درمان های حرارتی فولاد ضد زنگ چیست؟ آیا انواع مختلف فولاد ضد زنگ به صورت متفاوتی درمان می شوند؟

درمان های حرارتی فولاد ضد زنگ چیست؟ آیا انواع مختلف فولاد ضد زنگ به صورت متفاوتی درمان می شوند؟

1 فولادی فریت

عنصر اصلی آلیاژ Cr است، یا مقدار کمی از عناصر فریت پایدار مانند Al، Mo و غیره اضافه می شود و ساختار فریت است.و خواص را نمی توان با درمان حرارتی تنظیم کرداین ماده دارای پلاستیکیت خاصی است و نسبتا شکننده است. این ماده در محیط های اکسید کننده (مانند اسید نیتریک) مقاومت خوردگی خوبی دارد و در محیط های کاهش دهنده مقاومت خوردگی ضعیف دارد.

2 فولاد ضد زنگ آستنیتی

حاوی Cr بالا، به طور کلی بیشتر از 18٪، و حاوی حدود 8٪ Ni است. برخی از آنها به جای Ni از Mn استفاده می کنند. برای بهبود بیشتر مقاومت در برابر خوردگی، عناصر مانند Mo، Cu، Si، Ti، Nb و غیره.باید اضافه شود. آن را در هنگام گرم شدن و خنک شدن تغییر فاز نمی دهد و نمی تواند با درمان گرما تقویت شود. این قدرت کم، پلاستیک بودن بالا و سختی بالا دارد.مقاومت قوی در برابر مواد اکسید کننده دارد، و پس از اضافه کردن Ti و Nb، مقاومت بهتری در برابر خوردگی بین دانه دارد.

3 فولاد ضد زنگ مارتنسیتی

فولاد ضد زنگ مارتنسیتی عمدتاً حاوی 12 ~ 18٪ Cr است و مقدار C با توجه به نیاز تنظیم می شود ، معمولاً 0.1 ~ 0.4٪.برخی برای بهبود ثبات ضد گرما، اضافه کردن Mo، V، Nb، و غیره پس از گرم کردن در دمای بالا و خنک کردن در یک سرعت خاص، ساختار اساسا مارتنسیت است. بسته به تفاوت در C و عناصر آلیاژ،برخی ممکن است حاوی مقدار کمی فریت باشند.تغییرات فازی در هنگام گرم کردن و خنک کردن رخ می دهد، بنابراین ساختار و مورفولوژی بافت می تواند در طیف گسترده ای تنظیم شود و در نتیجه خواص را تغییر دهد.مقاومت در برابر خوردگی به اندازه آستینایت خوب نیست، فریت و فولاد ضد زنگ دوپلکس است. این مقاومت خوردگی در اسیدهای آلی و مقاومت خوردگی ضعیف در رسانه هایی مانند اسید سولفوریک و اسید هیدروکلوریک دارد.

4 فولادی فولادی فولادی فوریتی-آستنیتی

به طور کلی، محتوای Cr 17 ~ 30٪ است و محتوای Ni 3 ~ 13٪ است. علاوه بر این، Mo، Cu، Nb، N، W و سایر عناصر آلیاژ اضافه می شود و محتوای C برای بسیار پایین کنترل می شود.بسته به نسبت عناصر آلیاژ، بعضی از آن ها فرایت هستند. عمدتاً، بعضی از آن ها عمدتاً آستنیت هستند، که فولاد ضد زنگ دوگانه ای را تشکیل می دهند که دو فاز در همان زمان وجود دارد.پس از درمان گرما، قدرت آن کمی بالاتر از فولاد ضد زنگ استنتی است و پلاستیکی و سفتی آن خوب است. اساساً ، درمان حرارتی نمی تواند برای تنظیم خواص آن استفاده شود.مقاومت زیادی در برابر خوردگی دارد، به ویژه در رسانه های حاوی Cl و آب دریا، و مقاومت خوبی در برابر خوردگی حفره، خوردگی شکاف و خوردگی استرس دارد.

5 فولاد ضد زنگ محکم شده

این ترکیب به این دلیل مشخص می شود که علاوه بر عناصر مانند C، Cr و Ni، عناصر مانند Cu، Al و Ti را نیز شامل می شود که می توانند در طول زمان سقوط کنند.خواص مکانیکی را می توان با درمان گرما تنظیم کرد، اما مکانیسم تقویت آن با فولاد ضد زنگ مارتنسیتی متفاوت است. از آنجا که به بارش و تقویت فاز بارش متکی است ، C می تواند بسیار پایین کنترل شود ،بنابراین مقاومت آن در برابر خوردگی بهتر از فولاد ضد زنگ مارتنسیتی است و معادل فولاد ضد زنگ Cr-Ni استنتی است..

درمان حرارتی فولاد ضد زنگ

ویژگی های ترکیب فولاد ضد زنگ، که از تعداد زیادی از عناصر آلیاژ عمدتا Cr تشکیل شده است، شرایط اساسی برای مقاومت فولاد ضد زنگ و خوردگی آن است.برای اینکه نقش عناصر آلیاژ را به طور کامل بازی کنند و خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی را به دست آورند، باید با روش های درمان گرما نیز به دست آید.

