Θερμική επεξεργασία ανόπτησης από ανοξείδωτο χάλυβα, επεξεργασία διαλυμάτων και γήρανση - Γνώση

Ο ανοξείδωτος χάλυβας δεν είναι απλώς ένα υλικό - είναι μια οικογένεια κατασκευασμένων κραμάτων των οποίων οι τελικές ιδιότητες διαμορφώνονται βαθιά από τη θερμική ιστορία που εφαρμόζεται μετά τη διαμόρφωση. Δύο κομμάτια πανομοιότυπης σύνθεσης από ανοξείδωτο χάλυβα 316L μπορούν να συμπεριφέρονται τελείως διαφορετικά κατά τη λειτουργία, εάν το ένα έχει ανόπτεται σωστά με διάλυμα-και το άλλο όχι.

Θερμική επεξεργασία είναι η ελεγχόμενη εφαρμογή κύκλων θέρμανσης και ψύξης σε ένα μέταλλο για την επίτευξη μιας επιθυμητής μικροδομής και, επομένως, ειδικών μηχανικών, διαβρωτικών και φυσικών ιδιοτήτων. Για ανοξείδωτους χάλυβες και κράματα με βάση το νικέλιο-, η θερμική επεξεργασία δεν είναι προαιρετική - είναι ένα θεμελιώδες βήμα για την παραγωγή ενός προϊόντος που πληροί τις προδιαγραφές και αποδίδει αξιόπιστα.

Heat Treatment Of Stainless Steel

Αυτό το άρθρο εξηγεί τρεις από τις πιο κρίσιμες διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας που εφαρμόζονται στον ανοξείδωτο χάλυβα: ανόπτηση, επεξεργασία διαλύματος και γήρανση (σκλήρυνση με καθίζηση). Καλύπτουμε τη μεταλλουργική βάση κάθε διαδικασίας, τις σωστές παραμέτρους διεργασίας, τις επιπτώσεις στις ιδιότητες του υλικού και κοινά λάθη που οδηγούν σε αστοχία του προϊόντος.

Πριν βουτήξετε σε συγκεκριμένες διεργασίες, είναι απαραίτητο να κατανοήσετε τι συμβαίνει στο εσωτερικό του χάλυβα σε μικροσκοπικό επίπεδο - στη μικροδομή - και γιατί ανταποκρίνεται στη θερμότητα με τον τρόπο που αντιδρά.

Ο ανοξείδωτος χάλυβας δεν είναι ένα ενιαίο υλικό, αλλά μια ταξινόμηση που καλύπτει πέντε διακριτές οικογένειες μικροδομών, η καθεμία με διαφορετικές αποκρίσεις στη θερμική επεξεργασία. Η κατανόηση της οικογένειας με την οποία εργάζεστε είναι το πρώτο βήμα για την εφαρμογή της σωστής θερμικής διαδικασίας.

Πίνακας 1: Οικογένειες από ανοξείδωτο χάλυβα και η ανταπόκρισή τους στη θερμική επεξεργασία

Οικογένεια	Παραδείγματα	Σκληρύνεται από HT;	Πρωτογενής διαδικασία HT	Βασικές Ιδιότητες
ωστενιτικό	304, 316, 310	Όχι (μόνο ψυχρή εργασία)	Ανόπτηση / Λύση	Εξαιρετική διάβρωση, ολκιμότητα
Φερριτικό	430, 446	Οχι	Ξεπύρωμα	Μέτρια διάβρωση, μαγνητική
Μαρτενσιτικό	410, 420, 440C	Ναι (σβήνω και μετριάζω)	Σκληρυνση + Σκληρυνση	Υψηλή αντοχή, μέτρια διάβρωση
Διπλός	2205, 2507	Οχι	Ανόπτηση διαλύματος	Υψηλή αντοχή + διάβρωση
Κατακρήμνιση σκλήρυνση	17-4 PH, 15-5 PH, A286	Ναι (γήρανση)	Λύση + Γήρανση	Πολύ υψηλή αντοχή

Σε ατομική κλίμακα, η θερμική επεξεργασία επιτυγχάνει πολλά κρίσιμα αποτελέσματα:

Διάλυση ιζημάτων - επιβλαβή καρβίδιο ή σωματίδια φάσης σίγμα-που σχηματίζονται κατά μήκος των ορίων των κόκκων κατά την κατασκευή διαλύονται ξανά σε στερεό διάλυμα.

