1. Definisi bahan dan sifat teras
ASTM A 519 3140 Pipa keluli adalah kromium-nikel-molybdenum aloi keluli lancar paip (UNS G31400). Komposisi terasnya ialah: 0.38% -0.43% karbon, 0.70% -0.90% kromium, 1.10% -1.40% nikel, dan 0.15% -0.25% molibdenum. Gabungan aloi ini memberikan tiga sifat utama kepada bahan:
Kekuatan ultra tinggi: Kekuatan tegangan yang dipadamkan dan terkelupas mencapai 900-1200 MPa
Ketangguhan yang sangat baik: Tenaga impak boleh kekal melebihi 50j pada -40 darjah
Rintangan Keletihan: Kehidupan Keletihan 3-5 kali lebih lama daripada keluli karbon biasa (seperti 1345)
2. Sifat mekanikal dan parameter teknikal
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) akan berkurangan sebanyak 10% -15% disebabkan oleh perbezaan dalam kebolehkerjaan.
3. Aplikasi biasa
Paip keluli 3140 direka untuk keadaan operasi yang melampau:
Aeroangkasa: Penggerak gear pendaratan, strut penggantungan enjin
Peralatan Tenaga: Kuasa Nuklear Pam Utama Aci, Kaki Ketegangan Platform Penggerudian Dalam Laut
Kenderaan Khas: Aci kilasan kenderaan berperisai, Bogie Rail Berkelajuan Tinggi Rod
Pembuatan acuan: Pangkalan acuan mati yang besar (pra-pengerasan diperlukan)
4. Perincian proses rawatan haba
Proses rawatan haba vakum berganda disyorkan:
Pelindapkejutan vakum: Selepas austenitizing pada 980-1010 darjah, pelindapkejutan gas tekanan tinggi (tekanan nitrogen lebih besar daripada atau sama dengan 6 bar) digunakan untuk mengurangkan ubah bentuk.
Rawatan kriogenik: Pegang pada -80 darjah selama 2 jam untuk mengubah austenit yang ditahan.
Langkah Tempering: Pelepasan tekanan pada 300 darjah, diikuti oleh 560 darjah untuk mengimbangi sifat.
Proses ini mencapai saiz bijian ASTM Gred 8 atau lebih tinggi, mengelakkan risiko kecurigaan suhu (350-500 darjah) . 5. mata utama dalam pemprosesan dan kawalan kualiti
Memproses kesukaran dan penangguhan:
Pemesinan memerlukan alat keluli berkelajuan tinggi kobalt, dengan kelajuan pemotongan yang disyorkan 35-45 m/min.
Kimpalan mesti menggunakan dawai Ernicrmo-3, dengan suhu preheat lebih besar daripada atau sama dengan 300 darjah. Dehidrogenasi mesti dilakukan sejurus selepas kimpalan.
Keperluan Ujian:
100% Ujian Ultrasonik Array Bergantung (PAUT) mengikut ASME BPVC Seksyen V
Pemeriksaan Mikrostruktur (Kandungan Ferrite Delta> 5% dilarang)
Ujian Kandungan Hidrogen (kurang daripada atau sama dengan 0.5 ppm untuk mengelakkan pelindung hidrogen)
6. Perbandingan dengan bahan serupa
Berbanding dengan 4140 keluli, 3140 menawarkan ketahanan suhu rendah dan ketahanan kakisan yang unggul disebabkan oleh kandungan nikel yang lebih tinggi, tetapi kos 40% lebih. Berbanding dengan 4340 keluli, 3140 mempunyai kandungan molibdenum yang lebih rendah, menjadikannya lebih sesuai untuk komponen berdinding tebal yang memerlukan kimpalan. Alternatif:
Boleh menggantikan 4340 untuk digunakan dalam persekitaran di atas -50 darjah.
Tidak disyorkan sebagai pengganti keluli tahan karat 17-4ph dalam persekitaran yang menghakis.
Lebih sesuai daripada keluli 300m untuk bahagian berputar yang memerlukan kekuatan keletihan yang tinggi.
