XM-19 keluli tahan karat (juga dikenali sebagai UNS S20910) adalah aloi austenit berprestasi tinggi yang direka bentuk untuk ketahanan dan kekuatan kakisan yang melampau. Yang unik Komposisi kimia-Rich dalam kromium, Nikel, Molybdenum, dan nitrogen -menetapkannya selain keluli tahan karat standard, menjadikannya sesuai untuk persekitaran yang keras seperti loji pemprosesan kimia atau sistem air laut laut. Dalam panduan ini, Kami akan memecahkan ciri -ciri utamanya, Penggunaan dunia nyata, proses pembuatan, dan bagaimana ia dibandingkan dengan bahan lain, Membantu anda memilihnya untuk projek yang menuntut kebolehpercayaan dalam keadaan yang sukar.
1. Ciri-ciri Bahan Kunci Keluli tahan karat XM-19
Keunggulan keluli tahan karat XM-19 bermula dengan seimbang dengan teliti Komposisi kimia, yang membentuk yang luar biasa sifat mekanikal, boleh dipercayai sifat fizikal, dan ciri -ciri kritikal lain.
Komposisi kimia
Formula XM-19 dioptimumkan untuk ketahanan dan kekuatan kakisan, dengan elemen utama termasuk:
- Kandungan kromium: 20-22% (membentuk tebal, lapisan oksida yang stabil -teras ke dalamnya Rintangan kakisan yang sangat baik)
- Kandungan nikel: 11-13% (menstabilkan struktur austenitik untuk kemuluran dan meningkatkan ketangguhan)
- Kandungan Molybdenum: 2.5-3.5% (meningkatkan Pitting Rintangan dan Tekanan Rintangan Kerosakan Kakisan dalam persekitaran yang kaya dengan klorida)
- Kandungan karbon: ≤0.06% (Karbon rendah meminimumkan kakisan intergranular, kritikal untuk bahagian dikimpal seperti paip)
- Kandungan mangan: ≤2% (meningkatkan kekuatan tanpa mengurangkan fleksibiliti)
- Kandungan silikon: ≤1% (AIDS dalam deoksidasi semasa pembuatan, memastikan kesucian)
- Kandungan fosforus: ≤0.045% (dikawal untuk mengelakkan keburukan, yang boleh menyebabkan kegagalan mekanikal)
- Kandungan sulfur: ≤0.03% (ultra-rendah untuk mengekalkan rintangan kakisan dan mencegah pencemaran dalam aplikasi makanan/farmaseutikal)
- Kandungan nitrogen: 0.2-0.4% (bahan tambahan utama Kekuatan tegangan yang tinggi tanpa mengorbankan kemuluran)
Sifat fizikal
| Harta | Nilai tipikal untuk keluli tahan karat XM-19 |
| Ketumpatan | 7.8 g/cm³ |
| Kekonduksian terma | 15 W/(m · k) (pada 20 ° C.) |
| Kapasiti haba tertentu | 0.46 J/(g · k) (pada 20 ° C.) |
| Pekali pengembangan haba | 16 × 10⁻⁶/° C. (20-500° C.) |
| Sifat magnet | Bukan magnet (Walaupun selepas bekerja sejuk -ideal untuk aplikasi di mana magnet adalah kebimbangan, seperti peranti perubatan) |
Sifat mekanikal
XM-19 memberikan kekuatan yang mengagumkan sambil mengekalkan kemuluran yang diperlukan untuk membentuk dan fabrikasi:
- Kekuatan tegangan yang tinggi: 750-900 MPA (25% lebih tinggi daripada gred austenit standard seperti 316L)
- Kekuatan hasil: 400-550 MPA (2x lebih tinggi daripada 316L, mengurangkan keperluan ketebalan bahan untuk bahagian struktur)
- Pemanjangan: 30-40% (dalam 50 MM -Membengkokkan dan membentuk bentuk kompleks seperti jahitan tangki simpanan)
- Kekerasan: 180-220 Brinell, 80-90 Rockwell b, 190-230 Vickers (lebih keras daripada 316L tetapi masih boleh dimesal)
- Kekuatan keletihan: 320-380 MPA (pada 10 ⁷ kitaran -kritikal untuk bahagian -bahagian di bawah tekanan berulang, Seperti aci pam)
- Kesan ketangguhan: 100-150 J (Pada suhu bilik -resists retak dari kesan tiba -tiba, seperti perlanggaran peralatan laut)
Sifat kritikal lain
- Rintangan kakisan yang sangat baik: Outperforms 316L dalam persekitaran yang keras -Asid Resist (Mis., Asid sulfurik), bahan kimia perindustrian, dan air masin.
