Thép không gỉ Nitronic 50® UNS S20910 (XM-19) 1.3964

Nitronic 50® là gì? UNS S20910 (XM-19) 1,3964?

XM-19 là một loại thép không gỉ austenit có hàm lượng hợp kim cao, được liệt kê trong tiêu chuẩn ASTM A276/A479 với mã UNS S20190. Loại thép này còn thường được gọi là Nitronic 50 và Fermonic 50, lần lượt là các nhãn hiệu đã đăng ký của AK Steel Inc và Langley Alloys.

Nhờ sự kết hợp giữa hàm lượng crom (20,50–23,50%), hàm lượng molypden tăng (1,5–3,0%) và hàm lượng nitơ tăng (0,20 – 0,40%), chỉ số tương đương khả năng chống rỗ (PREN) của nó vượt quá 34. Con số này tương đương với thép không gỉ duplex như Sanmac 2205 (1.4462). Do đó, loại thép này cung cấp khả năng chống ăn mòn ở mức cao, vượt xa các loại thép không gỉ tiêu chuẩn thuộc dòng 3xx, nơi chỉ số PREN chỉ bằng 25.

Các ứng dụng bao gồm thiết bị dưới lòng giếng trong ngành Dầu khí, máy bơm hàng hải, van, cột buồm, dây buộc, phụ kiện và thiết bị cố định, thiết bị chế biến thực phẩm, cũng như van và phụ kiện trong ngành Bột giấy và Giấy. Trong số tất cả các ứng dụng này, trục van có lẽ là ứng dụng cuối cùng phổ biến nhất cho loại vật liệu này. Là một loại thép không gỉ austenit, vật liệu này có độ bền va đập tốt hơn trong phạm vi nhiệt độ rộng hơn so với các loại thép không gỉ khác. Điều này rất quan trọng vì trục van có thể phải chịu tải trọng va đập lớn hơn khi vận hành các van cỡ lớn. Ứng dụng phổ biến tiếp theo là các phụ kiện và thiết bị cho các ứng dụng hàng hải, do tính dễ gia công tương đối mà vẫn đảm bảo khả năng chống ăn mòn tốt.

XM-19 có thể là một loại hợp kim gây nhầm lẫn khi gia công, do có ba trạng thái khác nhau được sử dụng cho nhiều ứng dụng. Ba trạng thái này là: ủ, nguyên bản sau cán và cường độ cao. “Nguyên bản sau cán” là thuật ngữ do nhà máy cán sử dụng để chỉ rằng đây là vật liệu “đã qua quá trình cán”. Tất cả các trạng thái của XM-19 đều được cán trước tiên. Cả trạng thái ủ và trạng thái cán thô đều được cán ở cùng một nhiệt độ. Để có được XM-19 ở trạng thái ủ, vật liệu trước tiên sẽ được cán, sau đó trải qua quá trình ủ tại nhà máy hoặc tại địa phương nhằm làm giảm các tính chất độ bền kéo và độ dẻo, từ đó tạo ra vật liệu dễ gia công hơn. Mặt khác, việc chuyển đổi XM-19 sang trạng thái có độ bền cao chỉ có thể thực hiện tại nhà máy sau quá trình cán ban đầu, được thực hiện ở nhiệt độ thấp hơn so với vật liệu đã ủ và cán thô để giúp tăng cường thêm các tính chất. Sau đó, vật liệu cường độ cao được cán lần thứ hai và sau đó được gia công nguội, điều này lại càng làm tăng thêm các tính chất vật lý của vật liệu.

Sản phẩm NITRONIC® 50 Mẫus

Tấm, dải, lá kim loại, thanh tròn, thanh dẹt, thanh vuông, dây, tấm kim loại, sản phẩm rèn.

Các ứng dụng của thép không gỉ NITRONIC® 50

NITRONIC® 50 (XM-19) được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực sau:

• Dệt may
• Thủy quân lục chiến
• Hạt nhân
• Y tế
• Phân bón
• Hóa học
• Dầu mỏ
• Hóa dầu
• Chế biến thực phẩm
• Bột giấy và giấy

Các loại tương đương với NITRONIC® 50

Phạm vi thành phần hóa học của thép không gỉ loại NITRONIC® 50

Tính chất cơ học của thép không gỉ

Tính chất vật lý của thép không gỉ

Tính chất nhiệt của NITRONIC® 50

Forging

Hợp kim này thường được rèn ở nhiệt độ 2100/2200ºF (1150/1205ºC) và các chi tiết rèn có thể được làm nguội nhanh một cách an toàn. Để đạt được khả năng chống ăn mòn tối ưu, các chi tiết cần được ủ sau khi rèn.

