Hvad er materialet 15NiCuMoNb5-6-4?

Hvad er 15NiCuMoNb5-6-4?

15NiCuMoNb5-6-4 (DIWA 373, 15NiCuMoNb5 eller WB36) er et lavlegeret stål med høj styrke. Det er et finkornet, højstyrke, svejsbart, højtemperatur- og højtrykskonstruktionsstål udviklet i Tyskland i 1930'erne. Stålet legeres ved tilsætning af flere legeringselementer såsom Ni-Cu-Mo-Nb, hvilket ikke blot forbedrer højtemperaturstyrken og brugstemperaturen af stålet markant, men også har gode omfattende mekaniske egenskaber, varmbearbejdelighed og svejsbarhed. Nu producerer VALLOUREC & MANNESMANN i Europa og Sumitomo Metal i Japan dette lavtlegerede stålrør. Derudover producerer Thyssen i Tyskland også stålplader af denne stålkvalitet. Dette stål kaldes WB36 eller DIWA 373 i de tilsvarende stålværker. Det er inkluderet i de europæiske VdTUV 377/2-regulativer og EN 10216-2-standarder, med kvaliteterne henholdsvis 15NiCuMoNb5 og 15NiCuMoNb5-6-4. Dette stål kan ikke kun bruges til stålplader og stålrør, men også til smedninger, især sømløse rør med stor diameter, som er mere udbredt.

Tilnærmet sammenligningstabel

ISO	LARM		GB	ISC	ASTM/AISI	DA
15NiCuMoNb5-6-4	DIWA 373	1.6368	15Ni1MNMONbCu	A61158	SA-213 t36	15NiCuMoNb5-6-4
					SA-335 P36

Kemisk sammensætning

15NiCuMoNb5-6-4 er et lavlegeret højstyrkestål, der implementerer standard EN 10216-2-2013 og indeholder flere legeringselementer såsom krom, nikkel, kobber, molybdæn, niobium osv. Det præcise forhold mellem disse elementer sikrer stabiliteten og materialets ydeevne ved høje temperaturer.

Element	DA10216-2
C	Mindre end eller lig med 0,17 %
Ja	0.25-0.50%
Mn	0.80-1.20%
P	Mindre end eller lig med 0.025
S	Mindre end eller lig med 0.020
Cr	Mindre end eller lig med 0.30
I	1.00-1.30%
Cu	0.50-0.80%
Mo	0.25-0.50%
NB	0.015-0.045%
N	Mindre end eller lig med 0.020
Al	Mindre end eller lig med 0.05

Mekaniske egenskaber

	Trækstyrke R_m,N/mm²	Udbyttestyrke R_el,N/mm²
Standardværdi	580-740	Større end eller lig med 430
Gentest værdi	669	590

Fysiske egenskaber

tæthed	7,85 g/cm³
Smeltepunkt	1425-1460 grad
Termisk ledningsevne	36 W/(m·K) (<20℃)
Specifik varme	460 J/(kg·K)(<20℃)
Termisk udvidelseskoefficient	11,5 x 10⁻⁶ /K(20 grader -100 grader)

Metallografisk struktur

Delimeget tilstand af 15NiCuMoNb5-6-4 (DIWA 373, WB36) stål er normaliseret (quenched) + hærdet. Efter den sidste varmebehandling af normalisering + temperering er den metallografiske struktur bainit + ferrit + troostit eller bainit + en lille mængde ferrit.

Stålfabriksproduktionsproces

Primær raffinering → LF-raffinering → VD-behandling → kontinuerlig støbning (formstøbning) → rengøring, opvarmning → valsning → (stabling) → overfladeinspektion → batching → fejldetektion → varmebehandling → skæring og prøveudtagning → ydeevneinspektion → opbevaring

Anvendelsesområder

Atomkraftværker: Udbredt i strukturelle materialer i atomkraftværker til fremstilling af nøglekomponenter, der modstår høj temperatur, højt tryk og stråling.
Energiindustri: bruges til fremstilling af atomreaktortrykbeholdere, kedeltromler, højtryks- og højtemperaturudstyr til fremstilling af naturgas og olie og andre nøglekomponenter, der modstår høj temperatur, højt tryk og korrosiv medieerosion
Petrokemisk industri: bruges til at fremstille reaktorer, varmevekslere, separatorer, sfæriske tanke, olie- og gastanke, flydende gastanke og andet udstyr for at sikre stabiliteten og sikkerheden i produktionsprocessen.
Kedler og trykbeholdere: Høj styrke og god krybemodstand gør den særdeles velegnet til fremstilling af kedler, trykbeholdere, rørledninger og komponenter.
Gasturbine: bruges til forbrændingskamre, vinger og varmegasrør på gasturbiner.
Skibsbygningsindustrien: 15NiCuMoNb5-6-4 er også meget brugt i skibsbygningsindustrien, især strukturelle komponenter med høje krav til korrosion og styrke i marine miljøer.
Jernbaneindustri: Jernbaneudstyr, især højlastede jernbanelokomotiver, godsvogne og vogne med tungt udstyr, bruger ofte 15NiCuMoNb5-6-4, et højstyrke og holdbart stål.
Bilindustrien: bruges til motorer, chassis og udstødningssystemer mv.
Bygnings- og brokonstruktioner: På grund af dens høje styrke og vejrbestandighed bruges 15NiCuMoNb5-6-4 også i strukturelle dele af bygninger og broer, især i højbelastnings- og højspændingsbygningskonstruktioner.

Udviklingsmuligheder

Sammenfattende er 15NiCuMoNb5-6-4 et vigtigt ingeniørmateriale med fremragende ydeevne med den kontinuerlige udvikling af teknologi og den kontinuerlige udvidelse af anvendelsesområder. Det vil vise sin unikke værdi og charme på flere områder. Dens fremragende ydeevne og brede anvendelsesmuligheder gør den ekstremt konkurrencedygtig på markedet, og dens markedsudsigter vil være bredere.