材料论文Nitronic 60分析与研究午虎特种合金技术部.docx
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材料论文Nitronic60分析与研究午虎特种合金技术部
【材料论文】Nitronic60分析与研究-午虎特种合金技术部
Nitronic60
Nitronic60以其在梯度上升温度中保持优异的耐磨性能而著称。
4%硅含量和8%的锰含量可以有效抑制磨损和表面侵蚀,通常适用于不同种类要求高强度和耐磨的紧固件和螺栓。
Nitronic60在1800°F下可以保持良好的强度以及和309不锈钢类似的耐氧化性能。
它的一般耐腐蚀性能在304不锈钢和306不锈钢之间。
Nitronic60
UNSS21800,ASTMA276,ASTMA479,AMS5848
相比于钴合金和高镍材料,Nitronic60是一种低成本的耐磨损和擦伤材料。
它的耐腐蚀性能优于304不锈钢,耐氯化物坑蚀的性能优于316不锈钢,室温的屈服强度是304和316的两倍。
同时Nitronic60有很好的高温抗氧化性能和低温抗冲击性能。
应用
由于Nitronic60在室温和升温环境有出色的耐磨耐擦伤能力,因此广泛用于阀杆,阀座,阀芯,螺母,螺栓,筛网,链条传动,插销,垫片,滚动轴承,泵的零部件,包括耐磨环和转子。
化学成分
碳0.060-0.080%
锰7.50-8.50%
磷0.040%以下
硫0.030%以下
硅3.70-4.20%
铬16.00-17.00%
镍8.00-8.50%
钼0.75%以下
铜0.75%以下
氢0.10-0.18%
钛0.050%以下
铝0.020%以下
硼0.0015%以下
锡0.050%以下
钒0.20%以下
钨0.15%以下
热处理
Nitronic60不能通过热处理而硬化。
Nitronic60的退火温度为1066°C,然后水淬。
低温耐擦伤能力
耐擦伤能力
耐擦伤性能在升温环境的应用
Nitronic60制成的阀芯能胜任升温环境的应用。
用不同的奥氏体不锈钢制排放控制蝶阀的成阀杆和垫圈,只有Nitronic60在整个工作温度区间能平稳工作,而其他材料在427-816°C温度区间出现擦伤。
耐磨性能
测试方法
90°交叉的圆筒,无润滑油,负载71N,105RPM或405RPM,室温,表面光洁度为120grit,旋转10000周,丙酮清洗,多次测试,质量损失数据根据密度差异而修正。
奥氏体不锈钢的磨损兼容性
马氏体和铁素体不锈钢的磨损兼容性
金属组合的磨损兼容性
Nitronic60、17-4PH和Stelite6B对多种金属的磨损对比
Nitronic60和合金88对多种不锈钢的滑动测试的对比
硬度对奥氏体不锈钢耐磨性能的影响
相同金属摩擦,1000周,质量损失(mg)
硬度对奥氏体不锈钢耐磨性能的影响
相异金属摩擦,1000周,质量损失(mg)
表面光洁度对不锈钢耐磨性能的影响
相同金属摩擦1000周,质量损失(mg)
升温环境的耐磨性能
相比于钴合金和镍基的耐磨合金,Nitronic60的硬度不高,但是它在升温环境下的耐磨性能还是很优秀的。
Nitronic60的耐磨性能来自表面形成的氧化物薄层和很高的应变强化能力。
在正常的惰性气氛中,Nitronic60抗金属-金属磨损的能力也很好。
Nitronic60的高温耐磨性能
测试环境:
止推垫片,260°C,500RPM,489N,4000周。
微动磨损
高负载的微小滑移振幅(40μm),例如震动零件的微小滑移震动,可导致微动磨损。
在600°C这个温度,Nitronic60对微动磨损的抵抗能力可和718合金相媲美。
孔隙腐蚀
Nitronic60抵抗孔隙腐蚀的能力优于其他奥氏体不锈钢及高强度双向不锈钢,接近钴基合金。
钴基合金是耐受孔隙腐蚀能力最强的合金
实践证明,Nitronic60可成功用做立式离心泵的磨损环。
有时候Nitronic50和60的组合可以替代钴合金,提供良好的耐磨和耐腐蚀性能。
孔隙腐蚀率
*实验室进行的超声振动测试,20kHz,27°C,H2O,0.05mm振幅
**高压力喷射冲击装置。
测试由泵制造厂或水电设备用户施行。
不同合金和Al2O3的摩擦腐蚀**
*40000周
**测试条件:
测试样件为dia12.7圆饼和固定的Al2O3圆饼dia6.4mm相摩擦,载荷71N,室温,10000周,干燥的空气环境,没有润滑油
耐腐蚀能力
Nitronic60的耐腐蚀能力介于304和316之间,但是实践证明,在一个摩擦系统中,首先出现的是擦伤磨损,导致尺寸变化,然后再出现腐蚀。
因此设计工程师首要考虑的因素是磨损。
虽然Nitronic60的耐腐蚀能力不如316,但是在实验室条件下,Nitronic60具有更好的抗氯化物坑蚀,应力腐蚀开裂和孔隙腐蚀的能力。
氯化物坑蚀
应力腐蚀开裂
(沸腾的42%MgCl2,4片有缺口受拉力的测试样片)
海水腐蚀
同时放置Nitronic60,304和316的试棒在静止海水中室温浸泡6个月。
Nitronic60对孔隙腐蚀的抵抗力优于304,比316稍微好一点。
硫化物应力开裂
抗氧化
Nitronic60抗氧化的能力优于304和316,和309的抗氧化能力相似。
机械性能
室温抗拉性能
室温抗扭力和抗剪力性能
疲劳强度
升温环境下的机械性能
测试样件为dia19.05和25.4的退火态圆棒
升温环境的抗拉强度
测试样件为dia17.8mm的冷旋锻棒料,锻打率为54%
升温环境下的应力开裂强度
测试样件为dia16.0-25.4mm的退火态圆棒
低温抗拉性能
冲击性能
Nitronic60的高强度状态(HS)
通过特殊的加工处理,Nitronic60可达高强度状态。
Nitronic60HS棒料的室温性能下限值
Nitronic60HS的抗拉性能
Nitronic60HS零下温度的冲击强度(dia88.9mm)
Nitronic60HS的耐磨耐擦性能
Nitronic60HS的抗硫化物应力开裂性能
物理性质
密度:
7.622g/cm3
电阻:
98.2microhm-cm
弹性模量:
26.2X106psi
泊松比:
0.298
平均热膨胀系数
磁通量
Nitronic60HS的磁通量
加工性能
由于Nitronic60的金相特点,该材料不易加工。
建议采用涂层硬质合金刀片。
Nitronic60的车削速度约为304材料的一半。
单点车削
粗车—深度0.15”:
0.015”/revfeed—175SFM
精车—深度0.025“:
0.007”/revfeed—200SFM
钻孔
直径1/4”的孔:
0.004”/revfeed—60SFM
直径1/2”的孔:
0.007”/revfeed—60SFM
直径3/4”的孔:
0.010”/revfeed—60SFM
铰孔
同钻孔—100SFM
上述参数对应适用硬质合金刀具。
Nitronic®是AKSteel的注册商标.
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