Εργασίες ανακρυστάλλωσης-οι σκληρυμένες, παραμορφωμένες δομές κόκκων που προκαλούνται από ψυχρή ή θερμή διαμόρφωση αντικαθίστανται από νέους ισοαξονισμένους κόκκους χωρίς τάσεις-, αποκαθιστώντας την ολκιμότητα.

Ομογενοποίηση - Ο χημικός διαχωρισμός από τη διαδικασία χύτευσης ή συγκόλλησης μειώνεται, δημιουργώντας μια πιο ομοιόμορφη σύνθεση κράματος.

Ελεγχόμενη κατακρήμνιση - σε κράματα κατακρήμνισης-σκληρυντικά, ειδικές αλληλουχίες θερμότητας προκαλούν τη δημιουργία λεπτών σωματιδίων (συνήθως-πλούσιες σε χαλκό ή διαμεταλλικές φάσεις) μέσα στους κόκκους, αυξάνοντας δραματικά την αντοχή.

Η ανόπτηση είναι η πιο ευρέως εφαρμοσμένη θερμική επεξεργασία για ανοξείδωτο χάλυβα. Ο όρος αναφέρεται σε μια ευρεία οικογένεια θερμικών κύκλων - οι οποίοι περιλαμβάνουν θέρμανση σε υψηλή θερμοκρασία και ελεγχόμενη ψύξη - με στόχο το μαλάκωμα του υλικού, την ανακούφιση των υπολειπόμενων τάσεων και την αποκατάσταση ή τη βελτίωση της αντοχής στη διάβρωση.

Annealing Of Stainless Steel

Η πλήρης ανόπτηση θερμαίνει το υλικό πάνω από τη θερμοκρασία ανακρυστάλλωσης και το ψύχει αρκετά αργά για να παράγει τη μέγιστη απαλότητα. Η ανόπτηση διεργασίας (ονομάζεται επίσης ενδιάμεση ανόπτηση ή φωτεινή ανόπτηση) εκτελείται μεταξύ κρύων-βημάτων εργασίας και έχει βελτιστοποιηθεί για ταχύτητα και ποιότητα επιφάνειας αντί για μέγιστη αποσκλήρυνση.

Ο πιο κρίσιμος κίνδυνος που σχετίζεται με την ακατάλληλη θερμική επεξεργασία του ωστενιτικού ανοξείδωτου χάλυβα είναι η ευαισθητοποίηση. Όταν ο ωστενιτικός ανοξείδωτος χάλυβας θερμαίνεται - ή ψύχεται αργά μέσω - του εύρους θερμοκρασίας από περίπου 425 μοίρες έως 870 βαθμούς (800 βαθμοί F έως 1600 βαθμοί F), τα καρβίδια του χρωμίου (Cr23C6) καθιζάνουν κατά μήκος των ορίων των κόκκων.

Αυτό εξαντλεί τη γύρω περιοχή από χρώμιο, μειώνοντας το τοπικό περιεχόμενο κάτω από το όριο 10,5% που απαιτείται για την παθητικοποίηση. Το αποτέλεσμα είναι ένα δίκτυο ζωνών που έχουν εξαντληθεί-χρώμιο που είναι εξαιρετικά ευάλωτες στη διακοκκώδη διάβρωση, που μερικές φορές ονομάζεται αποσύνθεση συγκόλλησης όταν εμφανίζεται δίπλα σε ζώνες που επηρεάζονται από τη θερμότητα συγκόλλησης-.

Κριτική Γνώση:Το εύρος ευαισθητοποίησης 425–870 μοιρών (800–1600 βαθμών F) ονομάζεται μερικές φορές «εύρος κατακρήμνισης καρβιδίου» ή «ζώνη κινδύνου». Πάντα να ψύχετε γρήγορα τον ωστενιτικό ανοξείδωτο χάλυβα μέσω αυτής της σειράς μετά την ανόπτηση.

