TTT hwn yn cynrychioli gostyngiad o 50% mewn caledwch wedi'i fesur gan brofion caledwch effaith ar sbesimenau Charpy-V, a dderbynnir fel arfer fel arwydd o freuddwyd.Mewn rhai cymwysiadau efallai y bydd gostyngiad mwy caled yn dderbyniol, sy'n newid siâp y diagram TTT.Felly, mae'r penderfyniad i osod uchafswm therapi galwedigaethol penodol yn dibynnu ar yr hyn a ystyrir yn lefel dderbyniol o freuder hy lleihau caledwch ar gyfer y cynnyrch terfynol.Dylid crybwyll bod graffiau TTT yn hanesyddol hefyd wedi'u cynhyrchu gan ddefnyddio trothwy penodol, megis 27J.

Graddau aloi uwch

Mae Ffigur 1 yn dangos bod y cynnydd mewn elfennau aloi o radd LDX 2101 tuag at y radd SDX 2507 yn arwain at gyfradd dadelfennu cyflymach, tra bod dwplecs main yn dangos oedi wrth ddechrau dadelfennu.Mae ymchwiliadau blaenorol wedi dangos effaith elfennau aloi megis cromiwm (Cr) a nicel (Ni) ar ddadelfennu spinodal a embrittlement.5–8 Dangosir yr effaith hon ymhellach yn Ffigur 2. Mae'n dangos bod dadelfeniad sbigoglys yn cynyddu pan fydd y tymheredd yn cael ei gynyddu o 300 i 350 ° C ac mae'n gyflymach ar gyfer y gradd aloi uwch SDX 2507 nag ar gyfer DX 2205 â llai o aloi.
Gall y ddealltwriaeth hon fod yn hanfodol i helpu cwsmeriaid i benderfynu ar yr uchafswm therapi galwedigaethol sy'n addas ar gyfer eu gradd a'u cymhwysiad dethol.

Pennu tymheredd uchaf

Fel y soniwyd yn flaenorol, gellir gosod yr uchafswm OT ar gyfer deunydd deublyg yn ôl y gostyngiad derbyniol mewn caledwch effaith.Yn nodweddiadol, mabwysiadir y OT sy'n cyfateb i werth gostyngiad caledwch o 50%.

Mae therapi galwedigaethol yn dibynnu ar y tymheredd a'r amser

Mae'r llethr yng nghynffonau'r cromliniau yn y diagram TTT yn Ffigur 1 yn dangos nad yw dadelfeniad sbigoglys yn digwydd ar un tymheredd trothwy yn unig a'i fod yn stopio o dan y lefel honno.Yn hytrach, mae'n broses gyson pan fo deunyddiau deublyg yn agored i dymheredd gweithredu o dan 475 ° C.Fodd bynnag, mae'n amlwg hefyd, oherwydd y cyfraddau tryledu is, y bydd tymereddau is yn golygu y bydd dadelfeniad yn dechrau'n hwyrach ac yn mynd rhagddo'n llawer arafach.Felly, efallai na fydd defnyddio deunydd deublyg ar dymheredd is yn achosi problemau am flynyddoedd neu hyd yn oed ddegawdau.Ond ar hyn o bryd mae tueddiad i osod uchafswm therapi galwedigaethol heb ystyried amser datguddio.Y cwestiwn allweddol felly yw pa gyfuniad tymheredd-amser y dylid ei ddefnyddio i benderfynu a yw'n ddiogel defnyddio defnydd ai peidio?Mae Herzman et al.10 yn crynhoi’r cyfyng-gyngor hwn yn braf: “…Bydd y defnydd wedyn yn cael ei gyfyngu i dymereddau lle mae cineteg dadgymysgu mor isel fel na fydd yn digwydd yn ystod oes dechnegol ddyluniwyd y cynnyrch…”.