- Pitting Rintangan: Unggul -molibdenum dan nitrogen mencegah pitting dalam kepekatan klorida hingga 50,000 ppm (Mis., air laut atau air garam kimia).
- Tekanan Rintangan Kerosakan Kakisan: Sangat baik - mengikat tegangan tegangan dalam tetapan yang menghakis (Mis., Kapal Reaktor Kimia) Lebih baik daripada 316L.
- Pakai rintangan: Baik - lebih tinggi daripada gred austenit standard, menjadikannya sesuai untuk bahagian dengan geseran (Mis., Bilah pemprosesan makanan).
- Kebolehkerjaan: Sederhana -Easier ke Mesin daripada Keluli Tahan Karat Dupleks; Memerlukan alat karbida tajam dan penyejukan untuk mengelakkan terlalu panas.
- Kebolehkalasan: Cemerlang - boleh dikimpal melalui Mig, TIG, atau kaedah tongkat tanpa memanaskan; kimpalan mengekalkan kekuatan dan ketahanan kakisan dengan passivation yang betul.
2. Aplikasi dunia sebenar keluli tahan karat XM-19
Campuran XM-19 Rintangan kakisan yang sangat baik dan Kekuatan tegangan yang tinggi menjadikannya sesuai untuk industri di mana bahan menghadapi bahan kimia yang agresif, air masin, atau pensterilan yang kerap. Berikut adalah kegunaannya yang paling biasa:
Industri pemprosesan kimia
- Tangki simpanan: Tangki memegang asid (Mis., asid hidroklorik) atau pelarut menggunakan XM-19-rintangan kakisannya menghalang kebocoran dan pencemaran bahan kimia.
- Sistem paip: Paip mengangkut cecair yang menghakis (Mis., soda kaustik) Gunakan dinding XM-19-THINNER (kerana kekuatan tinggi) mengurangkan kos pemasangan.
- Reaktor: Kapal tindak balas kimia menggunakan suhu tinggi XM-19 (sehingga 600 ° C.) dan reaktan yang menghakis tanpa merendahkan.
Contoh kes: Tumbuhan kimia menggantikan keluli tahan karat 316L dengan XM-19 untuk tangki penyimpanan asid sulfurinya. Tangki XM-19 berlangsung 12 tahun (vs. 5 tahun untuk 316L) dan dihapuskan $200,000 dalam kos penggantian tahunan.
Makanan dan minuman & Industri farmaseutikal
- Industri Makanan dan Minuman: Peralatan pemprosesan (Mis., pengadun tomato tomato) dan kelengkapan sanitari menggunakan kakisan XM-19-Kaum dari asid makanan dan memenuhi piawaian FDA. Permukaannya yang licin (selepas electropolishing) menghalang pembentukan bakteria.
- Industri farmaseutikal: Kapal pencampuran steril dan penekan pil menggunakan XM-19-Ultra-Lure (Sulfur rendah) dan menahan autoklaf berulang (121° C.) tanpa kehilangan biokompatibiliti.
Pulpa dan kertas & Industri Marin
- Industri pulpa dan kertas: Peralatan tumbuhan peluntur (Mis., Reaktor klorin dioksida) Menggunakan Kakisan XM-19-Kaisar dari bahan kimia peluntur yang merosakkan keluli standard.
- Industri Marin: Sistem Penyejukan Air Laut dan Komponen Hull Kapal Gunakan Pitting Air Masin XM-19-Menyatakan dan mengurangkan penyelenggaraan berbanding dengan 316L.
Industri perubatan
- Instrumen pembedahan: Scalpels dan Forsep Gunakan XM-19-Non-Magnetic (Sesuai dengan mesin MRI), tahan kakisan dengan cecair badan, dan senang mensteril.
- Peranti perubatan: Pam insulin dan perumahan kateter menggunakan XM-19-Small, tepat, dan selamat untuk sentuhan kulit berulang.
3. Teknik pembuatan untuk keluli tahan karat XM-19
Menghasilkan keluli tahan karat XM-19 memerlukan ketepatan untuk mengekalkan keseimbangan dan prestasi kimianya. Inilah prosesnya:
1. Proses metalurgi (Kawalan kimia)
- Relau arka elektrik (EAF): Meleleh keluli sekerap, Chromium, Nikel, dan molibdenum pada 1,650-1,750 ° C. Gas nitrogen disuntik ke dalam aloi cair untuk mencapai sasaran 0.2-0.4% Kandungan -kritikal untuk kekuatan.
- Relau oksigen asas (Bof): Untuk pengeluaran berskala besar-menggabungkan oksigen untuk menghilangkan kekotoran (Mis., Karbon, Fosforus), kemudian menambah elemen aloi untuk menyempurnakan komposisi.