Πίνακας 2: Παράμετροι ανόπτησης ανά οικογένεια ποιότητας ανοξείδωτου χάλυβα

Οικογένεια	Θερμοκρασία Anneal (βαθμός)	Θερμοκρασία Anneal (βαθμός F)	Μέθοδος Ψύξης	Σκοπός
Austenitic (304, 316)	1010–1120 μοίρες	1850–2050 βαθμοί F	Σβήσιμο νερού ή γρήγορη ψύξη του αέρα	Διαλύστε καρβίδια. αποκατάσταση της ολκιμότητας και της αντοχής στη διάβρωση
Ωστενιτικό (βαθμοί L: 304L, 316L)	1010–1065 μοίρες	1850–1950 βαθμός F	Σβήσιμο νερού ή γρήγορη ψύξη του αέρα	Ελαχιστοποίηση του κινδύνου καρβιδίου. Η χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα βοηθά
Φερριτικό (430)	730–840 μοίρες	1350–1550 βαθμοί F	Αέρα δροσερό	Μαλακώνω; ανακουφίσει το άγχος? βελτίωση της μορφοποίησης
Martensitic (410, 420)	650–760 μοίρες	1200–1400 βαθμοί F	Αργή ψύξη (φούρνος)	Μαλακώνουν για μηχανική κατεργασία. υποκριτική ανόπτηση
Duplex (2205, 2507)	1020–1100 μοίρες	1870–2010 βαθμός F	Σβήσιμο νερού (υποχρεωτικό)	Αποκατάσταση της ισορροπίας ωστενίτη/φερρίτη. διαλύουν τη φάση σίγμα

Η φωτεινή ανόπτηση είναι μια εξειδικευμένη διαδικασία που εκτελείται σε κλίβανο ελεγχόμενης ατμόσφαιρας - συνήθως υδρογόνου, διασπαρμένης αμμωνίας ή αζώτου-μιγμάτων υδρογόνου - για την πρόληψη της οξείδωσης της επιφάνειας κατά τη θέρμανση. Το αποτέλεσμα είναι μια καθαρή, αντανακλαστική επιφάνεια που δεν απαιτεί{4}}αποσκίνισμα μετά την ανόπτηση ή καθαρισμό με οξύ, καθιστώντας την ιδανική για προϊόντα σωληνώσεων, λωρίδων και συρμάτων που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές τροφίμων, φαρμακευτικών προϊόντων και ημιαγωγών.

Ο έλεγχος του σημείου δρόσου είναι κρίσιμος στη φωτεινή ανόπτηση. Η υγρασία στην ατμόσφαιρα του κλιβάνου παράγει υδρατμούς που αντιδρούν με το χρώμιο, σχηματίζοντας μια θαμπή, οξειδωμένη επιφάνεια - που ακυρώνει τον σκοπό της διαδικασίας. Τυπικά καθορίζεται σημείο δρόσου -40 μοίρες ή χαμηλότερο.

Η επεξεργασία διαλύματος - που ονομάζεται επίσης ανόπτηση διαλύματος ή, για κράματα νικελίου, θερμική επεξεργασία διαλύματος - είναι μια ειδική ανόπτηση υψηλής- θερμοκρασίας που έχει σχεδιαστεί για να διαλύει όλες τις δευτερεύουσες φάσεις σε ένα ομοιογενές στερεό διάλυμα. Είναι το ουσιαστικό πρώτο βήμα για την καθίζηση-κράματα σκλήρυνσης και είναι εξίσου σημαντικό για τους ανοξείδωτους χάλυβες διπλής όψης.

Solution Treatment Of Stainless Steel

Όταν ο ανοξείδωτος χάλυβας κατασκευάζεται - μέσω χύτευσης, έλασης, συγκόλλησης ή σφυρηλάτησης - αναπτύσσει αναπόφευκτα μια ετερογενή μικροδομή: ορισμένες περιοχές είναι πλουσιότερες σε στοιχεία κράματος από άλλες και μπορεί να έχουν σχηματιστεί διαμεταλλικές φάσεις ή καρβίδια. Η επεξεργασία διαλύματος θερμαίνει το υλικό σε θερμοκρασία αρκετά υψηλή ώστε όλες αυτές οι φάσεις να διαλύονται, δημιουργώντας ένα ομοιόμορφο μονοφασικό στερεό διάλυμα.

Στη συνέχεια, το υλικό σβήνεται γρήγορα - συνήθως σε νερό - για να παγώσει αυτή η ομοιογενής μικροδομή στη θέση του. Η ταχεία ψύξη αποτρέπει την εκ νέου καθίζηση καρβιδίων και διαμεταλλικών φάσεων που διαφορετικά θα σχηματίζονταν σε αργή ψύξη.

Διπλοί ανοξείδωτοι χάλυβες όπως2205και2507περιέχουν περίπου ίσες αναλογίες φάσεων ωστενίτη και φερρίτη - μια μικροδομή που τους προσδίδει εξαιρετική αντοχή και αντοχή στη διάβρωση. Ωστόσο, αυτή η ισορροπία είναι πολύ ευαίσθητη στη θερμοκρασία και μπορεί να καταστραφεί με την κατασκευή.

