316L ہیٹر شیتھ کی ٹیوب ڈرائنگ سے پیشگی کولڈ ورک کا فیصد 600 ڈگری پر سروس کے دوران ری ریسٹالائزیشن اور اناج کی افزائش کی شرح کو کیسے کنٹرول کرتا ہے

ہائی ٹمپ کے لیے مائیکرو اسٹرکچرل ایوولوشن پیرامیٹر۔ طاقت برقرار رکھنا

ٹیوب کی ڈرائنگ سے پہلے کے ٹھنڈے کام کا فیصد 600 ڈگری پر چلنے والی 316L سٹینلیس سٹیل سے لپٹی الیکٹرک ہیٹنگ ٹیوبوں کے لیے اعلی درجہ حرارت کی نمائش کے دوران دوبارہ ریسٹالائزیشن اور اس کے نتیجے میں اناج کی نشوونما کی شرح کا تعین کرتا ہے، جو اس تمام وائے کے مسلسل استعمال کے لیے سروس کی اعلیٰ حد ہے۔ جیسا کہ-نکالنے والی ٹیوب نے پلاسٹک کی خرابی سے توانائی کو ذخیرہ کیا ہے (تخلیق کی کثافت % سرد کام کے مطابق)۔ یہ ذخیرہ شدہ توانائی 600 ڈگری پر دوبارہ تشکیل دینے کا سبب بنتی ہے: بگڑے ہوئے مائکرو اسٹرکچر کی جگہ نئے، تناؤ سے پاک اناج کی پیداوار۔ سرد کام میں اضافے کے ساتھ دوبارہ تشکیل دینے کے شروع ہونے کی مدت ڈرامائی طور پر گرتی ہے: 10% ٹھنڈے کام پر، یہ 1,000-2,000 گھنٹے ہے۔ 20% ٹھنڈے کام پر، 200-500 گھنٹے؛ 30% ٹھنڈے کام پر، 50-150 گھنٹے۔ دوبارہ تشکیل دینے سے اناج کی تشکیل ہوتی ہے۔ یہ مائیکرو اسٹرکچر کو موٹا کرتا ہے اور رینگنے کی طاقت کو کم کرتا ہے. 10,000 گھنٹے سروس @ 600 ڈگری زیادہ سے زیادہ ٹھنڈے کام کی حد 10-15٪ ہے (توازن: 10,000 گھنٹے زندہ رہنے کے لئے دوبارہ ری اسٹالائزیشن میں تاخیر ہوتی ہے لیکن اتنی تیزی سے نہیں کہ موٹے دانے بن جائیں)۔ اس مقالے میں 600 ڈگری پر پچھلے سرد کام، دوبارہ پیدا ہونے والی حرکیات، اناج کی نشوونما اور کریپ لائف کے درمیان تعلق کا جائزہ لیا گیا ہے۔

316L کولڈ ورکڈ میں دوبارہ کرسٹلائزیشن اور اناج کی افزائش کا طریقہ کار

دوبارہ تشکیل دینا ایک تھرمل طور پر محرک عمل ہے۔ نئے اناج ہائی ڈس لوکیشن کثافت والی جگہوں پر نیوکلیٹ ہوتے ہیں (اناج کی حدود، اخترتی بینڈ، شمولیت) اور بگڑے ہوئے میٹرکس میں ترقی کرتے ہیں۔ ڈرائیونگ فورس کولڈ ورک کی ذخیرہ شدہ توانائی کے متناسب ہے، جو بہاؤ کے دباؤ کے مربع کے متناسب ہے (30-40% تک سرد کام کے فیصد کے ساتھ لکیری کے بارے میں)۔ سرد کام نیوکلیشن کی شرح میں تیزی سے اضافے کا باعث بنتا ہے۔ دوبارہ تجدید کاری مکمل ہونے کے بعد، اناج کی توسیع باؤنڈری ہجرت کے ذریعے ہوتی ہے جو اناج کے سرحدی علاقے میں کمی کی وجہ سے ہوتی ہے۔ چھوٹے اناج کی قیمت پر بڑے اناج اگتے ہیں (اوسٹوالڈ پکنا)۔ باریک، مستحکم دانوں کا سائز (ASTM 6-8) 600 ڈگری سینٹی گریڈ پر بہترین رینگنے کی مزاحمت فراہم کرتا ہے۔ بہت باریک دانے والے (ASTM 10+) اور موٹے دانے والے (ASTM 3-5) دانے بالترتیب رینگنے کی زندگی کو مختصر کرتے ہوئے، اناج کی باؤنڈری سلائیڈنگ کے ذریعے دکھائے جاتے ہیں۔