2. Proses rolling
- Rolling panas: Aloi cair dilemparkan ke dalam papak, Dipanaskan hingga 1,100-1,200 ° C., dan dilancarkan menjadi bentuk tebal (plat, bar) untuk bahagian struktur seperti tangki simpanan atau kapal reaktor.
- Rolling sejuk: Sejuk-berguling untuk membuat helaian nipis (Mis., untuk peralatan farmaseutikal atau casing peranti perubatan) dengan permukaan licin -memperbaiki ketepatan dan kekerasan dimensi.
3. Rawatan haba
- Penyelesaian Penyepuh: Dipanaskan hingga 1,050-1,150 ° C dan diadakan untuk 30-60 minit, Kemudian air-quenched. Ini membubarkan karbida yang dicetuskan, Memulihkan ketahanan kakisan dan kemuluran -penting untuk bahagian yang dikimpal.
- Tekanan pelepasan tekanan: Dipanaskan hingga 800-900 ° C 1-2 jam, Kemudian disejukkan perlahan -lahan. Mengurangkan tekanan dalaman dari kimpalan atau pembentukan (Mis., Tank membongkok) tanpa menurunkan kekuatan.
- Pelindapkejutan dan pembajaan: Kekuatan jarang digunakan-xm-19 berasal dari komposisi kimianya (Bukan rawatan haba), jadi penyelesaian penyepuh biasanya mencukupi.
4. Membentuk dan rawatan permukaan
- Kaedah membentuk:
- Tekan pembentukan: Menggunakan tekanan hidraulik untuk membentuk bahagian -bahagian seperti kepala reaktor atau mangkuk pemprosesan makanan - pada suhu bilik untuk mengelakkan mengubah struktur aloi.
- Membongkok: Mewujudkan sudut untuk paip atau tangki yang dikawal kelajuan lenturan mencegah retak (kerana kekuatan tinggi).
- Pemesinan: Menggunakan mesin CNC dengan alat karbida untuk membuat bentuk yang tepat (Mis., Petua Instrumen Perubatan). Penyejuk diperlukan untuk mengelakkan terlalu panas dan memakai alat.
- Kimpalan: Menggunakan kimpalan TIG dengan input haba logam pengisi XM-19 yang memelihara rintangan kakisan aloi; Pasca pasca kimpalan disyorkan.
- Rawatan permukaan:
- Acar: Dicelupkan dalam campuran asid nitrik-hydrofluoric untuk menghilangkan skala dari rolling panas-menghancurkan lapisan kromium oksida.
- Passivation: Dirawat dengan asid nitrik untuk meningkatkan rintangan kakisan -kritikal untuk aplikasi laut atau kimia.
- Electropolishing: Untuk bahagian makanan/farmaseutikal/perubatan -mewujudkan lancar, permukaan tahan mikrob (membuang 5-10 μm bahan) dan meningkatkan biokompatibiliti.
5. Kawalan kualiti (Piawaian yang ketat)
- Ujian ultrasonik: Pemeriksaan untuk kecacatan dalaman (Mis., retak) di bahagian tebal seperti tangki simpanan atau kapal reaktor.
- Ujian Radiografi: Memeriksa kimpalan untuk kelemahan (Mis., keliangan) untuk memastikan integriti struktur-kritikal untuk bahagian yang mengandungi tekanan seperti paip kimia.
- Ujian tegangan: Mengesahkan Kekuatan tegangan yang tinggi (750-900 MPA) dan kekuatan hasil (400-550 MPA) untuk memenuhi spesifikasi XM-19.
- Analisis mikrostruktur: Mengkaji aloi di bawah mikroskop untuk mengesahkan struktur austenit seragam -tidak ada fasa yang tidak diingini (Mis., Ferrite) yang dapat mengurangkan rintangan kakisan.
- Ujian kakisan: Menjalankan ujian semburan garam (Per ASTM B117) dan ujian rintangan pitting (Per ASTM G48) untuk mengesahkan prestasinya dalam persekitaran yang teruk.
4. Kajian kes: XM-19 dalam sistem penyejukan air laut laut
Sebuah limbungan kapal yang digunakan 316L keluli tahan karat untuk sistem penyejukan air laut di kapal kargo. Paip 316L dibangunkan selepas 3 tahun, menuju kebocoran dan $150,000 dalam pembaikan tahunan. Mereka beralih ke XM-19, dengan hasil berikut:
- Rintangan kakisan: Selepas 8 tahun, Paip XM-19 tidak menunjukkan pitting atau karat-lebih daripada dua kali ganda jangka hayat 316L.
