Að koma í veg fyrir sigma-fasabitnað í tvítegundastáli: Gagnrýn tíma- og hitasvið fyrir hita meðferð

Að koma í veg fyrir sigma-fasabitnað í tvítegundastáli: Gagnrýn tíma- og hitasvið fyrir hita meðferð

Duplex rostfríu stálin, sem eru þekkt fyrir frábæra samsetningu á styrk og ánægjuviðnám, eru lykilþáttur í erfiðum forritum í efnafræði framleiðslu, olíu- og gasvinnslu og sjávarkennum. Hins vegar er ekki tryggt aðgerðastöðugleiki þeirra á viðeigandi hátt. Mikilvæg hætta við hitabehandlingu er myndun sigma fasa, sem er brjótandi millametall sambinding sem getur alvarlega minnkað fasteindaeiginleika og rostfríðu. Að skilja og forðast nauðsynlega tíma-og hitastigaglugga fyrir myndun þess er ekki aðeins smáatriði—það er nauðsynlegt til að tryggja öruggleika og heildarstöðugleika hluta.

Þessi leiðsögn veitir venjandi og framkvæmanlega grunn fyrir forðun á sigma fasa brotþenslu við hitabehandlingu duplex rostfríu stála.

Sigma Fasi Vandan: Af hverju það skiptir máli

Sigma (σ) sústa er harð, brjála samsetning rík í krómi og molybdeði. Myndun hennar tekur upp umhverfislega grunn af þessum lyfjum í stálinum, sem skemmir eðli stálsins til að verjast rot. Tæknilega getur jafnvel lítið hlutfall sigma sústu drátt um mark lækka á höggþol og brotnun.

Afleiðingar sigma sústu eru alvarlegar:

• Heilkunnarlegt bilanir : Hlutar geta sprungið undir álagi eða skemmdum.

• Áður ennt rotnun : Bilanir í rörum, íslum eða tengjum í rotnunarmiði.

• Dýrir hafnaður : Heilar hitabeittar lotur geta verið hafnaðar eða unnið aftur.

Myndunar glugginn: Þar sem hættain er

Sigma sústa myndast ekki augnablikklega né um allar hitastig. Hún hefur mjög ákveðið frækjunarglugga og vaxtar glugga, venjulega á milli u.þ. 600°C og 1000°C (1112°F - 1832°F) . Innan þessara marka er hættan ekki eins og á öllum stöðum.

• Hámarkssvæði myndunar : Hraðasta myndunin á sér stað á milli 750°C og 950°C (1382°F - 1742°F) . Þegar verið er innan þessara „nasa“ á tíma-temperatúr-myndunar (TTT) ferlinu er hættan afar mikil.

• Tímaáhrif : Myndunin er áhrifast af dreifingu, þ.e. hún er bæði tími og hitastig háð. Stutt veistutími við hærri hitastig gæti verið minna skaðlegur en lengri veistutími við lægra hitastig innan við sérstök svæði.

Tækilegar leiðbeiningar fyrir örugga hitabehandlingu

Aðal aðferðin til að forðast sigma-þátt er nákvæm stjórn á hitabehandlingarfærum, þar sem algengur fyrsti skref er Lausnsglæðing .

1. Lausnaglaður: Grynninn endurheimtara

Þessi ferli leysir allar aukafasir (eins og sigma) sem gætu myndast í fyrrverandi framleiðslu (t.d. sveiflu, heitum vinnslu) og endurheimtir 50/50 austenít-ferrít smástæðuna.

• Hitastig : Hitastig sem er hátt nóg til að leysa allar aukafasir, yfirleitt 1020°C upp í 1100°C (1868°F - 2012°F) fyrir venjulega 2205 tvítegundastál. Nákvæma hitastigið fer eftir sérstakri tegund og efnafræði.