Πάνω από περίπου 1050 μοίρες, η φάση φερρίτη διαστέλλεται σε βάρος του ωστενίτη. Κάτω από περίπου 850 μοίρες, οι επιβλαβείς διαμεταλλικές φάσεις - σίγμα, τσι και άλφα-πρώτος - μπορούν να κατακρημνίσουν και να ευθραυστήσουν σοβαρά το υλικό. Η επεξεργασία του διαλύματος στη σωστή θερμοκρασία και ακολουθούμενη από ταχεία απόσβεση είναι υποχρεωτική μετά από οποιαδήποτε εργασία μορφοποίησης με ζεστό ή κρύο.

Πίνακας 3: Παράμετροι θεραπείας διαλύματος για βασικούς βαθμούς

Βαθμός / Κράμα	Θερμοκρασία διαλύματος (βαθμός)	Θερμοκρασία διαλύματος (βαθμός F)	Κρατήστε το χρόνο	Μέθοδος σβέσης
17-4 PH (Συνθήκη Α)	1040 μοίρες	1900 βαθμοί F	30 λεπτά + 3 min/mm πάχος	Ψύξη αέρα ή σβήσιμο νερού
15-5 PH (Συνθήκη Α)	1040 μοίρες	1900 βαθμοί F	30 λεπτά τουλάχιστον	Ψύξη αέρα ή σβήσιμο νερού
2205 Διώροφη	1020–1100 μοίρες	1870–2010 βαθμός F	10–30 λεπτά (ελάχ. 30 λεπτά)	Σβήσιμο νερού (υποχρεωτικό)
2507 Super Duplex	1050–1120 μοίρες	1920–2050 βαθμός F	20-30 λεπτά τουλάχιστον	Σβήσιμο νερού (υποχρεωτικό)
Alloy 625 (Ni-Cr-Mo)	1100–1175 μοίρες	2010–2150 βαθμοί F	1–4 ώρες ανάλογα με την ενότητα	Σβήσιμο νερού ή γρήγορο αέρα
Κράμα 718 (υπερκράμα Ni)	955–1010 μοίρες	1750–1850 βαθμοί F	1 ώρα τουλάχιστον	Σβήστε νερό ή ψύξτε τον αέρα

Η επεξεργασία διαλύματος μειώνει προβλέψιμα τη δύναμη ενώ αυξάνει σημαντικά την ολκιμότητα και τη σκληρότητα. Για ωστενιτικούς βαθμούς όπως το 316, μεγιστοποιεί επίσης την αντοχή στη διάβρωση εξασφαλίζοντας πλήρη διάλυση τυχόν ευαισθητοποιητικών καρβιδίων. Ο παρακάτω πίνακας συγκρίνει τις ιδιότητες πριν και μετά την επεξεργασία διαλύματος για κοινές ποιότητες.

Πίνακας 4: Αλλαγές μηχανικών ιδιοτήτων μετά την επεξεργασία με διάλυμα

Βαθμός	Κατάσταση	UTS (MPa)	Απόδοση (MPa)	Επιμήκυνση (%)	Σκληρότητα (HRC/HB)
316L	Το κρύο δούλεψε	700–900	600–750	15–25	~HB 200
316L	Το διάλυμα ανοπτήθηκε	485–620	170–310	40–50	~HB 140
2205	Ως-συγκολλημένο (χωρίς HT)	620–700	450–500	20–25	~HB 270
2205	Το διάλυμα ανοπτήθηκε	620–880	450–620	25–35	~HB 250
17-4 PH	Συνθήκη Α (λύση)	1000–1070	860–1000	10–14	~HRC 33

Η γήρανση - γνωστή και ως σκλήρυνση με κατακρήμνιση ή σκλήρυνση κατά την ηλικία - είναι μια διαδικασία θερμικής επεξεργασίας που αυξάνει δραματικά την αντοχή και τη σκληρότητα ορισμένων ποιοτήτων ανοξείδωτου χάλυβα προκαλώντας το σχηματισμό λεπτώς διασκορπισμένων ιζημάτων εντός της μεταλλικής μήτρας.

