Propriedades mecânicas dos cotovelos de aço inoxidável: aspectos -chave e métricas de desempenho

O ajuste da composição do material pode melhorar o desempenho e a adaptabilidade dos acessórios de tubos de aço inoxidável para a construção de abastecimento de água.

Os cotovelos dos acessórios de tubo de aço inoxidável para a construção de suprimentos de água são feitos de estrutura cristalina de austenita , na qual o conteúdo de cromo (CR) é superior a 12% e outros elementos metálicos são adicionados conforme necessário. A adição de níquel (NI) pode melhorar a ductilidade e a tenacidade do material, facilitando o processamento e a formação e fácil de dobrar. Reduzir o conteúdo de carbono (C) pode melhorar o desempenho da soldagem do material. Além disso, a adição de elementos como molibdênio (MO) ou manganês (MN) pode aumentar a resistência do material à corrosão de pitores e fendas.

Ao usar cotovelos do tubo de aço inoxidável, o cromo reage com oxigênio ou oxidantes para formar um filme de passivação fino e resistente (CR2O3) na superfície. A espessura deste filme de passivação é de cerca de 3 × 10-6 mm , o que desempenha um papel protetor contra a corrosão. Além disso, durante o processamento (como remoção de impureza, decapagem e tratamento de passivação), o tratamento superficial dos cotovelos dos tubos de aço inoxidável pode aumentar a espessura do filme protetor de CR2O3 e aumentar sua densidade e uniformidade. Após o polimento e o acabamento, não apenas os pequenos defeitos na superfície podem ser eliminados, mas o filme de passivação também pode ser mais delicado e denso, reduzindo assim a possibilidade de corrosão.

As propriedades mecânicas dos cotovelos de aço inoxidável incluem principalmente os seguintes aspectos:

1. Força

(1) Resistência à tração: os cotovelos de aço inoxidável exibem alta resistência à tração, permitindo que eles suportem forças de tração significativas. Por exemplo, a resistência à tração de 304 aço inoxidável geralmente atinge cerca de 515 MPa, enquanto a de 316L de aço inoxidável pode atingir até 485 MPa.

(2) Resistência ao escoamento: a força de escoamento é uma medida crítica do estresse no qual o material começa a se deformar plasticamente. A resistência ao escoamento de 304 aço inoxidável é de aproximadamente 205 MPa, enquanto para o aço inoxidável 316L, é de cerca de 170 MPa.

2. Tonalidade

Os cotovelos de aço inoxidável têm boa resistência, podem suportar vibração e impacto e não são propensos a fraturas quebradiças. Por exemplo, em um ambiente de baixa temperatura, os cotovelos de aço inoxidável ainda podem manter uma boa tenacidade e não se tornarão quebradiços.

3. DRUSTE

A dureza dos cotovelos de aço inoxidável varia dependendo do material e da tecnologia de processamento. De um modo geral, a dureza do aço inoxidável austenítico (como 304, 316L) está entre 200-300 HV. Materiais com dureza mais alta geralmente têm melhor resistência ao desgaste e resistência à deformação.

4. Módulo elástico

O módulo elástico do aço inoxidável geralmente está entre 190-210 GPA. O módulo elástico reflete a rigidez do material. Um módulo elástico mais alto significa que o material é mais difícil de se deformar quando submetido à força.

5. Resistência à corrosão

A resistência à corrosão dos cotovelos de aço inoxidável é uma de suas características importantes. O elemento cromo em sua superfície pode formar um filme denso de óxido (como Cr₂o₃), que efetivamente evita a erosão por meio corrosivo. Por exemplo, o aço inoxidável 316L tem uma melhor resistência à corrosão de picadas e fendas devido à adição de molibdênio.

6. Desempenho de fadiga

Os cotovelos de aço inoxidável serão submetidos a estresse alternado durante o uso a longo prazo, e seu desempenho de fadiga determina sua vida útil sob cargas cíclicas. Testes de força mecânica e testes de fadiga podem ser usados ​​para avaliar a durabilidade dos cotovelos em condições reais de trabalho.

7. Resistência a alta temperatura

O aço inoxidável ainda pode manter boas propriedades mecânicas e estabilidade química em ambientes de alta temperatura e é adequada para sistemas de tubulação de alta temperatura. Por exemplo, a resistência de escoamento de aço inoxidável 316L a 320 ° C ainda pode atingir 130 MPa.

8. Desempenho de processamento

O aço inoxidável pode ser transformado em cotovelos através de uma variedade de processos, como forjamento, soldagem e trabalho a frio, e tem um bom desempenho de processamento. No entanto, o estresse residual pode ser introduzido durante o processamento, afetando suas propriedades mecânicas finais.

9. Resistência à corrosão do estresse

Os cotovelos de aço inoxidável são propensos a rachaduras por corrosão ao estresse em certos ambientes (como ambientes que contêm íons cloreto). Ao otimizar a composição do material (como adicionar elementos como titânio e molibdênio) e controlar a tecnologia de processamento, sua resistência à corrosão do estresse pode ser melhorada.

Em resumo, os cotovelos de aço inoxidável têm excelentes propriedades mecânicas e são adequadas para uma variedade de condições de trabalho complexas, mas seu desempenho também é afetado pela composição material, processamento de tecnologia e ambiente de uso.