Nitronic 60: состав, свойства (твердость и истирание), обрабатываемость, эквивалент, Nitronic 60 против 316/304

Nitronic 60 стал популярным выбором в таких отраслях, как аэрокосмическая, автомобильная, нефтехимическая, медицинская и других, благодаря своим уникальным свойствам и производительности в сложных условиях. В этой статье будет представлено всестороннее введение в Материал: нержавеющая сталь Nitronic 60, включая его химический состав, свойства (твердость, плотность, обрабатываемость, предел текучести и т. д.), эквивалент, обработку на станках с ЧПУ, области применения и сравнение с 316 и другими материалами из нержавеющей стали.

Что такое материал Nitronic 60?

Nitronic 60, известная как UNS S21800, — это легированная азотом аустенитная нержавеющая сталь. Ее официальное торговое название — Nitronic 60, иногда ее также называют 21CN-22Mn-5. Она была разработана Allegheny Ludlum (теперь ATI Allegheny Ludlum) для обеспечения лучшей коррозионной стойкости, чем традиционные нержавеющие стали серии 300, при сохранении хорошей формуемости и свариваемости аустенитных нержавеющих сталей.

Нитроник 60 Химический состав

Химический состав является ключом к свойствам Nitronic60. Согласно результатам поиска, химический состав Nitronic60 обычно включает:

• Углерод (С): ≤0.07%
• Хром (Cr): 21.0-23.0%
• Никель (Ni): 19.0-21.0%
• Молибден (Mo): 4.5-5.5%
• Азот (N): 0.20-0.40%
• Марганец (Mn): ≤1.0%
• Кремний (Si): ≤0.50%
• Фосфор (P): ≤0.04%
• Сера (S): ≤0.01%

Добавление азота способствует повышению прочности и коррозионной стойкости, одновременно снижая склонность к межкристаллитной коррозии.

Физические свойства Nitronic 60

Физические свойства Nitronic60 следующие:

• Плотность: 7.62 g / cm3
• Температура плавления: около 1390°C.
• Теплопроводность: около 15.1 Вт/м·К при 100°C
• Коэффициент теплового расширения: приблизительно 16.0 x 10^-6/°C в диапазоне 20-100°C
• Модуль упругости: около 200 ГПа
• Коэффициент Пуассона: приблизительно 0.3

Механические свойства Nitronic 60

Типичные механические свойства Nitronic60 следующие:

• Предел прочности на растяжение (UTS): 724 МПа (105 ksi)
• Предел текучести (0.2% PS): 379 МПа (55 ksi)
• Относительное удлинение: 35%
• Уменьшение площади: 55%
• Твёрдость: HBR 85

Nitronic 60 Основные преимущества (твердость, предел текучести, истирание)

Nitronic 60 называют самым твердым материалом, в основном, из-за его выдающихся свойств: предел текучести, истирание, коррозионная стойкость и т. д. Эти характеристики делают Nitronic 60 отличным выбором для специализированных применений, где обычная нержавеющая сталь может дать сбой. Поэтому мы хотели бы обсудить их более подробно здесь:

Твёрдость Nitronic 60

Твердость Nitronic 60 может варьироваться в зависимости от термической обработки и условий работы, которым он подвергается. Обычно в отожженном состоянии твердость Nitronic 60 составляет около:

– Твердость по шкале Роквелла B: приблизительно 95 HRB

– Твердость по Бринеллю: приблизительно 170-200 HB

Твердость можно повысить путем холодной обработки и упрочнения деформацией.

Предел текучести Nitronic 60

Предел текучести Nitronic 60 также зависит от формы и обработки стали. Обычно в отожженном состоянии предел текучести составляет:

Предел текучести (смещение 0.2%): приблизительно 50,000 60,000 – 345 415 фунтов на квадратный дюйм (XNUMX – XNUMX МПа)

Эта прочность может быть выше в условиях холодной обработки, при этом пределы текучести могут превышать эти типичные значения.

Стойкость к истиранию Nitronic 60

Одним из наиболее важных свойств Nitronic 60 является его устойчивость к истиранию. Истиранию подвергается форма износа, вызванная адгезией между скользящими поверхностями. Nitronic 60 демонстрирует исключительные противозадирные свойства, что делает его очень подходящим для применений, где износ металла по металлу является проблемой, например:

• Втулки вала
• Стержни клапанов
• Крепеж
• Вводы

Эта стойкость обусловлена ​​его уникальным химическим составом, в частности, повышенным содержанием кремния и марганца, что повышает самосмазывающиеся свойства и твердость материала.

