Stal niezawodna po obróbce cieplnej
Adobe stock
Zbiorniki do przewozu płynnych chemikaliów, rurociągi czy lufy broni strzeleckiej są wykonane stali nierdzewnej duplex. Nauka pomaga przemysłowi naftowemu, gazowemu i petrochemicznemu i zbrojeniowemu wybrać właściwą metodę obróbki cieplnej, dzięki której taka stal ma pożądane właściwości i jest niezawodna.
Stale nierdzewne typu duplex (DSS) są szeroko stosowane w przemyśle naftowym, gazowym, na morzu do budowy chemikaliowców, zakładów odsalania, linii procesów chemicznych i petrochemicznych, rurociągów oraz separatorów ropy i gazu. Stale te mają przewagę nad konwencjonalnymi austenitycznymi stalami nierdzewnymi. Są wysoce odporne na pękanie korozyjne, nie poddają się korozji tzw. wżerowej i szczelinowej. W przybliżeniu są dwa razy mocniejsze niż zwykłe stale austenityczne.
Termin „stal duplex” oznacza gatunek stali, którego struktura składa się w przybliżeniu z równych części austenitu i ferrytu. Obróbka cieplna powoduje zmiany w mikrostrukturze stali. Wpływa na zawartość ferrytu i austenitu w materiale, a tym samym na własności mechaniczne i termofizyczne końcowego produktu. W zależności od zastosowanej obróbki cieplnej można otrzymać materiał o określonych, założonych właściwościach.
Naukowcy z Wydziału Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa WAT pod kierunkiem prof. Piotra Koniorczyka zbadali trzy próbki stali nierdzewnej dupleks poddane różnym rodzajom obróbki cieplnej. Sprawdzili również próbkę wyjściową, niepoddaną takiej obróbce. Zastosowano różne proporcje wagowe ferrytu i austenitu. Próbki obserwowano za pomocą mikroskopu i skaningowego mikroskopu elektronowego. Aby wykryć mikrostrukturę materiału i zmierzyć mikrotwardość badacze posłużyli się twardościomierzem Vickersa. Do badań termofizycznych użyli dyfuzometru laserowego, skaningowego mikrokalorymetru różnicowego i dylatometrii typu push-rod dla określenia zmian dyfuzyjności cieplnej, przewodności cieplnej, rozszerzalności cieplnej i ciepła właściwego.
Wyniki przeprowadzonych badań komercyjnej stali 1.4462 DSS zostały zaprezentowane w artykule „Wpływ mikrostruktury na właściwości termofizyczne stali duplex poddanej obróbce cieplnej”, który ukazał się w czasopiśmie „Materials” (https://www.mdpi.com/1996-1944/14/20/6043). Pokazano w nim wpływ cykli termicznych na zmiany strukturalne oraz właściwości mechaniczne i termofizyczne komercyjnej stali 1.4462 DSS. Autorami artykułu są: prof. dr hab. inż. Piotr Koniorczyk , dr inż. Judyta Sienkiewicz, prof. dr hab. inż. Janusz Zmywaczyk, dr inż. Andrzej Dębski, inż. Mateusz Zieliński i dr inż. Marek Preiskorn.
„Stale DSS znajdują coraz to nowsze zastosowania, np. w przemyśle zbrojeniowym do produkcji luf do broni strzeleckiej. Prowadzone badania mogą wspomóc proces wyboru właściwej metody obróbki cieplnej dla uzyskania pożądanych własności materiału do produkcji wyrobu” – podsumowują naukowcy.
PAP – Nauka w Polsce, Karolina Duszczyk
kol/ zan/
Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.