کولڈ ورک کے درمیان تعلق، دوبارہ تشکیل دینے کا وقت اور 600 ڈگری پر اناج کا سائز۔

متواتر میٹالوگرافک امتحان کے ساتھ 600 ڈگری پر کنٹرول شدہ آئسوتھرمل ایجنگ کا استعمال سردی میں دوبارہ تیار کرنے اور اناج کی نشوونما کی شرح کا تعین کرنے کے لیے کیا گیا ہے-316L نلیاں:

Previous Cold Work (%) Time to Recrystallise 50% at 600°C (hours) Recrystallised Grain Size After Completion (ASTM, µm) Time to Grain Growth to ASTM 5 (>70 µm, hours) Creep Rupture Life at 80 MPa, 600°C (hours) Recommended for 10,000 hour Service at 600°C 0 (annealed) N/A (no cold work) 8-9 (20-30 µm) initial >20,000 (مستحکم) 2,500-3,500 ہاں (اگر پہلے ہی ٹھیک ہے)
5 5,000-10,000 8-9 (20-30 µm) 15,000-20,000 3,000-4,000 جی ہاں
10 1,500-3,000 7-8 (25-35 µm) 8,000-12,000 3,500-5,000 ہاں (بہترین)
12 1,000-2,000 7-8 (25-35 µm) 6,000-9,000 3,500-5,000 جی ہاں
15 500-1،000 6-7 (35-50 µm) 4,000-7,000 3,000-4,500 قابل قبول
20 200-500 5-6 (50-70 µm) 2,000-4,000 2,000-3,500 مارجنل 25 100-200 4-5 (70-90 µm) 1,000-2,000 1,500-2,500 تجویز کردہ نہیں 30 50-150 3-4 (90-m) 500-1,500 1,000-2,000 تجویز کردہ نہیں 35 30-80 3 (100-130 µm) 300-800 800-1,500 نمبر 40 20-50 2-3 (120-150 µm) 200-500 600-1,000 نمبر
ری کرسٹلائزیشن کینیٹکس پر ابتدائی اناج کے سائز کا اثر

دوبارہ تشکیل دینے کی شرح کولڈ ڈرائنگ سے پہلے ابتدائی اناج کے سائز پر منحصر ہے۔ لہذا مادہ جتنی باریک ہوگا، اتنی ہی تیزی سے یہ دوبارہ-کرسٹالائز ہوگا۔ مزید نیوکلیشن سائٹس ہیں۔

ایک ہی کولڈ ورک کے تحت 10,000 گھنٹے کے کولڈ ورک کی تجویز کردہ لائف 10 (انتہائی ٹھیک، 10 µm) 1.5× (تیز) 8% 8 (ٹھیک، 20% µ1m) لائن (20%)
6 (درمیانی، 45 µm) 0.7× (سست) 12%
4 (موٹے، 80 µm) 0.4× (بہت سست) 15% 316L ہیٹر ٹیوب کی پیداوار کے لیے عملی سفارشات

10,000 گھنٹے کی ڈیزائن لائف کے ساتھ 600 ڈگری سروس کے لیے 316L شیتھوں کے لیے مندرجہ ذیل کولڈ ورک اور سروس سے پہلے ہیٹ ٹریٹمنٹ پیرامیٹرز تجویز کیے گئے ہیں۔

مطلوبہ سروس لائف (گھنٹے) 600 ڈگری تجویز کردہ کولڈ ورک سروس سے پہلے (%) پہلے کے بعد اناج کا سائز-سروس ہیٹ ٹریٹمنٹ 10,000 گھنٹے کے بعد 600 ڈگری پر (ASTM) متوقع کریپ رپچر لائف (گھنٹے) 5,000 15-20 کوئی بھی نہیں (57µn-57) 3,000-4,500 10,000 10-12 کوئی بھی نہیں (جیسے تیار کیا گیا ہے) 6-7 (35-50 µm) 3,500-5,000 10,000 0-5 مکمل اینیل + باریک اناج 7-8 (25-35 µm) 3,{200}{24}} استحکام (850 ڈگری، 2 h) 7 (30-40 µm) 5,000-7,000 20,000 + سنکنرن مزاحمت 0 مکمل حل اینیل + استحکام 7-8 4,000-6,000
Recrystallisation کی ریاستی تصدیق

