อิทธิพลของสภาวะการให้ความร้อนที่แตกต่างกันต่อเหล็กกล้าไร้สนิม
มาตรฐานอ้างอิง: ASTM A240 / A480M|การใช้งาน: ชิ้นส่วนโครงสร้าง ภาชนะรับความดัน อุปกรณ์ในกระบวนการทางเคมี|จัดหาสเปน เม็กซิโก โคลอมเบีย เปรู และชิลี
1. เหตุผล: ตัวแปรสำคัญสามประการของการบำบัดความร้อน
ผลลัพธ์ทางโลหะวิทยาขั้นสุดท้ายขึ้นอยู่กับปัจจัยรวมกันสามประการ:อุณหภูมิความร้อน ระยะเวลาในการคงตัว และอัตราการทำความเย็น. การเบี่ยงเบนจากพารามิเตอร์เหล่านี้อาจทำให้เกิดข้อบกพร่องทางโครงสร้างจุลภาค ซึ่งสร้างความเสียหายทั้งคุณสมบัติทางกลและความต้านทานการกัดกร่อน
1.1 ผลกระทบของอุณหภูมิความร้อน
อุณหภูมิที่มากเกินไป:- การเจริญเติบโตของเมล็ดพืชที่พูดเกินจริง ความเหนียวและความเหนียวลดลง - ช่วงเวลาโดยประมาณ 475-900 องศา เอื้อต่อการตกตะกอนของเฟสซิกมาของอินเตอร์เมทัลลิกที่เปราะ ทำให้เกิดการเปราะอย่างรุนแรง เหล็กดูเพล็กซ์มีความอ่อนไหวเป็นพิเศษ - ในเหล็กดูเพล็กซ์ สัดส่วนเฟอร์ไรต์-ออสเทนไนต์ไม่สมดุล
อุณหภูมิไม่เพียงพอ:- ในเหล็กกล้าออสเตนิติก: โครเมียมคาร์ไบด์ละลายในเมทริกซ์ได้ไม่หมด ทำให้เกิดความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนเนื่องจากอาการแพ้ - ในเหล็กกล้ามาร์เทนซิติก: ออสเทนไนซ์ที่ไม่สมบูรณ์ ความแข็งเป้าหมายจะไม่บรรลุผลหลังจากการชุบแข็ง
1.2 อิทธิพลของเวลาในการบำรุงรักษา
เวลาไม่เพียงพอ: การละลายคาร์ไบด์ที่ไม่สมบูรณ์ โครงสร้างจุลภาคที่แตกต่างกัน การกัดกร่อนที่ไม่ดี และคุณสมบัติทางกล
ใช้เวลานานเกินไป: การเจริญเติบโตของเมล็ดพืชผิดปกติ, ความน่าจะเป็นที่เพิ่มขึ้นของการตกตะกอนของเฟสซิกมา, การเปราะของวัสดุ
1.3 อัตราการทำความเย็น (สำคัญสำหรับเหล็กออสเทนนิติก)
ช่วงความไวแสงประมาณ 450-850 องศา หากวัสดุถูกทำให้เย็นลงอย่างช้าๆ ในช่วงนี้ โครเมียมคาร์ไบด์ Cr₂₃C₆ จะตกตะกอนที่ขอบเขตของเกรน ทำให้เกิดโซนที่โครเมียมหมดสิ้นลงที่ขอบเขตของเกรนและมีความเสี่ยงที่จะเกิดการกัดกร่อนตามขอบเกรน. สำหรับการหลอมสารละลายของเหล็กออสเทนนิติก จำเป็นต้องทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว (น้ำหรืออากาศที่ถูกบังคับ) เพื่อข้ามช่วงการแพ้อย่างรวดเร็ว อัตราการทำความเย็นที่ต่ำทำให้เกิดอาการแพ้ แม้ว่าอุณหภูมิการให้ความร้อนจะถูกต้องก็ตาม
1.4 วัตถุประสงค์ในการบำบัดต่อตระกูลสเตนเลส
ออสเตนิติก (304, 316L):การหลอมสารละลาย การละลายและการชุบแข็งของคาร์ไบด์ไม่สามารถทำให้แข็งตัวได้โดยการดับ การบำบัดทำหน้าที่เพื่อทำให้นิ่มลงและฟื้นความต้านทานต่อการกัดกร่อน
เฟอริติก:การบรรเทาความเครียด หลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่สูงเกินไปเพื่อหลีกเลี่ยงการเจริญเติบโตของเมล็ดพืชและการเปราะที่ 475 องศา
ดูเพล็กซ์ (2205, 2507):การหลอมสารละลายด้วยอุณหภูมิที่ควบคุมได้ เวลาที่เพียงพอ และความเย็นอย่างรวดเร็ว รักษาสัดส่วนเฟอร์ไรท์ที่สมดุล 40-45% / ออสเทนไนต์ 55-60%; ยับยั้งการตกตะกอนของเฟสซิกมา
มาร์เทนซิติก (410,420):การชุบแข็งแบบออสเทนไนซ์ตามด้วยการอบคืนตัวเพื่อปรับสมดุลระหว่างความแข็งและความเหนียว
