Yüksek hızlı çelik (HSS), metalurji mühendisliğinde önemli bir ilerlemeyi temsil eder ve yüksek sıcaklıklarda olağanüstü sertlik tutma sağlar. Bu uzmanlaşmış alaşım, aşırı aşınma direnci ve sıcaklık stabilitesinin gerekli olduğu yüksek performanslı boru sistemleri de dahil olmak üzere geleneksel kesme araçlarının ötesinde uygulamalar bulmuştur.
Yüksek hızlı çeliğin tarihsel gelişimi
Yüksek hızlı çeliğin kökenleri, üretim taleplerinin karbon çeliği aletlerinin yeteneklerini aşmaya başladığı 19. yüzyılın sonlarına kadar izlenebilir. 1898'de Amerikalı mühendisler FW Taylor ve M. White, ilk HSS'yi% 18'e kadar tungsten'i çelik alaşımlarına dahil ederek geliştirerek 'kendini sertleştiren çelik' olarak adlandırarak geliştirdi. '
30m/dakikalık kesme hızlarını koruyabilen (Carbon Steel'in 5m/dakikasına kıyasla) bu devrimci malzeme, 1900 Paris Dünya Fuarı'nda piyasaya sürüldü ve endüstriyel üretim yeteneklerinde bir dönüm noktası oldu.
Savaş zamanı yenilikleri
I. Dünya Savaşı sırasında, Alman metalurjistler, tank bileşeni üretimi için 600 ° C'ye kadar ısı direncine sahip kobalt içeren HSS varyantları (T15 gibi) geliştirdiler. Daha sonra, II.Dünya Savaşı sırasında ABD, tungsten kıtlıklarını ele almak için molibden bazlı HSS'ye (M-Serisi) öncülük etti.
İlk uluslararası standardizasyon 1942'de ISO'nun tungsten tabanlı (W-System) ve molibden bazlı (M-Sistemi) yüksek hızlı çelikler için sınıflandırmalar oluşturduğu 1942'de geldi. 1950'den itibaren, sürekli iyileştirmeler bugün mevcut olan yüksek performanslı HSS malzemelerine yol açmıştır.
Yüksek hızlı çeliğin sınıflandırılması ve bileşimi
Yüksek hızlı çelik, alaşım elemanlarına dayanan üç birincil tipte kategorize edilmiştir:
Krom (CR): Sürekli olarak%3.8-5.0, korozyon direncini ve yüksek sıcaklık stabilitesini arttırır
Vanadyum (V) ve Kobalt (CO): Rafine tahıl yapısı ve gelişmiş sıcak sertlik dahil özel özellikler için eklendi
Mülkler ve Performans Standartları
Yüksek hızlı çelik, yüksek sıcaklıklarda boyutsal stabiliteyi korurken 60 HRC ve üstü sertlik değerlerine ulaşır. Bu kombinasyon, termal stres altında aşınma direnci gerektiren uygulamalar için idealdir ve yüksek hızlı takım çelikleri için ASTM standartlarına uygundur.
Özel boru bileşenlerine uygulandığında, HSS, OCTG (petrol ülkesi tübüler ürünler) uygulamalarında bulunanlar gibi yüksek giyimli, yüksek sıcaklıklı ortamlarda geleneksel karbon çeliğine veya paslanmaz çeliğe göre önemli avantajlar sunar.
M tipi T-Tipi HSS'nin ticari önemi
M-tipi HSS, maliyet verimliliği nedeniyle piyasanın yaklaşık% 85'ine hakimdir-tipik olarak% 30 daha ucuza eşdeğer T tipi derecelerden daha ucuzdur. Bu fiyat avantajı, molybdenum'un alaşım elemanı ağırlığının kabaca yarısında Tungsten'e karşılaştırılabilir performans sağlama yeteneğinden kaynaklanmaktadır.
Gelişmiş boru sistemlerinde uygulamalar
Geleneksel olarak kesme araçlarıyla ilişkili olsa da, HSS teknolojisi, aşırı koşulların üstün metalurjik özellikler gerektirdiği özel boru bileşenleri için uyarlanmıştır:
Downole Sondaj Bileşenleri: HPHT (Yüksek Basınçlı Yüksek Sıcaklık) Kuyularda HSS Kaplı API 5DP Matkap Boru Bağlantıları
Giyim-Dayanıklı Hat Boru Segmentleri: Değiştirilmiş API 5L özelliklerine uygun aşındırıcı bulamaç taşınması için
Özel OCTG kaplinleri: Ekşi servis ortamlarında gelişmiş bağlantı dayanıklılığı için (NACE MR0175 uyumlu)
Yüksek Sıcaklık İşlem Boru Bileşenleri: ASTM A106 Grade C Modifiye Gereksinimleri Artan Sıcaklık Direnci
Gelecekteki gelişmeler
Devam eden metalurjik araştırmalar, özel boru uygulamaları için HSS kompozisyonlarını geliştirmeye devam etmektedir. Mevcut gelişmeler, aşırı servis ortamları için kobalt içeren notları optimize etmeye ve hassas üretim teknikleri aracılığıyla alaşım eleman miktarlarını azaltmaya odaklanmaktadır.
Petrol ve gaz endüstrisi giderek daha zorlu rezervuarları araştırırken, kritik OCTG ve hat borusu uygulamalarındaki yüksek performanslı HSS bileşenlerine olan talep büyümeye devam ederek bu çok yönlü materyal kategorisinde yenilikçiliği artırıyor.