1 درمان حرارتی فولادی فوریت

فولاد ضد زنگ فرریت به طور کلی یک ساختار فریت واحد پایدار است که هنگام گرم شدن و خنک شدن تغییر فاز را تجربه نمی کند، بنابراین خواص مکانیکی را نمی توان با درمان گرما تنظیم کرد.هدف اصلی آن کاهش شکنندگی و بهبود مقاومت خوردگی بین دانه است.

شکنندگی فاز 1σ

فولاد ضد زنگ فرریت بسیار آسان برای تولید فاز σ است، که یک ترکیب فلزی غنی از Cr است که سخت و شکننده است.ساخت فولاد شکننده و افزایش حساسیت به خوردگی بین دانه ایتشکیل فاز σ به ترکیب مرتبط است. علاوه بر Cr، Si، Mn، Mo و غیره، همه باعث تشکیل فاز σ می شوند. همچنین به فرآیند پردازش مرتبط است.به ویژه گرم کردن و ماندن در محدوده 540 ~ 815 °C، که باعث تشکیل فاز σ می شود. با این حال، تشکیل فاز σ برگشت پذیر است،و دوباره گرم کردن آن به دمای بالاتر از دمای تشکیل فاز σ آن را در محلول جامد دوباره حل می کند.

2شکستگی در ۴۷۵ درجه سانتیگراد

هنگامی که فولاد ضد زنگ فرریت برای مدت طولانی در محدوده 400 ~ 500 ° C گرم می شود، ویژگی های افزایش قدرت، کاهش سختی و افزایش شکنندگی را نشان می دهد.مخصوصاً در ۴۷۵ درجه سانتیگراد مشخصهاین به این دلیل است که در این درجه حرارت، اتم های Cr در فرایت به شکل یک منطقه کوچک غنی از Cr که با مرحله اصلی سازگار است، تنظیم مجدد می کنند.که باعث تحریف شبکه و استرس داخلی می شود.هنگامی که منطقه غنی از Cr شکل می گیرد، یک منطقه فقیر Cr باید ظاهر شود، که تاثیر منفی بر مقاومت در برابر خوردگی دارد.هنگامی که فولاد به دمای بالاتر از 700 درجه سانتیگراد گرم شود، تحریف و فشار داخلی از بین می رود و شکنندگی در 475 ° C ناپدید می شود.

3شکستگی در دمای بالا

هنگامی که به بالای ۹۲۵ درجه سانتیگراد گرم می شود و به سرعت خنک می شود، ترکیبات تشکیل شده توسط Cr، C، N و غیره در داخل دانه ها و مرزهای دانه ها سقوط می کنند و باعث افزایش شکنندگی و خوردگی بین دانه ها می شوند.این ترکیب می تواند با خنک شدن سریع پس از گرم کردن در دمای 750 ~ 850 °C حذف شود.

فرآیند درمان حرارتی:

1تخلیه

برای از بین بردن فاز σ، شکنندگی 475 °C و شکنندگی دمای بالا، می توان از درمان گرم کردن و عایق بندی در 780 ~ 830 °C و سپس خنک سازی هوا یا خنک سازی کوره استفاده کرد.

برای فولاد فلرتیک فولادی فولادی (که حاوی C ≤ 0.01٪ است، کنترل دقیق Si، Mn، S و P) می تواند دمای گرمایش گرمایش را افزایش دهد.

درمان کاهش استرس

پس از جوش و کار سرد، قطعات ممکن است استرس ایجاد کنند.و خنک سازی هوا می تواند در محدوده 230 ~ 370 °C انجام شود تا بخشی از استرس داخلی را از بین ببرد و پلاستیک را بهبود بخشد.

2 درمان حرارتی فولاد ضد زنگ آستنیتی

اثر Cr، Ni و سایر عناصر آلیاژ در فولاد ضد زنگ آستنیتی باعث می شود که نقطه Ms به زیر دمای اتاق (-30 تا -70 ° C) کاهش یابد. ساختار آستنیت پایدار تضمین می شود.بنابراین هیچ تحول فازی در بالا از دمای اتاق در هنگام گرم کردن و خنک کردن رخ نمی دهدبنابراین، هدف اصلی درمان حرارتی فولاد ضد زنگ آستنیتیک تغییر خواص مکانیکی نیست، بلکه برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی است.

1 درمان محلول از فولاد ضد زنگ آستنیتیک

اثر:

1بارندگی و انحلال کاربید های آلیاژ در فولاد

C یکی از عناصر آلیاژ موجود در فولاد است. علاوه بر اثر تقویت کننده آن، به ضرر مقاومت در برابر خوردگی است. به ویژه زمانی که C و Cr کاربید تشکیل می دهند،تاثيرش بدتر از اين هم ميشه، بنابراین باید تلاش هایی برای کاهش حضور آن انجام شود. به همین دلیل، بر اساس ویژگی های C که با دما در آستنایت تغییر می کند، یعنی محلولیت در دمای بالا بزرگ است و محلولیت در دمای پایین کوچک است.گزارش شده است که محلولیت C در آستنایت 0 است..34٪ در 1200 ° C؛ 0.18٪ در 1000 ° C؛ 0.02٪ در 600 ° C؛ و حتی کمتر در دمای اتاق. بنابراین فولاد به دمای بالا گرم می شود تا ترکیب C-Cr به طور کامل حل شود،و سپس به سرعت خنک شده است به طوری که آن را به زمان برای بارش ندارد، تضمین مقاومت فولاد در برابر خوردگی، به ویژه مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای.