- Prestasi: Kecekapan penyejukan kekal 98% (vs. 85% untuk 316L selepas 3 tahun), mengurangkan penggunaan bahan api untuk enjin kapal.
- Penjimatan kos: Kapal kapal disimpan $1.2 juta lebih 8 bertahun -tahun dengan menghapuskan penggantian paip dan downtime yang tidak dirancang.
5. XM-19 keluli tahan karat vs. Bahan lain
Bagaimana XM-19 dibandingkan dengan keluli tahan karat dan logam lain yang popular? Mari kita pecahkan dengan jadual terperinci:
| Bahan | Kos (vs. XM-19) | Kekuatan tegangan | Kekuatan hasil | Rintangan kakisan (Air laut) | Pitting Rintangan (Klorida) |
| XM-19 keluli tahan karat | Asas (100%) | 750-900 MPA | 400-550 MPA | Cemerlang | 50,000 ppm |
| 316L keluli tahan karat | 70% | 550-650 MPA | 205 MPA | Baik | 30,000 ppm |
| Dupleks 2205 Keluli tahan karat | 110% | 620-800 MPA | 450 MPA | Cemerlang | 60,000 ppm |
| Super Duplex 2507 Keluli tahan karat | 150% | 800-1,000 MPA | 550-700 MPA | Cemerlang | 100,000 ppm |
| Aloi titanium (Ti-6al-4v) | 400% | 860 MPA | 795 MPA | Cemerlang | 150,000 ppm |
Kesesuaian aplikasi
- Pemprosesan kimia: XM-19 lebih baik daripada 316L (kekuatan yang lebih tinggi, Rintangan kakisan yang lebih baik) dan lebih murah daripada dupleks 2205.
- Sistem Penyejukan Marin: Outperforms 316L (jangka hayat yang lebih lama) dan lebih kos efektif daripada titanium atau dupleks super.
- Makanan/Farmaseutikal: Lebih tinggi daripada 316L (menentang asid makanan, lebih mudah untuk mensterilkan) dan memenuhi standard kesucian yang lebih ketat.
- Peranti perubatan: Bukan magnetik dan biokompatibel-lebih baik daripada keluli dupleks (yang magnet) dan lebih murah daripada titanium.
Pandangan Teknologi Yigu mengenai Keluli Tahan Karat XM-19
Di Yigu Technology, kita melihat XM-19 sebagai serba boleh, Penyelesaian kos efektif untuk aplikasi persekitaran yang keras. Seimbangnya Komposisi kimia-High Chromium, Molybdenum, dan nitrogen -melayan rintangan kakisan dan kekuatan bahan kimia kita, Marin, dan pelanggan makanan memerlukan. Kami sering mengesyorkan XM-19 untuk tangki simpanan, Sistem air laut, dan peralatan farmaseutikal - di mana ia mengurangkan kos penyelenggaraan tanpa harga premium dupleks atau titanium. Kebolehkesanannya yang sangat baik juga memudahkan fabrikasi, menjajarkan matlamat kami untuk mampan, bahan yang boleh dipercayai.
Soalan Lazim
1. Apa yang menjadikan keluli tahan karat XM-19 berbeza dari 316L?
XM-19 mempunyai lebih tinggi kandungan nitrogen (0.2-0.4% vs. ≤0.1% dalam 316L) dan Kandungan Molybdenum (2.5-3.5% vs. 2-3% dalam 316L), memberikannya 25% Kekuatan tegangan yang lebih tinggi dan rintangan pitting yang lebih baik dalam persekitaran klorida. Ia juga mengekalkan sifat bukan magnetik, menjadikannya sesuai untuk aplikasi sensitif seperti peranti perubatan.
2. Bolehkah keluli tahan karat XM-19 digunakan dalam aplikasi makanan atau farmaseutikal?
Ya. XM-19 memenuhi piawaian FDA dan farmaseutikal (Sulfur rendah, kesucian tinggi). Ia menahan kakisan dari asid makanan dan boleh dilepaskan ke lancar, Permukaan tahan bakteria-selamat untuk memproses atau menyimpan produk makanan/farmaseutikal.
3. Adakah keluli tahan karat XM-19 sukar dikimpal?
Tidak. XM-19 mempunyai kebolehkalasan yang sangat baik-boleh dikimpal dengan kaedah standard (Saya, TIG) tanpa memanaskan. Gunakan logam pengisi XM-19 dan pasca pasca kimpalan untuk mengekalkan rintangan kakisan. Lebih mudah dikimpal daripada keluli tahan karat dupleks, menjadikannya sesuai untuk projek besar seperti tangki simpanan.