Коррозионная стойкость Nitronic 60

Еще одной особенностью, которая делает нержавеющую сталь Nitronic 60 высокопроизводительным материалом, является ее превосходная коррозионная стойкость. Она может выдерживать эрозию от едких сред, таких как кислоты, основания и хлориды, что делает ее очень полезной в химической, морской и фармацевтической промышленности. Это свойство продлевает срок службы материала, снижая потребность в обслуживании и замене, а также снижая затраты.

Высокая температурная стабильность Nitronic 60

Нержавеющая сталь Nitronic 60 отлично работает в условиях высоких температур, сохраняя свойства материала. Это делает ее идеальным выбором для высокотемпературных применений, таких как теплообменники, печные приспособления и компоненты газовых турбин. Ее высокая температурная стабильность означает, что она может сохранять прочность и производительность даже при экстремальных температурах, что имеет решающее значение для многих инженерных применений.

Нитроник 60 Machinability

Обрабатываемость Nitronic 60 аналогична обрабатываемости обычных аустенитных нержавеющих сталей, но из-за его более высокой твердости могут потребоваться более острые инструменты или более низкие скорости резания. Тем не менее, его обрабатываемость по-прежнему превосходна для следующих деталей:

• Хорошая формуемость. Благодаря своей аустенитной структуре Nitronic60 обладает превосходной формуемостью и подходит для изготовления сложных деталей.
• Отличная свариваемость — Nitronic60 сохраняет хорошую коррозионную стойкость после сварки и менее склонен к образованию трещин в зоне термического влияния.
• Высокая прочность. Эффект легирования азотом повышает прочность Nitronic60, сохраняя при этом хорошую пластичность.

ЧПУ Обработка Нитроник 60

Обработка Nitronic 60 может быть сложной из-за его твердости и свойств упрочнения. Вот некоторые выводы из нашего опыта работы с этим материалом:

1. Подготовка к обработке

Перед обработкой важно правильно настроить материал. Например, если обрабатывается деталь длиной 2.356 дюйма, то расширение материала примерно до 2.75 дюйма от патрона обеспечивает достаточно места для инструмента без риска столкновения.

2. Параметры обработки

Ранние опыты с Nitronic 60 требовали осторожных скоростей около 175-200 фут/мин (SFM). Однако с развитием технологий инструмента и корректировкой техники скорости теперь могут достигать 400-500 SFM, что позволяет выполнять более эффективную обработку без ущерба для целостности детали.

3. Сверление и отделка

Снижение SFM во время сверления (например, до 350 SFM) помогает контролировать нагрев и износ вставок. Для финишных операций, таких как создание определенных диаметров или резьбы, необходимы точные регулировки и проверки, чтобы гарантировать соответствие спецификациям. Например, финишный проход может быть уменьшен примерно на 15 тысячных дюйма для достижения желаемого диаметра, гарантируя, что давление инструмента остается постоянным для качественных результатов.

4. Контроль качества

После обработки важно осмотреть деталь с помощью соответствующих инструментов, таких как кольцевые калибры для резьбы и микрометры для внутренних диаметров. Эти проверки помогают подтвердить, что детали соответствуют жестким требованиям геометрических размеров и допусков (GD&T).

5. Вторая операция (Op2)

Для деталей, требующих жестких допусков, часто необходимы дополнительные операции. Например, для того, чтобы элементы, обработанные на первой операции, идеально совпадали с элементами на второй операции, требуется точная настройка и корректировка в реальном времени на основе измерений.

6. Заключительные шаги

После завершения процессов обработки, включая сверление, нарезание резьбы и расточку, решающее значение имеют окончательные проверки. Они могут включать использование координатно-измерительной машины (КИМ) для проверки размеров и обеспечения соответствия детали всем указанным допускам.

Применение Нитроник 60

Благодаря своим механическим свойствам и стойкости к истиранию Nitronic 60 используется в различных промышленных изделиях и областях применения, включая:

• авиационно-космическая промышленность

Устойчивость к высоким температурам: Nitronic 60 демонстрирует хорошие эксплуатационные характеристики в условиях высоких температур, что делает его пригодным для использования в критически важных компонентах авиационных двигателей и космических аппаратов.

Износостойкость: В подверженных высокому износу узлах самолета, таких как шасси и подшипники, Nitronic 60 является предпочтительным материалом благодаря своей превосходной износостойкости.

• Нефтяная и газовая промышленность

Коррозионная стойкость: Коррозионная стойкость Nitronic 60 особенно важна при работе с едкими веществами, такими как сероводород.

