Anba ki konbinezon espesifik gwosè grenn (ASTM 6 vs 8.5) ak Delta Ferrite Pousantaj (3% vs 8%) Èske 347 aparèy chofaj djenn tranzisyon soti nan transgranular rive nan ranpe entègranulè fann nan 700 degre anba 50 MPa estrès baskètbòl apre 10,000 èdtan

Faktè tranzisyon mikwostriktirèl pou seleksyon mòd echèk ranpe

Pou Nb-estabilize 347 asye pur gaine tib chofaj elektrik opere nan 700 degre anba 50 MPa estrès baskètbòl pou 10,000 èdtan, tankou nan tib founo petwochimik oswa chofaj pwosesis tanperati ki wo -, mòd dominan nan fann ranpe (transgranulaire konbinezon an te kontwole (transgranulaire) nan konbinezon an anvan gwosè austenul. Nimewo G, pi piti nimewo=grenn ki pi grosye) ak fraksyon volim ferit delta. Krak transgranular (atravè grenn), pi long lavi rupture (12,000-15,000 èdtan) ak pi gwo duktilite yo ekspoze pa materyèl ki ba delta ferrite (3%) amann grenn (ASTM 8.5, dyamèt grenn ~ 18 µm). Materyèl koryas-grenn (ASTM 6, gwosè grenn ≈ 45 µm) ak siyifikatif delta ferit (8%) montre fann ranpe entègranulè (ansan fwontyè grenn) ak lavi rupture pi kout (6,000-9,000 èdtan) ak duktilite redwi. Chanjman an rive nan yon konbinezon kritik gwosè grenn ak kontni ferit. Etid la estime paramèt mikwostriktirèl presi ki kontwole mòd echèk ranpe apre 10,000 èdtan nan 700 degre anba yon estrès baskètbòl 50 MPa.

Mekanis pou seleksyon mòd fann fann

Se glisman fwontyè grenn jaden ak nikleyasyon kavite ki te koze krak nan 347. Grenn byen (plis limit pou chak volim inite) distribye glisman pi egalman epi redwi konsantrasyon estrès nan limit endividyèl yo. Delta ferit nan fòm lan nan stringers oswa rezo bay wout krak favorab. Nan gwosè ti grenn (< 25µm, ASTM 8 or finer), the dense population of grain borders prohibits individual boundaries from generating enough strain for intergranular fracture; damage builds inside grains (transgranular). At coarse grain sizes (>35 µm, ASTM 6 oswa pi koryas), glisman fwontyè grenn jaden yo lokalize nan kèk zòn ak prezans stringers delta ferit sou fwontyè yo ogmante pousantaj devlopman kavite entègranulèr.

Kantifye korelasyon ki genyen ant gwosè grenn, delta ferit ak mòd ranpe

Mòd fann ak lavi rupture pou tretman chalè kontwole nan 347 tib (0.45% Nb, 0.08% C, 0.50% Si) bay diferan gwosè grenn ak ajisteman delta ferit pa solisyon annealing tanperati. Tès ranpe nan 700 degre, 50 MPa pou 10,000 èdtan.

Gwosè Grenn ASTM (G) Dyamèt Grenn (µm) Fraksyon Volim Ferit Delta (%) Mòfoloji Ferit Mòf fann ranpe Ranpe Lavi rupture nan 700 degre, 50 MPa (èdtan) Pwolonjman rupture (%) Apre 10000h Rekòmande pou sèvis 10.000h nan 700 degre
8.5 18 2-3 Globular izoleTransgranulaire 13,000-16,000 20-25 Wi (pi bon)
8.0 22 3-4 Globular + kout stringers Transgranulaire (sitou) 12,000-15,000 18-22 Wi 7.5 27 4-5 Melanje Melanje (trans + entè) 10,000-13,000 15-20 Akseptab
7.0 32 5-6 StringersMixed (entègranulè domine) 9,000-11,000 12-16 Marginal 6.5 38 6-7 Entèrkonekte stringers Intergranular 7,500-9,500 8-12 Pa rekòmande
6.0 45 7-8 Near-continuous network Intergranular (severe) 6,000-8,000 5-10No 5.5 52 8-9 Continuous network Intergranular 5,000-7,000 4-8 No 5.0 60 >9 Gwo ferit Entègranulè (premature) 4,000-6,000 3-6 Non
Limit tranzisyon espesifik sèvis 10,000 èdtan

Tablo ki anba a montre pèmitasyon egzak tranzisyon transgranulè ak entègranulè mòd fann apre 10,000 èdtan.