Aging Of Stainless Steel Pipe

Σε αντίθεση με τη συμβατική σκλήρυνση ανθρακούχου χάλυβα (η οποία απαιτεί σβήσιμο από υψηλές θερμοκρασίες), η σκλήρυνση με καθίζηση είναι μια διαδικασία δύο- σταδίων: πρώτη επεξεργασία διαλύματος για τη δημιουργία υπερκορεσμένου στερεού διαλύματος, ακολουθούμενη από γήρανση σε χαμηλότερη θερμοκρασία για να προκαλέσει ελεγχόμενη κατακρήμνιση. Η διαδικασία είναι ασφαλής, προβλέψιμη και παράγει μερικές από τις υψηλότερες αναλογίες αντοχής-προς-του βάρους που μπορούν να επιτευχθούν σε ανοξείδωτο χάλυβα.

Μετά την επεξεργασία του διαλύματος, το υλικό βρίσκεται στην Κατάσταση Α: ένα σχετικά μαλακό, ομοιογενές υπερκορεσμένο διάλυμα. Όταν θερμαίνονται στη θερμοκρασία γήρανσης (συνήθως 480–620 βαθμοί / 900–1150 βαθμοί F), τα στοιχεία κράματος - όπως ο χαλκός σε 17-4 PH ή το τιτάνιο και το αλουμίνιο σε Α-286 - αρχίζουν να διαχέονται και να συγκεντρώνονται σε εξαιρετικά λεπτά σωματίδια νανοκλίμακας που ονομάζονται ιζήματα.

Αυτά τα ιζήματα είναι συνεπή με τη μήτρα - που σημαίνει ότι μοιράζονται το ίδιο κρυσταλλικό πλέγμα - και λειτουργούν ως εμπόδια στην κίνηση εξάρθρωσης. Δεδομένου ότι η πλαστική παραμόρφωση απαιτεί κίνηση εξάρθρωσης, η παρεμπόδιση αυτής της κίνησης αυξάνει δραματικά τη δύναμη που απαιτείται για την παραμόρφωση του υλικού, που εκδηλώνεται ως αυξημένη αντοχή και σκληρότητα.

Βασική πληροφόρηση:Η υπερ-γήρανση (πολύ υψηλή θερμοκρασία ή πολύ μεγάλος χρόνος παραμονής) προκαλεί τραχύτητα των ιζημάτων, μειώνοντας την αποτελεσματικότητά τους. Η υπό-γήρανση αφήνει ανεπαρκή όγκο ιζήματος. Ο καθορισμένος χρόνος-συνδυασμός θερμοκρασίας είναι κρίσιμος για την επίτευξη των ιδιοτήτων στόχου.

Ο βαθμός 17-4 PH (UNS S17400, γνωστός και ως Τύπος 630) είναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος ανοξείδωτος χάλυβας σκληρυντικού-καθίζησης. Περιέχει περίπου 17% χρώμιο, 4% νικέλιο και 4% χαλκό και επιτυγχάνει τη δύναμή του μέσω του σχηματισμού ιζημάτων πλούσιου σε χαλκό κατά τη γήρανση. Κρίσιμα, το 17-4 PH είναι ουσιαστικά πλήρως μαρτενσιτικό μετά την επεξεργασία διαλύματος, το οποίο επιτρέπει τον προσδιορισμό πολλαπλών συνθηκών γήρανσης ρυθμίζοντας τη θερμοκρασία γήρανσης.

Πίνακας 5: 17-4 Κωδικοί κατάστασης PH και προκύπτουσες μηχανικές ιδιότητες

Κατάσταση	Θερμοκρασία και χρόνος γήρανσης	UTS (MPa)	Απόδοση 0,2% (MPa)	Επιμήκυνση (%)	Σκληρότητα (HRC)
H900	482 μοίρες / 900 μοίρες F\|1 ώρα	Μεγαλύτερο ή ίσο με 1310	Μεγαλύτερο ή ίσο με 1170	Μεγαλύτερο ή ίσο με 10	40–43
H925	496 μοίρες / 925 μοίρες F\|4 ώρες	Μεγαλύτερο ή ίσο με 1170	Μεγαλύτερο ή ίσο με 1000	Μεγαλύτερο ή ίσο με 10	38–42
H1025	552 μοίρες / 1025 μοίρες F\|4 ώρες	Μεγαλύτερο ή ίσο με 1070	Μεγαλύτερο ή ίσο με 1000	Μεγαλύτερο ή ίσο με 12	35–39
H1075	579 μοίρες / 1075 μοίρες F\|4 ώρες	Μεγαλύτερο ή ίσο με 1000	Μεγαλύτερο ή ίσο με 860	Μεγαλύτερο ή ίσο με 13	32–36
H1150	621 μοίρες / 1150 μοίρες F\|4 ώρες	Μεγαλύτερο ή ίσο με 930	Μεγαλύτερο ή ίσο με 720	Μεγαλύτερο ή ίσο με 16	28–32
H1150M (διπλής ηλικίας)	760 μοίρες 2 ώρες + 621 βαθμοί 4 ώρες	Μεγαλύτερο ή ίσο με 860	Μεγαλύτερο ή ίσο με 655	Μεγαλύτερο ή ίσο με 18	25–29