Применение: Используется при производстве клапанов, насосов и трубопроводов при добыче и переработке нефти и газа, особенно на морских платформах и в средах с высоким содержанием серы.

• Медицинские приборы

Биосовместимость: Биосовместимость Nitronic 60 делает его пригодным для производства медицинских изделий, таких как хирургические инструменты и имплантаты.

Износостойкость: Износостойкость играет важную роль при производстве медицинского оборудования, которое должно сохранять точность и функциональность в течение долгого времени.

• Автомобильное Производство

Высокопрочные компоненты: Nitronic 60 используется для изготовления высокопрочных автомобильных деталей, таких как шестерни и валы.

Износостойкость и коррозионная стойкость: эти свойства делают Nitronic 60 идеальным материалом для автомобильных двигателей и выхлопных систем.

• Пищевая промышленность

Коррозионная стойкость и гигиена: При обработке кислых и щелочных пищевых продуктов коррозионная стойкость Nitronic 60 обеспечивает долговременную стабильность и гигиеническую безопасность оборудования.

• Достижения в области материаловедения

Исследования и инновации: Ученые изучают, как еще больше улучшить характеристики Nitronic 60 за счет точной настройки состава сплава и современных процессов термической обработки.

Новые области применения: по мере развития технологий Nitronic 60 может найти применение в более новых областях, таких как технологии возобновляемой энергетики и высокотехнологичные отрасли.

Nitronic 60 Продукция (Запчасти)

Вот некоторые из основных продуктов и форм, в которых обычно доступен Nitronic 60:

• Геликойлы (резьбовые вставки) – Это тип резьбовой вставки, используемой для создания более прочной резьбы в металле и других материалах, особенно полезная в материалах, которые изначально недостаточно прочны, чтобы удерживать резьбу, или в приложениях, где резьба подвергается сильному износу. Поэтому Nitronic 60 Helicoils широко используются в аэрокосмической, автомобильной, нефтегазовой, морской и медицинской технике.
• Крепежные изделия (болты, гайки и винты) – Эти крепежные элементы обладают стойкостью Nitronic 60 к истиранию и коррозионному растрескиванию под напряжением, что делает их идеальными для использования в суровых условиях.
• Крепежные изделия (шпильки и резьбовые стержни) -Широко используется в нефтехимической, аэрокосмической и морской промышленности, где требуются превосходные эксплуатационные характеристики.
• Лист и плита – Используется в приложениях, требующих плоских поверхностей с высокой коррозионной стойкостью. Полезен в производстве автомобильных клапанов, промышленного технологического оборудования и наружных электрических шкафов.
• Стержни и седла клапанов – Устойчивость Nitronic 60 к истиранию особенно ценна для компонентов клапанов, которые должны работать плавно без смазки в агрессивных средах.
• Шаровые краны – Особенно в приложениях, где они подвергаются воздействию агрессивных сред.
• Провод – Используется для сварки материалов Nitronic 60 и для производства сеток или фильтров. Также используется в пружинах и других компонентах, требующих высокой прочности и коррозионной стойкости.
• Валы насоса – Используется в валах насосов, где прочность и коррозионная стойкость необходимы для выдерживания как физических нагрузок, так и агрессивных жидкостей.
• Износостойкие кольца и втулки – Эти компоненты насоса обладают высокой износостойкостью Nitronic 60, что продлевает срок службы насосных систем.
• Морские цепи и фитинги – Для систем крепления и палубного оборудования его коррозионная стойкость обеспечивает долговечность и надежность.
• Бесшовные и сварные трубы и трубки – Применения включают химическое и нефтехимическое оборудование для переработки. Часто используется в компонентах целлюлозно-бумажной промышленности.
• Поковки – Индивидуальные формы для специализированных компонентов. Используется в промышленном оборудовании и высокопрочных приложениях.
• Миксеры, лезвия и резаки – Коррозионная стойкость Nitric 60 гарантирует, что он не загрязняет пищевые продукты и выдерживает воздействие чистящих химикатов.
• Специальные компоненты – Разработано для особых случаев применения, где необходимы уникальные свойства Nitronic 60, такие как стойкость к износу, истиранию и коррозии.

