Austeniitse roostevaba terase kuumtöötlus

Austeniitse roostevaba terase kõige põhilisemad legeerivad elemendid on kroom ja nikkel. Tüüpiliseks klassiks on kroom-nikkelausteniitsest roostevaba teras, mille kroomisisaldus on umbes 18% ja niklisisaldus umbes 8%. Kroomi ja nikli elementide suhe tagab põhimõtteliselt selle, et terase struktuur on stabiilne austeniit. Austeniitse roostevaba teras on kiiresti arenenud. Erinevate tingimuste vajaduste rahuldamiseks lisatakse muid legeerelemente 18-8 terase baasil, mis annab seda tüüpi roostevaba terase parema jõudluse. Austeniitse roostevaba terase organisatsiooniline struktuur määrab selle, et selle mehaanilisi omadusi iseloomustab madal tugevus ning kõrge plastilisus ja sitkus. Minu riigi roostevaba terase standardite kohaselt on austeniitse roostevaba terase tõmbetugevus üldiselt 480–520 N/mm2 ja mõnel juhul 400 N/mm2. Vastavalt standardile ei anta austeniitsest roostevabast terasest sepistele ja valtstoodetele löögikatse väärtusi. Tegelikult võib austeniitse roostevaba terase löögienergia pärast lahuse kuumtöötlust ulatuda 120 J või kõrgemale. Austeniitse roostevaba terase mehaanilisi omadusi ei saa kuumtöötlusega reguleerida. 18-8 tüüpi austeniitset roostevaba teras on korrosioonikindel oksüdeerivate ainete suhtes, nagu õhk, lahjendatud lämmastikhape või keskmise kontsentratsiooniga lämmastikhape ja kontsentreeritud väävelhape. Sellel on hea korrosioonikindlus naatriumhüdroksiidi ja kaaliumhüdroksiidi lahustes üsna laias kontsentratsiooni- ja temperatuurivahemikus. Siiski ei ole see korrosioonikindel redutseerivates ainetes, nagu vesinikkloriidhape ja väävelhape, ega ka kontsentreeritud lämmastikhappes. Lisaks, kui austeniitset roostevaba terast jahutatakse pärast kuumutamist aeglaselt vahemikus 850–400 kraadi, sadestuvad kroomkarbiidid terade piiridelt, põhjustades terade piiridel lokaalseid kroomivaeseid alasid, põhjustades seeläbi teradevahelist korrosiooni. Austeniitse roostevaba terase teradevaheline korrosioonikindlus on seotud süsinikusisaldusega. Mida madalam on süsinikusisaldus, seda tugevam on teradevaheline korrosioonikindlus. Austeniit roostevaba teras on tundlik pingekorrosioonipragude suhtes. Niklisisaldus terases mängib olulist rolli pingekorrosioonipragunemiskindluse parandamisel. Vastavalt keemilisele koostisele ja kuumtöötlemise eesmärgile hõlmavad austeniitse roostevaba terase puhul tavaliselt kasutatavad kuumtöötlusmeetodid lahustöötlust, stabiliseerivat lõõmutamist, stressi leevendavat töötlemist ja sensibiliseerivat töötlemist.

(1) Lahuse kuumtöötlus

Austeniitse roostevaba terase lahuse töötlemine on protsessimeetod, mille käigus terast kuumutatakse teatud temperatuurini, mille juures liigne faas lahustub täielikult tahkes lahuses, ja seejärel jahutatakse kiiresti pärast teatud aja jooksul hoidmist. Austeniitse roostevaba terase lahusega kuumtöötluse eesmärk on lahustada eelmistes töötlemisetappides tekkinud või sadestunud sulamikarbiidid, nagu (FeCr) 23C6 jne ja o faas austeniidiks ning saada ühtne austeniidi struktuur (mõned). võib sisaldada väikeses koguses 8 ferriiti), et tagada materjali head mehaanilised omadused ja korrosioonikindlus ning täielikult välistada pinge ja külmtöötlemise kõvenemine. Lahustöötlus sobib igasuguse koostise ja kvaliteediga austeniitse roostevaba terase jaoks. Lahuse töötlemine võib oluliselt parandada roostevaba terase korrosioonikindlust, kõrvaldada töökõvenemist, vähendada kõvadust jne. Peamine töötlemistehnoloogia on terase kuumutamine temperatuurini 1050–1150 C, säilivusaeg arvutatakse materjali paksuse või läbimõõdu järgi (umbes 1 h). iga 25 mm kohta) ja jahutamiseks kasutatakse enamasti vesikarastamist.

(2) Stabiliseeriv kuumtöötlus

Stabiliseeriv kuumtöötlus viiakse tavaliselt läbi pärast lahusega töötlemist ja seda kasutatakse tavaliselt tantaali ja tantaali sisaldava 18-8 terase puhul. Tantaali ja tantaali sisaldava austeniitse roostevaba terase stabiliseeriva kuumtöötlemise eesmärk on maksimeerida teradevahelise korrosioonivastase korrosiooni efektiivsust. Kuna kroomkarbiid on täielikult lahustunud, samas kui tantaalkarbiid ei lahustu täielikult ja jahutusprotsessi käigus sadestub täielikult, ei saa süsinik kroomkarbiidi moodustada, välistades seega teradevahelise korrosiooni tekkimise. Põhiline töötlemisprotsess korraldatakse üldiselt pärast lahuse töötlemist. Terast kuumutatakse 850–950 kraadini ja see on täielikult isoleeritud. Isolatsiooniaeg sõltub paksusest või läbimõõdust (umbes 2 tundi iga 25 mm isolatsiooni kohta). Pärast isoleerimist kasutatakse õhkjahutust või ahjujahutust. Ilma tantaali või tantaalita terase marke ei saa stabiliseerida, vastasel juhul on mõju vastupidine.