Το σχέδιο είναι ξεκάθαρο: οι χαμηλότερες θερμοκρασίες γήρανσης παράγουν υψηλότερη αντοχή αλλά χαμηλότερη ολκιμότητα και σκληρότητα. Η συνθήκη H900 καθορίζεται όταν απαιτείται μέγιστη αντοχή (αεροδιαστημικά εξαρτήματα στερέωσης, εργαλεία), ενώ το H1150M προτιμάται όταν η σκληρότητα και η αντίσταση στη διάβρωση έχουν προτεραιότητα (δοχεία πίεσης, θαλάσσια εξαρτήματα).

Πίνακας 6: Βασική κατακρήμνιση-Σύγκριση βαθμών σκλήρυνσης

Βαθμός	UNS Αρ.	Μέγιστο UTS (MPa)	Εύρος γήρανσης (πτυχίο)	Βασικές Εφαρμογές
17-4 PH	S17400	~1450	480–621	Αεροδιαστημική, χημικά, τρόφιμα, πετρέλαιο και φυσικό αέριο
15-5 PH	S15500	~1310	496–621	Αεροδιαστημικά πλαίσια, πυρηνικά εξαρτήματα
17-7 PH	S17700	~1650	496–566	Ελατήρια, λωρίδα, διαφράγματα
A-286 (Fe-Ni)	S66286	~1100	715–760	Δίσκοι τζετ κινητήρα, συνδετήρες (έως 650 μοίρες)
Προσαρμοσμένο 465	S46500	~1724	455–510	Εξοπλισμός προσγείωσης, δομική αεροδιαστημική

Ακόμη και-καλά καθορισμένες διαδικασίες μπορεί να πάνε στραβά. Η κατανόηση των βασικών αιτιών των ελαττωμάτων της θερμικής επεξεργασίας - και του τρόπου αποτροπής τους - είναι εξίσου σημαντική με τη γνώση των σωστών παραμέτρων.

Πίνακας 7: Συνήθη ελαττώματα, αιτίες και πρόληψη της θερμικής θεραπείας

Ελάττωμα	Βασική αιτία	Επίδραση στο υλικό	Πρόληψη
Καθιστό ευπαθή	Αργή ψύξη σε εύρος 425–870 μοιρών	Διακοκκώδης διάβρωση; αποσύνθεση συγκόλλησης	Γρήγορη απόσβεση? χρησιμοποιήστε βαθμούς L (304L, 316L) ή σταθεροποιημένους βαθμούς (321, 347)
Ευθραυστότητα φάσης Σίγμα	Παρατεταμένη έκθεση 600–900 μοιρών σε διπλή όψη	Σοβαρή απώλεια σκληρότητας. εύθραυστο κάταγμα	Σωστό διάλυμα ανόπτηση + ταχεία απόσβεση. αποφύγετε την αργή ψύξη σε αυτό το εύρος
Παραμόρφωση / παραμόρφωση	Μη-ομοιόμορφη θέρμανση ή σβήσιμο	Μη συμμόρφωση διαστάσεων-	Χρησιμοποιήστε το κατάλληλο εξάρτημα. ομοιόμορφη θερμική διαβροχή? ελεγχόμενος ρυθμός απόσβεσης
Κλίμακα / οξείδωση	Ατμόσφαιρα αέρα σε υψηλή θερμοκρασία	Επιφανειακή μόλυνση; μειωμένη αντοχή στη διάβρωση	Χρησιμοποιήστε ελεγχόμενη ατμόσφαιρα (φωτεινό ανόπτηση) ή μετά{0}}ανόπτηση τουρσί
Πάνω από-γήρανση (βαθμοί PH)	Υπερβολικός χρόνος ή θερμοκρασία στον κύκλο γήρανσης	Τραχύτητα ιζήματος; απώλεια δύναμης	Αυστηρά έλεγχος της θερμοκρασίας γήρανσης (±1 βαθμός). χρησιμοποιήστε πιστοποιημένους φούρνους
Κάτω από-γήρανση (βαθμοί PH)	Ανεπαρκής χρόνος ή θερμοκρασία	Αποτυχία επίτευξης ισχύος στόχου	Επαληθεύστε τη βαθμονόμηση του κλιβάνου. χρησιμοποιήστε τη δοκιμή σκληρότητας για επιβεβαίωση
Ενανθράκωση / νιτρίωση	Μολυσμένη ατμόσφαιρα κλιβάνου	Επιφανειακή σκλήρυνση; ευθραυστότητα	Καθαρίστε σχολαστικά τον φούρνο. επαληθεύστε την καθαρότητα της ατμόσφαιρας