Effaith weldio

Mae'r rhan fwyaf o gymwysiadau yn defnyddio weldio i ymuno â chydrannau.Mae'n hysbys bod y microstrwythur weldio a'i gemeg yn amrywio o'r deunydd sylfaen 3 .Yn dibynnu ar y deunydd llenwi, techneg weldio a pharamedrau weldio, mae microstrwythur weldio yn bennaf yn wahanol i'r deunydd swmp.Mae'r microstrwythur fel arfer yn fwy bras, ac mae hyn hefyd yn cynnwys y parth tymheredd uchel yr effeithir arno gan wres (HTHAZ), sy'n effeithio ar ddadelfennu sbigoglys yn y weldiadau.Mae amrywiad microstrwythur rhwng swmp a weldiadau yn bwnc a adolygir yma.

Crynhoi ffactorau cyfyngol

Mae’r adrannau blaenorol yn arwain at y casgliadau a ganlyn:

• Mae'r holl ddeunyddiau deublyg yn destun
  i ddadelfennu sbigoglys ar dymheredd o tua 475 °C.
• Yn dibynnu ar y cynnwys aloi, disgwylir cyfradd ddadelfennu cyflymach neu arafach.Mae cynnwys Cr a Ni Uwch yn hyrwyddo dadgymysgu cyflymach.
• I osod y tymheredd gweithredu uchaf:
  - Rhaid ystyried cyfuniad o'r amser gweithredu a'r tymheredd.
  – Rhaid pennu lefel dderbyniol o leihad mewn caledwch, hy, lefel ddymunol o gadernid terfynol
• Pan gyflwynir cydrannau microstrwythurol ychwanegol, megis welds, mae'r uchafswm OT yn cael ei bennu gan y rhan wannaf.

Safonau byd-eang

Adolygwyd nifer o safonau Ewropeaidd ac Americanaidd ar gyfer y prosiect hwn.Roeddent yn canolbwyntio ar gymwysiadau mewn llestri pwysau a chydrannau pibellau.Yn gyffredinol, gellir rhannu'r anghysondeb ynghylch uchafswm therapi galwedigaethol a argymhellir ymhlith y safonau a adolygwyd yn safbwynt Ewropeaidd ac America.
Mae safonau manyleb deunydd Ewropeaidd ar gyfer dur gwrthstaen (ee EN 10028-7, EN 10217-7) yn awgrymu uchafswm OT o 250 ° C gan y ffaith mai dim ond hyd at y tymheredd hwn y darperir priodweddau materol.At hynny, nid yw'r safonau dylunio Ewropeaidd ar gyfer cychod pwysau a phibellau (EN 13445 ac EN 13480, yn y drefn honno) yn rhoi unrhyw wybodaeth bellach am uchafswm OT o'r hyn a roddir yn eu safonau deunydd.
Mewn cyferbyniad, nid yw'r fanyleb deunydd Americanaidd (ee ASME SA-240 o ASME adran II-A) yn cyflwyno unrhyw ddata tymheredd uchel o gwbl.Yn lle hynny, darperir y data hwn yn ASME adran II-D, 'Eiddo', sy'n cefnogi'r codau adeiladu cyffredinol ar gyfer cychod pwysau, ASME adran VIII-1 a VIII-2 (mae'r olaf yn cynnig llwybr dylunio mwy datblygedig).Yn ASME II-D, nodir yr uchafswm OT yn benodol fel 316 ° C ar gyfer y mwyafrif o aloion deublyg.
Ar gyfer cymwysiadau pibellau pwysau, rhoddir rheolau dylunio a phriodweddau deunyddiau yn ASME B31.3.Yn y cod hwn, darperir data mecanyddol ar gyfer aloion deublyg hyd at 316 ° C heb ddatganiad clir o uchafswm OT.Serch hynny, gallwch ddehongli'r wybodaeth i gydymffurfio â'r hyn sydd wedi'i ysgrifennu yn ASME II-D, ac felly, yr uchafswm OT ar gyfer safonau America yw 316 ° C yn y rhan fwyaf o achosion.
Yn ogystal â'r uchafswm gwybodaeth therapi galwedigaethol, mae safonau America ac Ewrop yn awgrymu bod risg o ddod ar draws brith ar dymheredd uchel (> 250 ° C) ar amseroedd amlygiad hirach, y dylid wedyn eu hystyried yn y cyfnod dylunio a gwasanaeth.
Ar gyfer welds, nid yw'r rhan fwyaf o safonau yn gwneud unrhyw ddatganiadau cadarn ar effaith dadelfeniad sbigoglys.Fodd bynnag, mae rhai safonau (ee ASME VIII-1, Tabl UHA 32-4) yn nodi'r posibilrwydd i berfformio triniaethau gwres ôl-weldio penodol.Nid yw'r rhain yn ofynnol nac yn waharddedig, ond wrth eu perfformio dylid eu cynnal yn unol â'r paramedrau a osodwyd ymlaen llaw yn y safon.

