Isı eşanjörünün normal çalışma sıcaklığı 1000 ° F'ye (yaklaşık 283 ° C) ulaştığında, paslanmaz çelikten yapılmış cıvatalar paslanır! Neden bu? Daha yüksek sıcaklıklarda, termal döngünün bazı paslanmaz çelikleri paslanmaz çelik haline getireceği ortaya çıktı.Bu nedenle, kazaları önlemek için bağlantı elemanı malzemelerini seçerken dikkatli olun.

Paslanmaz çelik arkaplan:
Tanım olarak, paslanmaz çeliğin krom içeriği% 10.5'ten az olmamalıdır, ancak yazar içeriğin hala düşük olduğuna inanmaktadır. Paslanmaz çeliğin oda sıcaklığında paslanmasını önlemek için, paslanmaz çelik substratın krom içeriği yaklaşık% 12 olmalıdır.
Popüler inanışın aksine, paslanmaz çelik her zaman paslanmaz çelik olmayacaktır. Termal döngü, bazı paslanmaz çeliklerin krom içeriğini paslanma seviyesine düşürür. Bununla birlikte, birçok paslanmaz çelik türü vardır, bu nedenle bunlardan biri genellikle özel amaçlar için seçilebilir.
300 serisi paslanmaz çelik
18-8 çelik olarak da bilinen 300 serisi paslanmaz çelik, bağlantı elemanları, derzler, borular ve borular için en yaygın kullanılan malzemedir. 304 paslanmaz çelik, paslanmaz çelik bağlantı elemanları için en yaygın malzemedir. 18-8 çelik, 300 serisi paslanmaz çeliğin nominal krom ve nikel içeriğidir. Bu malzemeler yüzeyde iyi korozyon direncine sahiptir, ancak 304 paslanmaz çeliğin karbon birikimi nedeniyle 850°F'nin (yaklaşık 199°C) üzerine ısıtılması krom içeriğini azaltacaktır. Yüksek sıcaklıklarda krom ve karbon, paslanmaya dayanıklı olmayan krom karbür oluşturmak için birleşir. 304L paslanmaz çelik kullanımı bu sorunu hafifletebilir 304L paslanmaz çeliğin karbon içeriği 304 paslanmaz çeliğin 1/3'ü kadardır. 321 paslanmaz çelik veya 347 paslanmaz çelik, krom karbür oluşumunu ortadan kaldırabilir. 321 paslanmaz çelik ve 347 paslanmaz çelik sırasıyla titanyum ve niyobyum içerir ve özellikleri çok kararlıdır. Titanyum ve niyobyum karbon için kromdan daha fazla afiniteye sahip olduğundan, yüksek sıcaklıklarda karbon ile sırasıyla titanyum karbür ve niyobyum karbür oluştururlar, böylece krom korunur. ASTMAl93'teki 300 serisi paslanmaz çelik cıvatalar için 304, 321 ve 347 paslanmaz çeliktir.
300 serisi paslanmaz çeliğin mukavemeti sadece soğuk şekillendirme sırasında güçlendirildiğinden, sıcaklık 1000 ° F'ye (yaklaşık 283 °C) ulaştığında, termal döngü bağlantı elemanının gücünü tavlanmış duruma düşürür. Mukavemet azalması kabul edilemezse, kararlı malzeme 321 veya 347 de tatmin edici değildir. Bu nedenle, diğer malzemeleri düşünün.
400 serisi paslanmaz çelik
400 serisi paslanmaz çelik, 300 serisi paslanmaz çelikten daha düşük krom içeriğine sahiptir, ancak 300 serisi gibi karbon biriktirme problemleri yoktur ve ısıl işlem görebilir ve 1200 ° F'ye (yaklaşık 393 ° C) kadar sıcaklıklara sahip çalışma ortamlarında kullanılabilir. Bununla birlikte, sadece% 12 ila% 14 krom içerdiğinden, şiddetli kimyasal atmosfere sahip ortamlarda kullanıldığında korozyona uğrarken,% 16 ila% 20 krom içeren 300 serisi korozyona uğramaz. 300 serisi paslanmaz çelik, 400 serisi paslanmaz çelik ile aynı mukavemete sahiptir. 300 serisi paslanmaz çelik manyetik değildir, 400 serisi paslanmaz çelik manyetiktir. ASTMF593'e göre, 400 serisi paslanmaz çelikteki 410, 416 ve 430 serisi bağlantı elemanları için kullanılır.
Inconel serisi (Inconel International tarafından sağlanan) veya Haynes serisi (Haynes International tarafından sağlanan) gibi nikel bazlı malzemeler yüksek sıcaklık uygulamaları için mükemmel malzemelerdir. Bu alaşımlı çeliklerin çoğu en az% 16 krom içerir ve korozyon önleyici olarak kullanılır. Ayrıca ısıl işlem görebilirler. Yüksek sıcaklıklarda yüksek mukavemet Tabii ki, 718 alaşımlı çelik bağlantı elemanları için en yaygın kullanılan malzeme olabilir ve uzay aracında standart ince diş bağlantı elemanıdır. Bağlantı elemanları için de Monel (yaklaşık% 65 nikel ve% 33 bakır) kullanılır, ancak mukavemet çok düşüktür. Haynes International, malzemelerine Hasleloy veya Haynes XX adını verdi. Inconel ve Haynes, 718 ve X-750 gibi aynı bağlantı elemanlarından bazılarını sağlıyor.
A-286 paslanmaz çelik
Bu, havacılık endüstrisinde en yaygın kullanılan paslanmaz çeliktir. % 15 krom içeren demir bazlı paslanmaz çeliktir, ısıl işlem görebilir ve soğuk sertleştirilebilir. Soğuk iş sertleştirmesi olmadığında gerilme mukavemeti 140-180ksi'dir ve gerilme mukavemeti ısıl işlem artı soğuk iş sertleştirmesi ile 220ksi'ye ulaşabilir, ancak şu anda uzama yorgunluk yüküne göre çok düşüktür. A-286 -423°C-1200°C çalışma sıcaklığına sahiptir ve havacılık endüstrisi için neredeyse tüm bağlantı elemanı tedarikçileri A-286 bağlantı elemanlarını temin edebilir.
MP35N ve MPl59
SPS Technologies tarafından sağlanan MP35N ve MPl59 malzemeleri yüksek sıcaklık ve aşındırıcı ortamlarda kullanım için çok iyi malzemelerdir ve %19 krom içerir. Bu malzemeler havacılık endüstrisinde bile pahalıdır. Waspalloy bu grupta aşırı yüksek sıcaklıklarda kullanılan başka bir malzemedir. Bu malzemeleri sadece pahalı ve kolayca elde edilemeyen başka seçenek olmadığında kullanın.
Özet
304 paslanmaz çeliğin 1000 ° F (283 ° C) çalışma ortamında kullanılması akıllıca değildir.Malzemenin mukavemet azalması tavlama durumuna yakınsa kabul edilebilir, 321 veya 347 paslanmaz çelik gibi kararlı malzemeler seçilebilir: mukavemet gereksinimleri yüksekse ve çevresel korozyon çok ciddi değilse, gereksinimleri karşılamak için 400 serisi paslanmaz çelik kullanılabilir. Örneğin, ne 300 serisi ne de 400 serisi paslanmaz çelik sorunu çözemez, A-286 kullanılır. Inconel, Haynes, MP35N ve MPl59 iyi malzemelerdir, ancak maliyeti yüksektir ve elde edilmesi kolay değildir. Genel tasarım kuralı, tatmin edici tasarım performansı elde etmek için gerektiğinde pahalı malzemeler kullanmaktır.