Η θερμική επεξεργασία του ανοξείδωτου χάλυβα και των κραμάτων νικελίου διέπεται από ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο διεθνών προτύπων. Η συμμόρφωση με αυτά τα πρότυπα είναι υποχρεωτική για εφαρμογές αεροδιαστημικής, πυρηνικής ενέργειας, πετρελαίου και φυσικού αερίου και ιατρικές εφαρμογές.

Πίνακας 8: Βασικά διεθνή πρότυπα για τη θερμική επεξεργασία από ανοξείδωτο χάλυβα

Πρότυπο	Εκδότης Φορέας	Πεδίο εφαρμογής & Εφαρμογή
AMS 2759	SAE International	Γενική θερμική επεξεργασία εξαρτημάτων από χάλυβα (αεροδιαστημική). περιλαμβάνει βαθμούς PH
AMS 2759/3	SAE International	Ειδικές απαιτήσεις για τη σκλήρυνση κατά ίζημα των-ανθεκτικών στη διάβρωση χάλυβων
ASTM A276	ASTM International	Προδιαγραφές για ράβδους και σχήματα από ανοξείδωτο χάλυβα. περιλαμβάνει την κατάσταση HT
ASTM A480	ASTM International	Γενικές απαιτήσεις για επίπεδο-ανοξείδωτο σε έλαση. αναφέρεται σε διαδικασίες HT
EN 10088-3	CEN (Ευρώπη)	Τεχνικοί όροι παράδοσης. καταστάσεις θερμικής επεξεργασίας για ανοξείδωτες ράβδους
NACE MR0175 / ISO 15156	NACE / ISO	Απαιτήσεις πυρόλυσης λόγω διάβρωσης με καταπόνηση θειούχου; διέπει το HT για ξινή υπηρεσία
API 6A / 17D	API	Θερμική επεξεργασία βαλβίδων και εξοπλισμού κεφαλής φρέατος για πετρέλαιο και φυσικό αέριο

Η θερμική επεξεργασία δεν αποτελεί εκ των υστέρων σκέψη - είναι βασικό μέρος του μεταλλουργικού σχεδιασμού των προϊόντων από ανοξείδωτο χάλυβα. Η ανόπτηση αποκαθιστά τη μικροδομή που έχει καταστραφεί από το σχηματισμό και τη συγκόλληση, η επεξεργασία διαλύματος δημιουργεί την ομοιογενή γραμμή βάσης που απαιτείται για περαιτέρω επεξεργασία και χρήση και η γήρανση μετατρέπει ένα σχετικά μαλακό υλικό σε ένα από τα ισχυρότερα ανθεκτικά στη διάβρωση κράματα διαθέσιμα.

Κάθε διαδικασία έχει καθορισμένα παράθυρα θερμοκρασίας, χρόνους αναμονής και απαιτήσεις ψύξης που δεν είναι-διαπραγματεύσιμες. Οι αποκλίσεις - είτε από ανεπαρκή έλεγχο κλιβάνου, ακατάλληλη διαχείριση της ατμόσφαιρας ή παράλειψη βημάτων - οδηγούν σε προβλέψιμες και αποτρέψιμες αστοχίες: ευαισθητοποίηση, ευθραυστότητα, παραμόρφωση και έλλειψη αντοχής.

Είτε είστε ειδικός στις προμήθειες που επιλέγει πιστοποιημένο προμηθευτή, μηχανικός που σχεδιάζει μια ακολουθία κατασκευής ή μαθητής που μαθαίνει τις βασικές αρχές της φυσικής μεταλλουργίας, η κατανόηση αυτών των τριών διαδικασιών θερμικής επεξεργασίας σάς δίνει τις βασικές γνώσεις για να κάνετε τις σωστές ερωτήσεις και να λάβετε καλύτερες αποφάσεις.