فاز 2σ

اگر فولاد آستنیتی برای مدت طولانی در محدوده 500-900 درجه سانتیگراد گرم شود، یا زمانی که عناصر مانند Ti، Nb و Mo به فولاد اضافه شوند، بارش فاز σ ترویج می شود،ساخت فولاد شکننده تر و کاهش مقاومت در برابر خوردگیروش حذف فاز σ نیز این است که آن را در دمای بالاتر از بارندگی احتمالی آن حل کنید و سپس آن را به سرعت خنک کنید تا از بارندگی بیشتر جلوگیری شود.

دست سازي:

در استاندارد GB1200، محدوده دمای گرمایش توصیه شده گسترده است: 1000 ~ 1150 ° C، و 1020-1080 ° C معمولا استفاده می شود. ترکیب درجه خاص را در نظر بگیرید، آیا آن یک ریخته گری یا جعل است،و غیرهاگر دمای گرمایش پایین باشد، کاربید C-Cr نمی تواند به طور کامل حل شود.دانه ها رشد می کنند و مقاومت در برابر خوردگی کاهش می یابد.

روش خنک کننده: خنک کننده سریع برای جلوگیری از باروری مجدد کربید. در کشور ما و برخی از استانداردهای ملی دیگر، "برداری سریع" پس از محلول جامد نشان داده شده است.بر اساس ادبیات مختلف و تجربه عملی، مقیاس "سریع" را می توان به شرح زیر درک کرد:

آنهایی که حاوی C ≥ 0.08٪ هستند؛ آنهایی که حاوی Cr > 22٪ و بالاتر از Ni هستند؛ آنهایی که دارای C < 0.08٪ اما اندازه موثر > 3mm هستند باید با آب خنک شوند.

محتوای C <0.08٪، اندازه <3mm، می تواند با هوا خنک شود؛

اندازه موثر ≤0.5mm می تواند با هوا خنک شود.

2 درمان گرمی ثبات فولاد ضد زنگ آستنیتی

درمان گرمی ثبات تنها به فولاد ضد زنگ آستنیتی که حاوی عناصر ثبات Ti یا Nb مانند 1Cr18Ni9Ti، 0Cr18Ni11Nb و غیره است.

اثر:

همانطور که قبلاً ذکر شد، Cr با C ترکیب می شود و ترکیبات Cr23C6 را تشکیل می دهد و در مرزهای دانه ریز می شود، که علت کاهش مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ استنتیک است.Cr یک عنصر قوی تشکیل کاربید است و با C ترکیب می شود و تا زمانی که فرصتی وجود داشته باشد، سقوط می کند.بنابراین، عناصر Ti و Nb با وابستگی قوی تر از Cr و C به فولاد اضافه می شوند و شرایط ایجاد می شود تا C بتواند با Ti و Nb ترکیب شود. ، احتمال ترکیب C و Cr را کاهش می دهد، به طوری که Cr می تواند به طور پایدار در آستنایت حفظ شود، بنابراین مقاومت در برابر خوردگی فولاد را تضمین می کند.درمان گرما ثبات نقش ترکیب Ti را بازی می کند، Nb و C برای ثبات Cr در austenite.

دست سازي:

دمای گرمایش: این دمای باید بالاتر از دمای انحلال Cr23C6 (400-825°C) باشد.پایین تر یا کمی بالاتر از دمای اولیه انحلال TiC یا NbC (مانند محدوده دمای انحلال TiC 750-1120°C است)، دمای گرمایش پایدار به طور کلی در 850-930 درجه سانتیگراد انتخاب می شود، که Cr23C6 را به طور کامل حل می کند، اجازه می دهد Ti یا Nb با C ترکیب شود، در حالی که Cr همچنان در آستنایت باقی می ماند.

روش خنک کننده: خنک کننده هوا معمولا استفاده می شود، اما خنک کننده آب یا خنک کننده کوره نیز می تواند استفاده شود. این باید با توجه به شرایط خاص قطعات تعیین شود.سرعت خنک شدن تاثیر قابل توجهی بر اثر ثبات نداردبر اساس نتایج تحقیقات تجربی ما، هنگام خنک شدن از دمای ثبات 900 درجه سانتیگراد تا 200 درجه سانتیگراد، نرخ خنک شدن 0.9 درجه سانتیگراد/دقیقه و 15.6 درجه سانتیگراد/دقیقه است.ساختار متالوگرافی، سختی و مقاومت خوردگی بین دانه ها اساساً یکسان است.