Beth mae'r diwydiant yn ei ddweud

Adolygwyd gwybodaeth a gynhyrchwyd gan sawl gweithgynhyrchydd dur di-staen deublyg arall i weld yr hyn y maent yn ei gyfathrebu ynghylch yr ystodau tymheredd ar gyfer eu graddau.Mae 2205 wedi'i gyfyngu ar 315 ° C gan ATI, ond mae Acerinox yn gosod yr OT ar gyfer yr un radd ar 250 ° C yn unig.Dyma'r terfynau OT uchaf ac isaf ar gyfer gradd 2205, tra bod Aperam (300 °C), Sandvik (280 °C) ac ArcelorMittal (280 °C) yn cyfathrebu â therapyddion galwedigaethol eraill rhyngddynt.Mae hyn yn dangos yr ystod eang o therapyddion galwedigaethol uchaf a awgrymir ar gyfer un radd yn unig a fydd yn meddu ar briodweddau tebyg iawn o wneuthurwr i wneuthurwr.
Nid yw'r rhesymu cefndirol pam mae gwneuthurwr wedi gosod therapi galwedigaethol penodol bob amser yn cael ei ddatgelu.Yn y rhan fwyaf o achosion, mae hyn yn seiliedig ar un safon benodol.Mae safonau gwahanol yn cyfathrebu gwahanol therapyddion galwedigaethol, sy'n esbonio'r lledaeniad mewn gwerthoedd.Y casgliad rhesymegol yw bod cwmnïau Americanaidd yn gosod gwerth uwch oherwydd y datganiadau yn safon ASME, tra bod cwmnïau Ewropeaidd yn gosod gwerth is oherwydd safon EN.

Beth sydd ei angen ar gwsmeriaid?

Yn dibynnu ar y cais terfynol, disgwylir llwythi ac amlygiad amrywiol o'r deunyddiau.Yn y prosiect hwn, breuo oherwydd dadelfeniad sbigoglys oedd o'r diddordeb mwyaf gan ei fod yn berthnasol iawn i lestri gwasgedd.
Fodd bynnag, mae yna wahanol gymwysiadau sy'n datgelu graddau deublyg i lwythi mecanyddol canolig yn unig, fel sgwrwyr 11-15.Roedd cais arall yn ymwneud â llafnau gwyntyll a impelwyr, sy'n agored i lwythi blinder.Mae'r llenyddiaeth yn dangos bod dadelfeniad sbigoglys yn ymddwyn yn wahanol pan ddefnyddir llwyth blinder15.Ar yr adeg hon, mae'n dod yn amlwg na ellir gosod uchafswm OT y cymwysiadau hyn yn yr un modd ag ar gyfer cychod pwysau.
Mae dosbarth arall o geisiadau ar gyfer cymwysiadau sy'n gysylltiedig â chyrydiad yn unig, fel sgwrwyr nwy gwacáu morol.Yn yr achosion hyn, mae ymwrthedd cyrydiad yn bwysicach na chyfyngiad OT o dan lwyth mecanyddol.Fodd bynnag, mae'r ddau ffactor yn effeithio ar weithrediad y cynnyrch terfynol, y mae'n rhaid ei ystyried wrth nodi'r uchafswm therapi galwedigaethol.Eto, mae'r achos hwn yn wahanol i'r ddau achos blaenorol.
Ar y cyfan, wrth gynghori cwsmer o'r uchafswm OT addas ar gyfer eu gradd dwplecs, mae'r math o gais yn hanfodol bwysig wrth osod y gwerth.Mae hyn yn dangos ymhellach gymhlethdod gosod un therapydd galwedigaethol ar gyfer gradd, gan fod yr amgylchedd y caiff y deunydd ei ddefnyddio ynddo yn cael effaith sylweddol ar y broses breuo.