Khả năng chống ăn mòn

Thép không gỉ UNS S20910/XM-19 có khả năng chống ăn mòn tổng quát vượt trội và vượt trội hơn so với các loại 316/316L và 317/317L về mặt này trong nhiều môi trường. Trạng thái ủ ở 1950°F (1066°C) cung cấp khả năng chống ăn mòn đủ cho nhiều ứng dụng kết hợp với mức độ bền cao. Trong trường hợp vật liệu được sử dụng ở trạng thái sau khi hàn hoặc trong môi trường ăn mòn rất mạnh, nên chọn trạng thái ủ ở 2050°F (1121°C). Vật liệu ở trạng thái gia công nguội có độ bền cao thường được chỉ định cho các ứng dụng bu lông và trục, nhưng khả năng chống ăn mòn trong một số môi trường sẽ giảm nhẹ so với trạng thái ủ. Khả năng chống lại sự ăn mòn chọn lọc, chẳng hạn như ăn mòn khe hở, của thép không gỉ UNS S20910/XM-19 (đã ủ) vượt trội hơn so với loại 316/316L. Giống như hầu hết các loại thép không gỉ austenit, ví dụ như Loại 304 và 316, thép XM-19 có thể bị nứt do ăn mòn ứng suất trong môi trường nóng có chứa ion clorua.

Xử lý nhiệt

Thép không gỉ Nitronic 50 có thể được ủ bằng cách nung vật liệu đến nhiệt độ trong khoảng 1950–2050°F (1066–1121°C) và làm nguội/làm cứng nhanh. Nếu được sử dụng trong môi trường có tính ăn mòn cao, quá trình ủ nên được thực hiện ở nhiệt độ tối đa (2050°F) để giảm thiểu nguy cơ ăn mòn giữa các hạt.

Gia công nguội

Do hiện tượng cứng hóa do biến dạng cao, nên cần phải sử dụng lực tạo hình lớn hơn. Lưu ý rằng độ thấm đã tăng nhẹ!

Khả năng gia công

Thép không gỉ loại Nitronic® 50 có các đặc tính gia công tương tự như các loại thép không gỉ austenit khác; tuy nhiên, do tốc độ làm cứng do gia công cao nên loại thép này đòi hỏi tốc độ gia công chậm hơn, công suất lớn hơn và độ cứng vững cao hơn. Nên sử dụng dụng cụ cắt bằng cacbua có lớp phủ.

Hàn

Thép 1.3964 có thể hàn bằng các phương pháp thông dụng; các loại vật liệu hàn được khuyến nghị là 1.3954 và 1.3984. Nhiệt độ tối đa giữa các lớp hàn phải duy trì dưới 200°C và quá trình xử lý nhiệt sau hàn (PWHT) phụ thuộc vào hình dạng chi tiết.

Nitronic 50 HS: Loại có độ bền cao

Nitronic 50 HS là phiên bản cải tiến của Nitronic 50, được thiết kế để có độ bền cao hơn. Loại thép này phù hợp với các ứng dụng có yêu cầu cơ học khắt khe. Thành phần hóa học của nó giúp nâng cao hiệu suất mà không làm giảm độ dẻo dai.

Các đặc điểm chính của Nitronic 50 HS bao gồm:

• Giới hạn chảy còn cao hơn nữa
• Các tính chất cơ học được cải thiện
• Khả năng chống ăn mòn vẫn được duy trì

So sánh với các loại thép không gỉ khác

So với các loại thép không gỉ khác như 316 và 316L, Nitronic 50 thực sự nổi bật. Độ bền chảy cao và khả năng chống ăn mòn của nó khiến loại thép này trở nên độc đáo.

Các điểm khác biệt chính bao gồm:

• Độ bền chảy cao hơn so với 316/316L
• Khả năng chống nứt do ăn mòn dưới tác động của clorua vượt trội
• Hiệu suất tốt hơn ở cả nhiệt độ cao và thấp

Tóm tắt các quyền lợi và lời khuyên khi lựa chọn

Nitronic 50 mang lại sự cân bằng tuyệt vời giữa độ bền, khả năng chống ăn mòn và tính linh hoạt. Điều này khiến nó trở thành lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi khắt khe.

Hãy cân nhắc những điểm sau đây khi lựa chọn Nitronic 50:

• Độ bền vượt trội
• Chi phí bảo trì thấp
• Khả năng thích ứng với môi trường khắc nghiệt

Hãy lựa chọn hợp kim này cho các ứng dụng mà cả hiệu suất lẫn độ bền đều là yếu tố then chốt. Những lợi ích mà nó mang lại thường vượt trội so với khoản đầu tư ban đầu.