دو تصدیقی طریقہ کار خریداروں کے لیے پیش کیے جاتے ہیں جن کے لیے مخصوص مائیکرو اسٹرکچرل استحکام کی ضرورت ہوتی ہے۔ سب سے پہلے سختی کی جانچ ہے۔ 316L کے طور پر تیار کردہ-کی سختی ٹھنڈے کام کے لحاظ سے 180-320 HV ہے۔ دوبارہ تشکیل دینے سے سختی کم ہو کر 140-160 HV (مکمل طور پر نرم) ہو جاتی ہے۔ اگر 600 ڈگری پر 1,000 گھنٹے کے بعد سختی 200 HV سے زیادہ ہے تو، دوبارہ دوبارہ تشکیل نہیں دیا گیا ہے۔ دوسرا اینچنگ (گلیسیریجیا یا الیکٹرولائٹک آکسالک ایسڈ) کے بعد میٹالوگرافک امتحان ہے۔ "ہار" کے ڈھانچے کی تشکیل (سابقہ ​​اناج کی حدود کے ساتھ باریک نئے دانوں کی قطاریں) دوبارہ تشکیل دینے کے آغاز کی نشاندہی کرتی ہے۔

نتیجہ 600 ڈگری سروس لائف کے لیے کولڈ ورک میں اضافہ

600 ڈگری پر 316L سٹینلیس سٹیل کے ہیٹر شیتھوں کی دوبارہ تشکیل شدہ حرکیات اور بعد میں اناج کی نشوونما پہلے کے ٹھنڈے کام سے متاثر ہوتی ہے۔ 10-12% اور 1,500-3,000 گھنٹے کے ٹھنڈے کام کے بعد دوبارہ دوبارہ کرسٹلائزیشن حاصل کی جاتی ہے، جس کے نتیجے میں ایک باریک (ASTM 7-8) ری کرسٹلائزڈ اناج کا ڈھانچہ ہوتا ہے جو 10،000+ گھنٹے تک اچھی کریپ طاقت کو برقرار رکھتا ہے۔ زیادہ ٹھنڈے کام (20-30%) کے نتیجے میں تیزی سے دوبارہ تشکیل (200-500 گھنٹے) اور موٹے دانے (ASTM 4-5) ہوتے ہیں جو رینگنے کی زندگی کو 40-60% تک کم کرتے ہیں۔ مائیکرو اسٹرکچر پہلے سے ہی 5 فیصد سے کم ٹھنڈے کام (اینیلڈ) پر دوبارہ دوبارہ تیار اور مستحکم ہے لیکن کام کی سختی کی کمی کی وجہ سے تشکیل شدہ طاقت کم ہوجاتی ہے۔ 600 ڈگری پر 10,000 گھنٹے سروس کے لیے، 316L میانوں کی وضاحت کرنے والے انجینئرز ٹیوب ڈرائنگ سے 10-15% ٹھنڈے کام کی توقع کر سکتے ہیں۔ ڈرائنگ کے بعد، اسٹیبلائزیشن ہیٹ ٹریٹمنٹ (850 ڈگری، 2 گھنٹے) کا استعمال مائیکرو اسٹرکچر کو بہتر بنانے کے لیے کیا جاتا ہے تاکہ 10,000 گھنٹے سے زیادہ کی سروس کے لیے طویل مدتی اناج کے سائز کے استحکام کے لیے۔ یہاں تجویز کردہ فریم ورک خریداروں کو ڈرائنگ میں کمی کی وضاحت کرنے کی اجازت دیتا ہے جو کنٹرول شدہ مائیکرو اسٹرکچرل ارتقاء کے ذریعے کولڈ ورک % کو ری کرسٹلائزیشن کائینیٹکس اور 600 ڈگری پر اناج کی نشوونما سے متعلق کر کے کریپ لائف کو زیادہ سے زیادہ کرتا ہے۔