Να ζητάτε πάντα τεκμηρίωση: οι αναφορές δοκιμών μύλου (MTR) πρέπει να προσδιορίζουν την κατάσταση θερμικής επεξεργασίας και να αναφέρονται στο ισχύον πρότυπο. Για εφαρμογές υψηλής αξίας-, η επαλήθευση των εγγραφών θερμικής επεξεργασίας από τρίτους - συμπεριλαμβανομένων των διαγραμμάτων κλιβάνων, των θερμοστοιχείων φορτίου και των εγγραφών σβέσης - δεν είναι υπερβολική προσοχή. είναι επαγγελματική δέουσα επιμέλεια.

Ναι, αλλά με σημαντικές επιφυλάξεις. Το συγκολλημένο 17-4 PH θα πρέπει συνήθως να υποβληθεί σε επαν-επεξεργασία με διάλυμα (Συνθήκη Α) πριν από τη γήρανση για να διασφαλιστεί ομοιόμορφη μικροδομή σε όλο το βασικό μέταλλο, τη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα-και το μέταλλο συγκόλλησης. Η γήρανση χωρίς προηγούμενη επεξεργασία διαλύματος της συγκόλλησης μπορεί να οδηγήσει σε μη ομοιόμορφες ιδιότητες και μειωμένη αντίσταση στη διάβρωση.

Ε: Γιατί ο ανοξείδωτος χάλυβας διπλής όψης πρέπει να σβήνει με νερό και να μην ψύχεται με αέρα μετά την ανόπτηση;

Η φάση Sigma και άλλες διαμεταλλικές ενώσεις αρχίζουν να σχηματίζονται γρήγορα σε διπλούς ανοξείδωτους χάλυβες όταν διατηρούνται ή ψύχονται αργά κάτω από περίπου 1000 βαθμούς. Ακόμη και η σύντομη έκθεση στην περιοχή 600–900 μοιρών μπορεί να προκαλέσει καταστροφική απώλεια σκληρότητας και αντοχής στη διάβρωση. Η απόσβεση με νερό είναι η μόνη αξιόπιστη μέθοδος για να περάσει κανείς από αυτό το εύρος θερμοκρασίας αρκετά γρήγορα για να αποτρέψει τη βροχόπτωση.

Ε: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ 304 και 304L και επηρεάζει τη θερμική επεξεργασία;

Ο χαρακτηρισμός "L" υποδεικνύει μια παραλλαγή χαμηλών-άνθρακα (μέγιστο 0,03% C έναντι. 0.08% C για το τυπικό 304). Η χαμηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα μειώνει σημαντικά τον κίνδυνο ευαισθητοποίησης κατά την κατασκευή και τη θερμική επεξεργασία, επειδή λιγότερος άνθρακας είναι διαθέσιμος για το σχηματισμό καρβιδίων χρωμίου. Από την άποψη της θερμικής επεξεργασίας, το 304L μπορεί να ανεχθεί πιο αργούς ρυθμούς ψύξης και χαμηλότερες θερμοκρασίες ανόπτησης χωρίς τον ίδιο κίνδυνο ευαισθητοποίησης με το τυπικό 304.

Ε: Πώς μπορώ να επαληθεύσω ότι η θερμική επεξεργασία έχει πραγματοποιηθεί σωστά;

Οι κύριες μέθοδοι επαλήθευσης είναι: (1) Εξετάστε τα αρχεία του κλιβάνου - χρονικά-διαγράμματα θερμοκρασίας με δεδομένα θερμοστοιχείου για κάθε φορτίο. (2) Οι δοκιμές σκληρότητας - ως-ανοπτημένες ή παλαιωμένες τιμές σκληρότητας θα πρέπει να εμπίπτουν στα όρια προδιαγραφών. (3) Δοκιμές εφελκυσμού και κρούσης σε δοκιμαστικά κουπόνια από την ίδια θερμότητα και παρτίδα. (4) Μικροδομική εξέταση με μεταλλογραφική τομή για επιβεβαίωση της ισορροπίας φάσεων (ειδικά για διπλές ποιότητες). (5) Δοκιμή διάβρωσης ανά ASTM A262 (δοκιμή ευαισθητοποίησης) για ωστενιτικούς βαθμούς που χρησιμοποιούνται σε επιθετικά περιβάλλοντα.