(3) Stressi leevendamise kuumtöötlus

Austeniitse roostevaba terase pingevaba kuumtöötluse eesmärk on: Ⅰ. Materjali kihitugevuse ja väsimustugevuse parandamiseks ilma materjali plastilisust muutmata. Ⅱ. Kõrvaldage pingekorrosiooni kalduvus, mis võib olla põhjustatud sisemisest pingest. Peamine töötlemisprotsess on järgmine: Ⅰ eesmärgil võib seda kuumutada madalamal temperatuuril (300–350 °C) 1–2 tundi ja seejärel õhkjahutada. Eesmärgiks Ⅱ peab küttetemperatuur olema üle 800 kraadi C ja seejärel pärast isoleerimist kiiresti jahutada. Tantaali või tantaali sisaldavate teraste puhul kasutatakse pärast isolatsiooni aeglast jahutamist.
(4) Sensibiliseeriv ravi

Sensibiliseerimine ei ole tegelikult kuumtöötlusmeetod, mida tuleks kasutada austeniitse roostevaba terase või selle toodete tootmisprotsessis. See on hoopis protseduur, mida kasutatakse austeniitse roostevaba terase teradevahelise korrosioonikindluse testimisel. Sensibiliseerimistöötlus on sisuliselt töötlus, mis muudab austeniitse roostevaba terase teradevahelise korrosiooni suhtes tundlikumaks. Mõnel eriotstarbel on materjali teradevahelise korrosioonikindluse rangemaks hindamiseks mõnes standardis austeniitse roostevaba terase sensibiliseerimissüsteem rangem ning vastavalt töödeldava detaili tulevasele kasutustemperatuurile kasutatakse erinevaid sensibiliseerimissüsteeme. materjali süsinikusisaldus ja kas see sisaldab tantaalielemente. Mõned juhivad ka sensibiliseeriva ravi kuumutamise ja jahutamise kiirust. Seetõttu tuleks austeniitse roostevaba terase teradevahelise korrosiooni kalduvuse määramisel pöörata tähelepanu kasutatavale sensibiliseerimissüsteemile.

(5) Austeniitse roostevaba terase külmtöötlemise tugevdamine ja pinge leevendamine

Austeniitset roostevaba terast ei saa tugevdada kuumtöötlusmeetoditega, kuid seda saab tugevdada külmtöötlemise deformatsiooniga (külmkarastamine, deformatsiooni tugevdamine), mis suurendab tugevust ja vähendab plastilisust. Pärast külmtöötlemise deformatsiooni tugevdamist on austeniitsel roostevabal terasel või toodetel (vedrud, poldid jne) suur töötlemispinge. Selle pinge olemasolu suurendab pingekorrosiooni tundlikkust pingekorrosioonikeskkonnas kasutamisel ja mõjutab mõõtmete stabiilsust. Stressi vähendamiseks võib kasutada stressi leevendavat ravi. Üldiselt kuumutatakse seda temperatuurini 280–400 kraadi ja hoitakse 2–3 tundi, seejärel jahutatakse õhk või aeglaselt. Stressi leevendav ravi ei saa mitte ainult vähendada toote stressi, vaid ka parandada kõvaduse tugevust ja elastsuse piiri, ilma pikenemist oluliselt muutmata.

(6) Mõned probleemid, mida tuleks austeniitse roostevaba terase kuumtöötlemisel tähele panna.

Kõigepealt tuleks tähelepanu pöörata austeniitse roostevaba terase lahustöötluse küttetemperatuuri mõistlikule valikule. Austeniitse roostevaba terase materjalistandardis on lahuse kuumutamise temperatuurivahemik suhteliselt lai. Tegeliku kuumtöötlemise tootmisel võib optimaalse kuumutustemperatuuri mõistlikuks valimiseks arvesse võtta terase spetsiifilist koostist, koostist, kasutuskeskkonda, võimalikku rikkevormi ja muid tegureid. Siiski tuleks jälgida, et sulamiskuumutustemperatuur ei oleks liiga kõrge, sest kui lahustöötluse kuumutustemperatuur on liiga kõrge, võivad sepistamise ja valtsimise teel rafineeritud materjali terad kasvada. Terade jämedus põhjustab mõningaid ebasoodsaid tagajärgi. Teiseks tuleks tähelepanu pöörata stabiliseerimistöötluse mõjule tahke lahuse toimimisele. Stabiliseerivaid elemente sisaldava austeniitse roostevaba terase mehaanilised omadused kipuvad vähenema, kui tahke lahusega kuumtöötlusele järgneb stabiliseerimistöötlus. See nähtus esineb tugevuse, plastilisuse ja sitkuse osas. Tugevuse vähenemise põhjuseks võib olla see, et stabiliseerimistöötluse käigus tugev karbiidi moodustav element boor ühineb rohkema süsinikuga, moodustades TiC, mis vähendab süsiniku tugevnemisastet austeniidi tahke lahuses. Lisaks kasvab TiC ka kütte- ja isolatsiooniprotsessis, mis mõjutab ka tugevust.
Kolmandaks ei tohiks stabiliseerimistöötluse kuumutustemperatuur olla liiga kõrge ja see valitakse tavaliselt vahemikus 850–930 kraadi. Austeniitset roostevaba terast ei tohiks töödelda mitmekordse tahke lahusega, kuna mitmekordne tahke lahusega kuumutamine põhjustab terade kasvu ja kahjustab materjali jõudlust. Samas tuleks töötlemisel tähelepanu pöörata reostusele ning saastumise korral võtta kasutusele meetmed reostuse likvideerimiseks.