Beth yw'r tymheredd gweithredu uchaf ar gyfer dwplecs?

Fel y crybwyllwyd, mae'r tymheredd gweithredu uchaf yn cael ei osod gan y cineteg isel iawn o ddadelfennu spinodal.Ond sut mae mesur y tymheredd hwn a beth yn union yw “cineteg isel”?Mae'r ateb i'r cwestiwn cyntaf yn hawdd.Rydym eisoes wedi datgan bod mesuriadau caledwch yn cael eu perfformio'n gyffredin i amcangyfrif cyfradd a chynnydd dadelfennu.Mae hyn wedi'i osod yn y safonau a ddilynir gan y rhan fwyaf o weithgynhyrchwyr.
Mae'r ail gwestiwn, ar yr hyn a olygir gan cineteg isel a gwerth gosod ffin tymheredd yn fwy cymhleth.Mae hyn yn rhannol oherwydd bod amodau terfyn tymheredd uchaf yn cael eu llunio o'r tymheredd uchaf (T) ei hun a'r amser gweithredu (t) ar gyfer cynnal y tymheredd hwn.I ddilysu'r cyfuniad Tt hwn, gellir defnyddio dehongliadau amrywiol o'r caledwch “isaf”:

• Y ffin isaf, sydd wedi'i gosod yn hanesyddol ac y gellir ei defnyddio ar gyfer welds yw 27 Joule (J)
• O fewn safonau yn bennaf gosodir 40J fel terfyn.
• Mae gostyngiad o 50% mewn caledwch cychwynnol hefyd yn cael ei gymhwyso'n aml i osod y ffin isaf.

Mae hyn yn golygu bod yn rhaid i ddatganiad ar uchafswm therapi galwedigaethol fod yn seiliedig ar o leiaf dri thybiaeth y cytunwyd arnynt:

• Amlygiad tymheredd-amser y cynnyrch terfynol
• Gwerth lleiafswm derbyniol caledwch
• Maes cais terfynol (cemeg yn unig, llwyth mecanyddol ie/na ac ati)

Gwybodaeth arbrofol wedi'i chyfuno

Yn dilyn arolwg helaeth o ddata a safonau arbrofol bu'n bosibl llunio argymhellion ar gyfer y pedair gradd ddeublyg sy'n cael eu hadolygu, gweler Tabl 3. Dylid cydnabod bod y rhan fwyaf o'r data'n cael ei greu o arbrofion labordy a gynhaliwyd gyda chamau tymheredd o 25 °C. .
Dylid nodi hefyd bod yr argymhellion hyn yn cyfeirio at o leiaf 50% o'r caledwch sy'n weddill yn RT.Pan nodir “cyfnod hirach o amser” yn y tabl, nid oes unrhyw ostyngiad sylweddol yn RT wedi'i ddogfennu.Ar ben hynny, dim ond ar -40 ° C y mae'r weldiad wedi'i brofi.Yn olaf, dylid nodi y rhagwelir amser amlygiad hirach ar gyfer DX 2304, o ystyried ei galedwch uchel ar ôl 3,000 awr o brofi.Fodd bynnag, rhaid cadarnhau i ba raddau y gellir cynyddu'r datguddiad gyda phrofion pellach.

Mae tri phwynt pwysig i’w nodi:

• Mae'r canfyddiadau presennol yn dangos, os oes weldiadau yn bresennol, bod y therapi galwedigaethol yn gostwng tua 25 °C.
• Mae pigau tymor byr (degau o oriau ar T = 375 °C) yn dderbyniol ar gyfer DX 2205. Gan fod DX 2304 a LDX 2101 yn raddau aloi is, dylai pigau tymheredd tymor byr tebyg fod yn dderbyniol hefyd.
• Pan fo deunydd wedi'i frau oherwydd dadelfennu, mae triniaeth wres lliniarol ar 550 – 600 ° C ar gyfer DX 2205 a 500 ° C ar gyfer SDX 2507 am 1 awr yn helpu i adennill y caledwch 70%.