1.Alaşımlı çelik soğuk-haddelenmiş çelik boruların yüksek mukavemeti ve sertliği nasıl yansıtılır?
Alaşım Elementlerinin Güçlendirici Etkileri:
Cr (krom) eklemek çeliğin sertleşebilirliğini ve sertliğini artırır, Mo (molibden) tane boyutunu iyileştirir ve yüksek-sıcaklık mukavemetini artırır ve Mn (manganez) çekme mukavemetini önemli ölçüde artırır. Örneğin:
40Cr (%0,8-%1,1 Cr içerir), soğuk haddeleme ve temperleme (su verme ve ardından yüksek sıcaklıkta temperleme) sonrasında 980 MPa'yı aşan, 20# karbon çeliğini (temperlemeden sonra yaklaşık 590 MPa) çok aşan bir çekme mukavemetine ulaşabilir.
42CrMo (%0,9-%1,2 Cr ve %0,15-%0,25 Mo içerir) 800 MPa'yı aşan bir akma dayanımına sahiptir ve plastik deformasyon olmaksızın uzun vadeli yüksek basınçlara (30 MPa'yı aşan hidrolik sistemlerde olduğu gibi) dayanma kapasitesine sahiptir. Soğuk haddeleme Süperpozisyon Güçlendirmesi:
Soğuk haddelemenin "işleme sertleştirme etkisi", alaşımlı çeliğin iç tanelerinin haddeleme yönü boyunca yüksek oranda yönlendirilmesine neden olarak yüzey sertliğini daha da artırır. 40Cr çeliğin soğuk haddeleme ve temperleme sonrasında yüzey sertliği yaklaşık olarak HB 220-250 iken, 20# karbon çeliğin soğuk haddeleme sonrasındaki yüzey sertliği yalnızca HB 140-180'dir. Bu nedenle alaşımlı çelik soğuk haddelenmiş borular üstün aşınma direnci (dişliler ve miller için) ve çizilme direnci sunar.
2.Alaşımlı çelik soğuk-haddelenmiş çelik boruların yorulma direnci nedir?
Mekanik transmisyonlarda (miller ve kurşun vidalar gibi) ve mühendislik ekipmanlarında (ekskavatör hidrolik çubukları gibi), bileşenler tekrarlanan değişken gerilimlere maruz kalır ve bu da onları yorulma çatlaması nedeniyle arızalanmaya karşı duyarlı hale getirir. Alaşımlı çelik, aşağıdaki yöntemlerle yorulma direncini artırır:
Mo ve Ni gibi elementler çeliğin çentik hassasiyetini azaltarak stres konsantrasyonunun neden olduğu çatlak oluşumunu en aza indirir.
Soğuk haddeleme işlemiyle elde edilen yüksek-hassas yüzey (Ra 0,4-0,8μm), yüzey kusurlarının (çizikler ve çukurlaşmalar gibi) yorulma kaynağı haline gelmesini önler ve yorulma ömrünü aynı malzemeden sıcak haddelenmiş borulara kıyasla 2-3 kat artırır. Örneğin, otomotiv transmisyon dişlilerinde kullanılan 20Cr soğuk haddelenmiş borular (karbürlenmiş), 10⁷'yi aşan yorulma döngülerine dayanabilir, bu da karbon çeliği dişlilerin 5×10⁶ döngülerini çok aşar.
3. Alaşımlı çeliğin ısı direnci nedir?
Çekirdek alaşım elementleri: Cr (yüksek-sıcaklık oksidasyon direncini artırır), Mo (yüksek-sıcaklık sürünmesini engeller) ve Ti (taneler arası korozyonu önler).
Tipik Uygulamalar ve Sonuçlar:
15CrMo (%1,0-%1,5 Cr ve %0,4-%0,6 Mo içeren) soğuk-haddelenmiş tüpler, 500 derecede normal-sıcaklık mukavemetlerinin %70'inden fazlasını korur ve yüzey tortusu oluşumuna karşı dayanıklıdır. Bu nedenle, kazan kızdırıcı borularında, buhar türbini hava kanallarında (enerji endüstrisinde) ve kimyasal reaktör borularında (uzun süreli yüksek sıcaklık ortamına maruz kalan) yaygın olarak kullanılırlar.
321 paslanmaz çelik (Ti içeren) soğuk-haddelenmiş borular, 600 derecede kaynak yapıldıktan sonra bile tanecikler arası korozyon riski taşımaz ve havacılık endüstrisindeki yüksek-sıcaklıktaki sıvı taşıma borularında kullanılabilir.
4. Alaşımlı çelik korozyona ne kadar dayanıklıdır?
Alaşımlı çeliğin korozyon direnci paslanmaz çelik (304 ve 316 gibi) kadar iyi olmasa da, krom ilavesi karbon çeliğine kıyasla korozyon direncini önemli ölçüde artırarak onu daha az korozif ortamlarda kullanıma uygun hale getirir.
20Cr soğuk-haddelenmiş boru (%0,7-%1,0 Cr içerir) nemli havada 20# karbon çeliğinin yalnızca 1/3-1/2 oranında paslanır. Dış mekan makinelerinin (kule vinci burçları gibi) yapısal bileşenleri için sık sık korozyon önleme işlemine gerek kalmadan kullanılabilir.
16Mn (Q345B, %1,2-%1,6 Mn içerir) soğuk-haddelenmiş boru, hafif asidik ve alkali ortamlarda (pH'si 5-9 olan endüstriyel atık su gibi) Q235 karbon çeliğine karşı üstün korozyon direnci sergiler, bu da onu kimya endüstrisindeki düşük basınçlı kanalizasyon boruları için uygun kılar.
5. Alaşımlı çeliğin düşük sıcaklık tokluğu nedir?
Nikel-eklenmiş alaşımlı çelikler (12CrNi3A gibi) mükemmel düşük-sıcaklık dayanıklılığı sergiler. -40 derece ve hatta -60 derece kadar düşük sıcaklıklarda iyi plastisiteyi (%15'ten büyük veya eşit uzama) korurlar ve düşük sıcaklıklarda karbon çeliğinde yaygın olan "soğuk kırılganlık" sorununu ortadan kaldırırlar. Örneğin, bu alaşımın soğuk haddelenmiş çelik boruları, düşük sıcaklıklarda güvenlik ve güvenilirliği sağlamak için genellikle soğuk kuzey bölgelerindeki petrol boru hatlarında ve kutup araştırma ekipmanlarının yapısal bileşenlerinde kullanılır.