2. โหมดความล้มเหลวบ่อยครั้งในโครงการอุตสาหกรรม
อุณหภูมิที่มากเกินไปหรือระยะเวลาในการกักเก็บนานมาก: การเจริญเติบโตของเกรน + การตกตะกอนของเฟสซิกมา การเปราะ การแตกหักภายใต้ภาระทางกล
อุณหภูมิสารละลายไม่เพียงพอหรือระยะเวลาสั้น: คาร์ไบด์ไม่ละลาย อาการแพ้และความล้มเหลวเนื่องจากการกัดกร่อนตามขอบเกรน
เหล็กกล้าออสเทนนิติกที่มีการระบายความร้อนช้าหลังการหลอม ข้ามช่วงการแพ้อย่างช้าๆ การกัดกร่อนตามขอบเกรนจะปรากฏขึ้นแม้ว่าอุณหภูมิความร้อนจะถูกต้องก็ตาม
เหล็กดูเพล็กซ์ที่มีการอบชุบด้วยความร้อนที่ไม่ตรงกัน: เฟสไม่สมดุลและการตกตะกอนของซิกมา ความเหนียวต่ำ และความต้านทานการเกิดรูพรุนเทียบเท่ากับ PREN ลดลง
เหล็กมาร์เทนซิติกที่มีพารามิเตอร์การชุบแข็งที่ไม่ถูกต้อง ความแข็งอยู่นอกขอบเขตหรือขาดความดื้อรั้น
ระบุเฉพาะเกรดสแตนเลสที่ไม่มีข้อกำหนดการอบชุบด้วยความร้อน ผู้ให้บริการดำเนินการพารามิเตอร์ที่ไม่เหมาะสม
อาศัยการวิเคราะห์ PMI-XRF โดยเฉพาะเพื่อการยอมรับอย่างสมบูรณ์ ตรวจไม่พบขนาดเกรน เฟสซิกมา การทดสอบความไวหรือแรงกระแทก ต้องมีรายงาน MTC + การทดสอบการกัดกร่อนทางโลหะวิทยา
3. คำแนะนำทางเทคนิคเสริม
อย่าคิดว่าอุณหภูมิของสารละลายที่สูงกว่าจะให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าเสมอไป อุณหภูมิที่มากเกินไปทำให้เกิดการเติบโตของเกรนและเฟสซิกมา ทำให้วัสดุเปราะ แต่ละเกรดมีช่วงอุณหภูมิที่แนะนำตามมาตรฐาน
สำหรับเหล็กกล้าออสเทนนิติก อย่าลืมความสำคัญของอัตราการเย็นตัวลง เพื่อหลีกเลี่ยงอาการแพ้และการกัดกร่อนตามขอบเกรน
ในการสั่งซื้อไม่เพียงแต่ระบุเกรดเท่านั้น กำหนดประเภทของการบำบัดความร้อนอย่างชัดเจน (การหลอมสารละลาย/การชุบแข็ง-การแบ่งเบาบรรเทา) ช่วงอุณหภูมิ และข้อกำหนดในการทำความเย็น สำหรับเหล็กดูเพล็กซ์จำเป็นต้องมีปริมาณเฟอร์ไรท์ที่ยอมรับได้
การวิเคราะห์ PMI-XRF ทำหน้าที่เป็นการตรวจสอบเสริมสำหรับองค์ประกอบอัลลอยด์เท่านั้น การประเมินโครงสร้างจุลภาค ความไว และความทนทานจำเป็นต้องมีรายงาน MTC พร้อมกับการทดสอบทางโลหะวิทยาหรือการกัดกร่อน
การปรับเปลี่ยนวงจรการบำบัดความร้อนจะต้องได้รับการอนุมัติเป็นลายลักษณ์อักษรจากวิศวกรรมโครงการ
4. ความเสี่ยงโครงการโลหะและอุตสาหกรรม
อุณหภูมิที่สูงเกินไปหรือใช้เวลานานเกินไป: การเจริญเติบโตของเกรนและการตกตะกอนของเฟสซิกมา การเปราะของส่วนประกอบ
อุณหภูมิสารละลายไม่เพียงพอหรือระยะเวลาสั้น คาร์ไบด์ไม่ละลาย ความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนเนื่องจากอาการแพ้
การระบายความร้อนช้าๆ ในเหล็กกล้าออสเทนนิติก ทำให้เกิดอาการแพ้โดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิความร้อน
การบำบัดที่ไม่ตรงกันในเหล็กดูเพล็กซ์: เฟสไม่สมดุลและเฟสซิกมา การเสื่อมสภาพของความเหนียว และความต้านทานต่อการเป็นรูพรุน
พารามิเตอร์การดับและการแบ่งเบาบรรเทาไม่ถูกต้องในมาร์เทนซิติก ความแข็งหรือความเหนียวที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนด
สั่งซื้อทั่วไปที่มีเกรดเท่านั้น ไม่มีข้อกำหนดการรักษาความร้อน ความเสี่ยงของการหมุนเวียนความร้อนไม่เพียงพอ
พยายามยอมรับโดยสมบูรณ์โดย PMI-XRF เท่านั้น โดยไม่ต้องตรวจสอบการทดสอบทางโลหะวิทยา การกระแทก หรือการกัดกร่อน
การเปลี่ยนแปลงวงจรการบำบัดความร้อนโดยไม่ได้รับการอนุมัติทางวิศวกรรมเป็นลายลักษณ์อักษร
5. รายการตรวจสอบคำสั่งซื้อ
ระบุมาตรฐาน ASTM และเกรด UNS ที่สมบูรณ์ กำหนดประเภทของการบำบัดความร้อน: การหลอมสารละลายหรือการทำให้เย็นลง ช่วงอุณหภูมิ และสภาวะการทำความเย็น
สำหรับเหล็กดูเพล็กซ์: กำหนดเปอร์เซ็นต์เฟอร์ไรต์ที่ยอมรับได้
ขอ MTC ที่สมบูรณ์พร้อมคุณสมบัติทางกลและการทดสอบแรงกระแทก ในการใช้งานที่มีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรน ให้เพิ่มรายงานการทดสอบการกัดกร่อนหรือการตรวจทางโลหะวิทยา
การตรวจสอบที่แผนกต้อนรับ: การทบทวนเอกสารถือเป็นข้อกำหนดสำคัญ PMI-XRF เป็นการตรวจสอบเสริมขององค์ประกอบโลหะผสมเท่านั้นไม่ได้ใช้เพื่อประเมินโครงสร้างจุลภาค ความไว หรือความทนทาน
การปรับเปลี่ยนวงจรการบำบัดความร้อนจะต้องได้รับการอนุมัติเป็นลายลักษณ์อักษรจากฝ่ายวิศวกรรมโครงการ
คำถามที่พบบ่อย
ถาม: เหล็กออสเทนนิติก 304 สามารถชุบแข็งด้วยการชุบแข็งได้หรือไม่
ตอบ: ไม่ การหลอมสารละลายจะทำให้วัสดุอ่อนตัวลงและละลายคาร์ไบด์เพื่อให้มีความต้านทานการกัดกร่อนกลับคืนมา ไม่ทำให้เกิดการชุบแข็งดับ
ถาม: การแพ้ในเหล็กกล้าไร้สนิมคืออะไร และเกิดขึ้นได้อย่างไร
ตอบ : เกิดขึ้นโดยการคงอยู่หรือค่อยๆ เย็นลงระหว่าง 450-850 องศา ; Cr₂₃C₆ คาร์ไบด์จะตกตะกอนที่ขอบเขตของเกรน โครเมียมจะเสื่อมสภาพที่ขอบเขตของเกรน และมีความเสี่ยงที่จะเกิดการกัดกร่อนตามขอบเกรน การหลอมสารละลายต้องมาพร้อมกับการทำความเย็นอย่างรวดเร็วเพื่อข้ามช่วงเวลานี้
ถาม: อะไรคือความเสี่ยงที่ใหญ่ที่สุดของเหล็กดูเพล็กซ์ที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน?
ตอบ: อุณหภูมิที่มากเกินไปหรือใช้เวลานานทำให้เกิดการตกตะกอนของเฟสซิกมาที่เปราะบางและความไม่สมดุลของเฟอร์ไรต์-ออสเทนไนต์ ความเหนียวและความต้านทานต่อการเป็นรูพรุนจะลดลง ต้องระบายความร้อนอย่างรวดเร็วหลังการหลอมสารละลาย
ถาม: ยิ่งอุณหภูมิของสารละลายสูงเท่าไร ผลลัพธ์ก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ถูกต้องหรือไม่
ตอบ: ไม่ อุณหภูมิที่สูงเกินไปจะทำให้เกรนเติบโตและการตกตะกอนของเฟสซิกมา ทำให้เกิดการเปราะของวัสดุ แต่ละเกรดมีช่วงอุณหภูมิที่แนะนำ
ถาม: การวิเคราะห์ PMI-XRF มีประโยชน์ในการตรวจสอบว่าการอบชุบสเตนเลสสตีลถูกต้องหรือไม่
ตอบ: ตรวจสอบเฉพาะองค์ประกอบโลหะผสมเท่านั้น มันไม่ได้ประเมินขนาดเกรน เฟสซิกมา การทดสอบความไวหรือแรงกระแทก จำเป็นต้องมีรายงาน MTC พร้อมกับการทดสอบทางโลหะวิทยาหรือการกัดกร่อน
ถาม: หลังจากการหลอมสารละลายแล้ว อัตราการทำความเย็นจะไม่เกี่ยวข้องหรือไม่
ตอบ: มันมีความเกี่ยวข้องมาก หากการระบายความร้อนช้า แม้จะมีอุณหภูมิความร้อนที่ถูกต้อง วัสดุจะข้ามช่วงความไวและอาจเกิดการกัดกร่อนตามขอบเกรน
