Propriétés mécaniques des coudes en acier inoxydable: aspects clés et métriques de performance

Le réglage de la composition des matériaux peut améliorer les performances et l'adaptabilité des raccords de tuyaux en acier inoxydable pour la construction de l'approvisionnement en eau.

Les coudes des raccords de tuyaux en acier inoxydable pour l'alimentation en eau de construction sont en structure cristalline austénite , dans laquelle la teneur en chrome (CR) est supérieure à 12% , et d'autres éléments métalliques sont ajoutés au besoin. L'ajout de nickel (NI) peut améliorer la ductilité et la ténacité du matériau, ce qui le rend facile à traiter et à former, et facile à plier. La réduction de la teneur en carbone (C) peut améliorer les performances de soudage du matériau. De plus, l'ajout d'éléments tels que le molybdène (MO) ou le manganèse (MN) peut augmenter la résistance du matériau aux piqûres et à la corrosion des crevasses.

Lorsque vous utilisez des coudes de tuyaux en acier inoxydable, le chrome réagit avec l'oxygène ou les oxydants pour former un film de passivation mince et dur (CR2O3) à la surface. L'épaisseur de ce film de passivation est d'environ 3 × 10-6 mm , ce qui joue un rôle protecteur contre la corrosion. De plus, pendant le traitement (tel que l'élimination des impuretés, le décapage et le traitement de la passivation), le traitement de surface des coudes de tuyaux en acier inoxydable peut augmenter l'épaisseur du film protecteur CR2O3 et améliorer sa densité et son uniformité. Après le polissage et la finition, non seulement les minuscules défauts à la surface peuvent être éliminés, mais le film de passivation peut également être rendu plus délicat et dense, réduisant ainsi la possibilité de picoter la corrosion.

Les propriétés mécaniques des coudes en acier inoxydable comprennent principalement les aspects suivants:

1. Force

(1) Résistance à la traction: les coudes en acier inoxydable présentent une résistance à la traction élevée, leur permettant de résister à des forces de traction importantes. Par exemple, la résistance à la traction de 304 en acier inoxydable atteint généralement environ 515 MPa, tandis que celle de l'acier inoxydable 316L peut atteindre jusqu'à 485 MPa.

(2) Force d'élasticité: La limite d'élasticité est une mesure critique de la contrainte à laquelle le matériau commence à se déformer plastiquement. La limite d'élasticité de 304 en acier inoxydable est d'environ 205 MPa, tandis que pour l'acier inoxydable 316L, il est d'environ 170 MPa.

2. Folidité

Les coudes en acier inoxydable ont une bonne ténacité, peuvent résister aux vibrations et à l'impact, et ne sont pas sujets à une fracture fragile. Par exemple, dans un environnement à basse température, les coudes en acier inoxydable peuvent toujours maintenir une bonne ténacité et ne deviendront pas fragiles.

3. Dureté

La dureté des coudes en acier inoxydable varie en fonction du matériau et de la technologie de traitement. D'une manière générale, la dureté de l'acier inoxydable austénitique (comme 304, 316L) se situe entre 200 et 300 HV. Les matériaux avec une dureté plus élevée ont généralement une meilleure résistance à l'usure et une résistance à la déformation.

4. Module élastique

Le module élastique de l'acier inoxydable se situe généralement entre 190-210 GPa. Le module élastique reflète la rigidité du matériau. Un module élastique plus élevé signifie que le matériau est plus difficile à déformer lorsqu'il est soumis à la force.

5. Résistance à la corrosion

La résistance à la corrosion des coudes en acier inoxydable est l'une de ses caractéristiques importantes. L'élément de chrome à sa surface peut former un film d'oxyde dense (comme le cr₂o₃), qui empêche efficacement l'érosion par les milieux corrosifs. Par exemple, l'acier inoxydable 316L a une meilleure résistance aux piqûres et à la corrosion des crevasses en raison de l'ajout de molybdène.

6. Performance de fatigue

Les coudes en acier inoxydable seront soumis à un stress alterné lors d'une utilisation à long terme, et leurs performances de fatigue déterminent leur durée de vie dans les charges cycliques. Des tests de résistance mécanique et des tests de fatigue peuvent être utilisés pour évaluer la durabilité des coudes dans des conditions de travail réelles.

7. Résistance à la température élevée

L'acier inoxydable peut toujours maintenir de bonnes propriétés mécaniques et une stabilité chimique dans des environnements à haute température et convient aux systèmes de tuyauterie à haute température. Par exemple, la limite d'élasticité de l'acier inoxydable de 316L à 320 ° C peut encore atteindre 130 MPa.

8. Performance de traitement

L'acier inoxydable peut être transformé en coudes grâce à une variété de processus tels que le forgeage, le soudage et le travail à froid, et a de bonnes performances de traitement. Cependant, une contrainte résiduelle peut être introduite pendant le traitement, affectant ses propriétés mécaniques finales.

9. Résistance à la corrosion des contraintes

Les coudes en acier inoxydable sont sujets à la fissuration de la corrosion de stress dans certains environnements (comme les environnements contenant des ions de chlorure). En optimisant la composition des matériaux (comme l'ajout d'éléments tels que le titane et le molybdène) et le contrôle de la technologie de traitement, sa résistance à la corrosion des contraintes peut être améliorée.

En résumé, les coudes en acier inoxydable ont d'excellentes propriétés mécaniques et conviennent à une variété de conditions de travail complexes, mais leurs performances sont également affectées par la composition des matériaux, la technologie de traitement et l'environnement d'utilisation.