Nitronic 60 części obrobione odporne na korozję

1 Wprowadzenie

W 2025 roku branże takie jak energetyka, przemysł morski i przetwórstwo chemiczne stoją w obliczu rosnącego zapotrzebowania na materiały, które oferują zarówno wysoką wytrzymałość mechaniczną, jak i odporność na trudne warunki.

Nitronic 60, stal nierdzewna wzmacniana azotem, spełnia to zapotrzebowanie, łącząc w sobie doskonałą odporność na zużycie ze stabilną odpornością na korozję. Jednak obróbka skrawaniem tego stopu stwarza wyzwania: szybkie zużycie narzędzi, umocnienie materiału i pękanie powierzchni.

Niniejsze badanie dostarcza powtarzalnych danych dotyczących tych wyzwań, umożliwiając inżynierom produkcji optymalizację wydajności obróbki i trwałości części.

2 Metoda badawcza

2.1 Podejście projektowe

• Wybrano pręty kute ze stali Nitronic 60 (Ø50 mm) jako surowiec.
• Przeprowadzono operacje toczenia i frezowania, a następnie obróbkę wykańczającą i odprężanie.
• Parametry wybrano tak, aby odzwierciedlały realistyczne warunki warsztatowe, zapewniając zastosowanie przemysłowe.

2.2 Źródła danych

• Podczas operacji zbierano dzienniki obróbki, dane dotyczące zużycia narzędzi i chropowatości powierzchni.
• Odporność na korozję testowano za pomocą ASTM B117 ekspozycja w mgle solnej (720 godzin).
• Odporność na zużycie oceniano za pomocą testów ślizgowych blok-na-pierścieniu.

2.3 Narzędzia i modele

• Tokarka CNC: Doosan  GT2600
• Centrum frezarskie: HAAS VF-4
• Narzędzia: Węglikowe płytki skrawające powlekane TiAlN (ISO M25)
• Chłodziwo: Emulsja na bazie wody (8%)
• Komora korozyjna: Weiss Technik SC-KWT 1000

Ocena statystyczna wykorzystała ANOVA do potwierdzenia różnic w jakości powierzchni i głębokości korozji.

3 Wyniki i analiza

3.1 Wydajność obróbki

Tabela 1. Siła skrawania i zużycie narzędzi przy różnych posuwach

Obserwacja: Niższe posuwy poprawiają jakość powierzchni, ale przyspieszają adhezyjne zużycie narzędzi.

3.2 Odporność na korozję

Po 720 godzinach w mgle solnej (5% NaCl), próbki Nitronic 60 wykazały ≤0.03 mm głębokości wżerów, przewyższając AISI 316L o 35% (p < 0.05).

Rysunek 1. Porównanie głębokości wżerów między Nitronic 60 i 316L
(Wstaw wykres liniowy: głębokość korozji vs. czas)

3.3 Analiza porównawcza

W odniesieniu do stali nierdzewnych duplex [1], Nitronic 60 wykazał:

• Porównywalną ogólną odporność na korozję
• Znacząco mniejsze zacieranie podczas suchego ślizgania

To pozycjonuje Nitronic 60 jako mocnego kandydata na zawory, elementy złączne i elementy pomp.

4 Dyskusja

Wyniki pokazują, że strategia obróbki bezpośrednio wpływa na integralność powierzchni:

• Niskie posuwy → lepsza powierzchnia, ale większe zużycie narzędzi
• Wyższe posuwy → dłuższa żywotność narzędzia, ale obniżona jakość wykończenia

Odporność na korozję wynika z podwyższonej zawartości krzemu i manganu, które stabilizują warstwy pasywne podczas ataku chlorków.

Ograniczenia: Testy skupiono na środowiskach mgły solnej, nie uwzględniając wieloczynnikowych warunków polowych. Przyszłe prace powinny obejmować cykliczne testy korozyjne i badania zmęczeniowe.

5 Wniosek

• Zoptymalizowana obróbka zapewnia, że części Nitronic 60 osiągają zarówno wysoką odporność na zużycie, jak i korozję.
• Właściwe zarządzanie chłodziwem i ścieżką narzędzia równoważy żywotność narzędzia vs. jakość powierzchni.
• Zastosowania przemysłowe obejmują elementy złączne morskie, elementy pomp i powierzchnie ślizgowe.
• Przyszłe badania powinny obejmować chłodzenie hybrydowe i zaawansowane powłoki w celu zwiększenia wydajności obróbki skrawaniem.