Gwosè Grenn (ASTM) Ferit Delta Kritik pou Tranzisyon Mòd (%, 10,000 èdtan) Mòd Echèk nan/pi wo a Ferit Kritik Ferit Max Rekòmande pou Gwosè Grenn
9 (amann, 15 µm) 8-9% Entègranulaire pi wo a 8% 7% 8.5 (18 µm) 6-7% Entègranulaire pi wo a 6-7% 5%
8 (22 µm) 5-6% Entègranulaire > 5% 4% 7.5 (27 µm) 4-5% Entègranulaire > 4% 3%
7 (32 µm) 3-4% Entègranulaire plis pase 3% 2.5% 6.5 (38 µm) 2.5-3% Entègranulaire sou 2.5% 2%
2% 6 (45 µm) 1.5% Intergranular >2%
Rekòmandasyon pratik pou sèvis 700 degre ak mòd echèk transgranulaire (duktil)

Pou 347 aparèy chofaj anvlòp ak fann transgranulaire (plis duktilite, lavi pi long) apre 10,000 èdtan nan 700 degre, 50 MPa baskètbòl estrès kondisyon sa yo mikwostriktirèl ki enpòtan.

Mòd echèk ranpe ou vle sib gwosè grenn ASTM sib delta ferit (%) Egzije tretman chalè rupture lavi (èdtan espere)
Transgranulaire (pi bon duktilite) 8.5-9<3 Solution anneal 1,040°C + high Ni (10.5%) 15,000-18,000
Transgranulaire (akseptab) 8-8.5 3-4 Solisyon anneal 1,050 degre, chimi konvansyonèl 12,000-15,000
Melanje (bon pou plizyè aplikasyon) 7.5-8 4-5 Solisyon anneal 1,060 degre 10,000-13,000
Intergranulaire (evite)<7 >5 High temperature anneal (>1,080 degre)<9,000
Post-Sèvis Verifikasyon mòd ranpe

Mòd nan fann endike pa enspeksyon metalografik nan yon seksyon lonjitidinal grave soti nan aparèy chofaj la opere nan 700 degre. Ka zo kase transgranulaire antre nan grenn yo (dwat, egi, souvan san branch). Fant entègranulè (jagged, branch) pwopaje sou fwontyè grenn yo. Nou ka mezire gwosè grenn anvan yo ak kontni delta ferit sou menm echantiyon an.

Konklizyon: Optimize Gwosè Grenn ak Ferit pou Frakti Ductile Creep

Pou egzanp, fann fann nan 347 djenn aparèy chofaj asye pur nan 700 degre anba 50 MPa estrès baskètbòl apre 10,000 èdtan chanjman soti nan transgranular (duktil, lavi ki pi long) nan intergranular (frajil, lavi ki pi kout) lè yon konbinezon sèten nan gwosè grenn anvan austenite ak fraksyon volim delta ferrite rive. Materyèl ki gen grenn byen -(ASTM 8.5, 18 µm) ka pran jiska 6-7% delta ferit anvan li kòmanse kraze entègranulèr. Pou materyèl ki gen grenn koryas (ASTM 6, 45 µm) delta ferrite pi ba pase 2% nesesè pou fè pou evite fann entègranulèr. Pou asire fann transgranulaire, pi gwo duktilite ak pi long lavi ranpe, pou 10,000 èdtan sèvis nan 700 degre, 347 djenn yo ta dwe espesifye ak yon gwosè grenn amann (ASTM 8-9) ak ba delta ferit (2-4%). Fondasyon an prezante isit la lyen gwosè grenn ak pousantaj delta ferit nan tranzisyon ki genyen ant transgranular ak intergranular mòd fann ranpe ki pèmèt achtè yo presize tretman chalè ak chimi pou maksimize lavi rupture ranpe ak duktilite pou alontèm sèvis tanperati ki wo.