• Hitunartími : Haldið á hitastigi svo lengi til að ná homógena, lausnarsvartri smástæðu. Venjulega er þetta 15 mínútur til 1 klukkustund á hvern tommur þykktar .

• Kulningur : Þetta er mikilvægasti skrefið. Efnið verður að kæla hraðafljóti í gegnum myndunar gluggann á sigma fasi (undir 600°C) til að koma í veg fyrir enduruppblöskun.

  • Aðferð : Kæling í vatni er mest virk og mælileg aðferð fyrir hluta af hverri stærð. Fyrir þunn hluta, gæti þétt loftkæling verið nægileg.

2. Forðast endurkomu í viðkvæma gluggann

Eftir lausnaryrtingu verður sérhverri síðari hitaferli að stýra náið.

• Spennulindun : Venjuleg spennulindunarferli fyrir kolefnisstál (~600-650°C) lendast beint í sigma fasi smeltimyndunar sviðið og eru Ekki hæfur fyrir tvítegla stál . Ef spennulindun er algerlega nauðsynleg, notið hita aðferð sem hitar fljótt í gegnum viðkvæma sviðið upp í hita yfir það (t.d. ~1050°C), heldur stöðugt í mjög stuttan tíma og kælir aftur fljótt. Þetta er sérstök aðferð.

• Sveising og hita vinna : Þessar aðferðir búa til svæði sem eru áhrifð af hita sem óhjákvæmilega fara í gegnum viðkvæma hitasviðið. Lykillinn er að stýra hita innflæði og milli hitastigi (hámark ~100°C / 212°F fyrir 2205) til að lágmarka tímann í hættulega glugganum. Þar sem post-sveist mikrostrúktur of krefst matar.

Greining og Lagfæring: Hvernig á að Athuga og Laga

• Afhending :

  • Árekstursprófanir : Bein mæling á tap í viðnámlegheit. Mistók í áverka prófi er sterkt vink um broskaun.

  • Áttmálfræði : Mest notuð aðferð. Sýni er fínt slípað og etchað til að sýna mikrostrúktur. Sigma súrefni birtist sem björt, kassa eins og eyjar á mörkum milli ferrítu og austenítu (sjá dæmi um myndir af mikrostrúktur).

  • Rafefna prófanir : Aðferðir eins og tvöfaldur hring rafeðlis próf (DL-EPR) getur greint svæði með minna krómi vegna sigma súrefnis.

• Lagfæring :

  • Ef sigma súrefni er fundið, þá er eina örugga lausnin að framkvæma heila hita meðferð til að leysa upp fylgt af hröðu kælingu.

  • Athugasemd : Þegar sigma-ferli hefur myndast er erfitt að leysa það upp. Leysimyndunin verður að vera framkvæmd við rétta hárri hitastig með nægilegri blöndunartíma.

Lykilkennslur fyrir vörður og verkfræðinga

1. Þekja gluggann : Lærðu við hitamörk 600-1000°C (1112-1832°F) . Litið á alla starfsemi sem varðveitir metallið innan þessara marka sem háleitni.

2. Kæl, ekki kæljaðu : Eftir sérhverja hitaúrræðslu, vatnaskolun til að fljótt fara yfir hitasviðið. Ekki leyfa hlutum að kólnað í ofninni eða á vinnuborðinu.

3. Forðastu Röng Áreynsluafslökun : Ekki nota hitaáreynslu aðferðir fyrir kolstál.

4. Staðfestu og Skilgreindu : Skilgreindu hitabehandlingaraðferðirnar þínar með mekanískri prófun (sérstaklega árekstrarþol) og örbyggingar greiningu. Farðu reglulega yfir framleiðslu aðferðir.

Með því að nákvæmlega stýra tíma og hitastigi og virða sviðin sem sýnd eru í TTT myndinni, geta framleiðendur örugglega forðast kostnaðarsama og hættulega afleiðingar sigma sviðsins, og þannig tryggt framræði tvíteigs rustfríu stálsins.