Эквивалентные материалы Nitronic 60

Хотя точных эквивалентов Nitronic 60 из-за его уникального состава и свойств не существует, существует несколько других материалов с похожими характеристиками, которые можно рассмотреть в зависимости от конкретных требований области применения:

1. Нержавеющая сталь AISI 316: Хотя AISI 60 не такой износостойкий, как Nitronic 316, он обеспечивает хорошую коррозионную стойкость и широко используется в химической и морской промышленности. Он более доступен и может рассматриваться для менее требовательных применений.
2. Нержавеющая сталь 17-4 PH: Это мартенситная дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь, которая обеспечивает превосходное сочетание высокой прочности, хорошей коррозионной стойкости и хороших механических свойств при температурах до 600 °F (316 °C).
3. Нержавеющая сталь AISI 304: Похож на AISI 316, но в целом менее устойчив к коррозии. Это еще одна часто используемая аустенитная нержавеющая сталь.
4. Дуплексная нержавеющая сталь (например, 2205): обеспечивает более высокую прочность и лучшую коррозионную стойкость, чем большинство стандартных аустенитных марок, таких как 304 и 316. Это может стать жизнеспособной альтернативой в средах, где прочность и коррозионная стойкость имеют первостепенное значение.
5. Пользовательские 450 и Пользовательские 455: Это мартенситные нержавеющие стали, которые были подвергнуты старению. Они обладают хорошей коррозионной стойкостью и высокой прочностью с превосходной вязкостью.

Nitronic 60 против нержавеющей стали 304/360, различия между ними

Nitronic 60 — это аустенитная нержавеющая сталь, известная своей превосходной прочностью и превосходной стойкостью к износу и истиранию по сравнению с другими нержавеющими сталями, такими как 304 и 316. Ниже приведено подробное сравнение Nitronic 60 с этими и другими часто используемыми нержавеющими сталями:

Nitronic 60 против нержавеющей стали 304

• Коррозионная стойкость: Nitronic 60 и 304 обладают хорошей коррозионной стойкостью, но 304, как правило, более подвержен точечной коррозии и коррозии в хлоридных средах. Nitronic 60 обеспечивает лучшую общую стойкость в различных коррозионных средах.
• Прочность и твердость: Nitronic 60 имеет значительно более высокий предел текучести, почти вдвое больше, чем у 304, что делает его более подходящим для применений, требующих долговечности, износостойкости и усталости.
• Устойчивость к истиранию: Nitronic 60 обладает высокой устойчивостью к истиранию даже при минимальной смазке, что является существенным преимуществом по сравнению с нержавеющей сталью 304. Это делает его идеальным для применений, связанных с многократной сборкой и разборкой.
• Стоимость: нержавеющая сталь марки 304, как правило, менее дорогая и более доступная, чем Nitronic 60.

Nitronic 60 против нержавеющей стали 316

• Коррозионная стойкость: как 316, так и Nitronic 60 обладают превосходной коррозионной стойкостью, причем 316 предпочтительнее в условиях сильной коррозии, например, в морских условиях, благодаря добавлению молибдена. Однако Nitronic 60 лучше подходит для сред, где требуются как прочность, так и коррозионная стойкость.
• Прочность и твердость: Подобно сравнению с 304, Nitronic 60 имеет более высокую прочность и твердость, чем 316, что делает его более подходящим для применения в условиях высоких нагрузок.
• Стойкость к истиранию: Nitronic 60 превосходит 316 по стойкости к истиранию, что имеет решающее значение в таких областях применения, как резьбовые компоненты.
• Стоимость: 316 обычно дороже, чем 304, но, как правило, дешевле, чем Nitronic 60, в зависимости от формы и количества приобретенного материала.

Общее сравнение с другими нержавеющими сталями

• Прочность: Nitronic 60 выделяется сочетанием прочности, пластичности и долговечности по сравнению с другими нержавеющими сталями, которые часто превосходят другие в чем-то одном, но уступают им в чем-то другом.
• Специфика применения: Хотя нержавеющие стали марок 304 и 316 универсальны и используются в широком спектре областей применения, Nitronic 60 часто выбирают для особых областей применения, где решающее значение имеют высокая прочность и превосходная износостойкость.
• Магнитные свойства: Как и большинство аустенитных нержавеющих сталей, Nitronic 60 немагнитен, что дает преимущество в тех случаях, когда необходимо избегать магнитных помех.

В целом, Nitronic 60 предлагает преимущества, с которыми не могут сравниться стандартные нержавеющие стали. Это делает его особенно ценным в таких отраслях, как аэрокосмическая, военно-морская, автомобильная и любой другой, требующей надежной работы в суровых условиях. Если вы ищете высококачественные обработанные детали Nitronic 60, свяжитесь с нами прямо сейчас!