Pateicoties to unikālajai ģeometrijai,U-formas nerūsējošā tērauda caurules(parasti austenīta markas, piemēram, 304, 316, 321, 347H, 310S utt.) termiskās apstrādes laikā saskaras ar sarežģītākām problēmām nekā taisnas caurules,-piemēram, nevienmērīgs sprieguma sadalījums un graudu augšanas tendence izliektajās daļās. Pareizai termiskai apstrādei ir izšķiroša nozīme, lai nodrošinātu to izmēru stabilitāti, izturību pret koroziju un mehāniskās īpašības. Austenīta nerūsējošā tērauda standarta termiskās apstrādes procesos ietilpst šķīduma apstrāde, spriedzes atlaidināšana, stabilizēšana un termiskā apstrāde, kas paredzēta sigmas (σ) fāzes likvidēšanai.
Nerūsējošā tērauda taisnās caurules termiskās apstrādes process
1. Kādas ir austenīta nerūsējošā tērauda termiskās apstrādes metodes?
I. Šķīduma ārstēšana
Šķīduma apstrāde ir termiskās apstrādes process, kurā nerūsējošā tērauda detaļas tiek uzkarsētas līdz šķīduma temperatūrai (1050–1100 grādi). Tas ļauj visiem karbīdiem-, kā arī jebkuram martensītam, kas veidojas aukstās apstrādes laikā-, pilnībā izšķīst un pārveidoties par austenītu. Pēc tam materiāls tiek ātri atdzesēts, lai saglabātu šo vienfāzes, augstas temperatūras{7}}mikrostruktūru istabas temperatūrā. Šī termiskā apstrāde nodrošina mīkstāko stāvokli ar visaugstāko elastību.
II. Stresa mazināšanas ārstēšana
Iekšējos spriegumus, ko rada aukstā apstrāde, var novērst, atlaidinot zemu-temperatūru (275–450 grādi 0,5–2 stundas). Pēc šīs apstrādes uzlabojas mehāniskās īpašības; tomēr pagarinājums paliek nemainīgs.
III. Stabilizācijas ārstēšana
Lai novērstu starpkristālu koroziju, austenīta tēraudiem pievieno nelielu daudzumu titāna vai niobija, kam seko process, kas pazīstams kā stabilizācijas apstrāde. Šī apstrāde ietver materiāla karsēšanu līdz 900 grādiem, izraisot lielākās daļas hroma karbīdu izšķīšanu. Pēc tam izšķīdušais ogleklis apvienojas ar titānu vai niobiju, veidojot TiC vai NbC savienojumus, kas ir stabilāki nekā hroma karbīdi,-tādējādi novēršot hroma karbīdu nogulsnēšanos pie graudu robežām. Šī apstrāde būtiski neietekmē mehāniskās īpašības.
IV. Termiskā apstrāde σ fāzes novēršanai
Augsta-hroma austenīta tēraudos ar nepietiekamu niķeļa saturu termiskā apstrāde var izraisīt σ fāzes veidošanos, kā rezultātā samazinās tērauda triecienizturība (ak vērtība). Šīs klases tēraudiem σ-fāzes veidošanās temperatūras diapazons ir aptuveni 500–970 grādi. Izvairoties no šī veidošanās temperatūras diapazona un uzsildot materiālu līdz vēl augstākai temperatūrai, σ fāzi var pārveidot par augstas -temperatūras ferīta fāzi, tādējādi atjaunojot materiāla stingrību.
2. Kādas ir ieteicamās termiskās apstrādes metodes auksti -veidotām U-veida tērauda caurulēm?
U-formas austenīta nerūsējošā tērauda caurulēm termiskā apstrāde galvenokārt ir paredzēta šādiem mērķiem:
Stresa mazināšana: lai novērstu atlikušos iekšējos spriegumus, kas rodas aukstā un karstā darba procesos,-piemēram, liekšana, metināšana un iztaisnošana-, tādējādi novēršot sprieguma korozijas plaisāšanu un uzlabojot izmēru stabilitāti.
Korozijas izturības optimizācija: ar šķīdumu apstrādi, lai izšķīdinātu karbīdus, kas var būt nogulsnējuši pie graudu robežām, tādējādi atjaunojot materiāla optimālo izturību pret koroziju, jo īpaši tā izturību pret starpkristālu koroziju.
Mīkstināšana un plastiskuma uzlabošana: lai atjaunotu mikrostruktūru,-kura aukstās apstrādes rezultātā varētu būt sacietējusi-līdz mīkstinātam stāvoklim; tādējādi tiek iegūta vienota, vienfāzes austenīta struktūra, uzlabojas materiāla plastiskums un stingrība, kā arī atvieglo turpmāko apstrādi vai uzklāšanu.
Atkarībā no īpašajiem termiskās apstrādes mērķiem U-caurules galvenokārt tiek pakļautas šādiem diviem procesiem:
I. Šķīduma apstrāde (pilna atkvēlināšana)
Tas ir visplašākais termiskās apstrādes veids, un to izmanto situācijās, kad nepieciešama maksimāla izturība pret koroziju un optimāla elastība.
A. Mērķis: pilnībā izšķīdināt nogulsnētās fāzes,{0}}tādas kā karbīdi un sigma (σ) fāzes-austenīta matricā, tādējādi panākot vienotu-vienfāzes mikrostruktūru un pilnībā novēršot visus apstrādes-izraisītos spriegumus.
B. Procesa plūsma:
- Apkure: ātri uzsildiet U{0}}cauruli līdz temperatūras diapazonam no 1050 grādi līdz 1150 grādiem. Konkrētās temperatūras izvēlē ir jāņem vērā tērauda marka (piemēram, tēraudiem, kas satur molibdēnu{6}}, ir nepieciešama augstāka temperatūra) un nepieciešamība novērst pārmērīgu graudu rupjību.
- Mērcēšana: mērcēšanas laiku aprēķina, pamatojoties uz sienas biezumu, parasti no 1 līdz 1,5 minūtēm uz milimetru. Piemēram, U-caurulei ar sieniņu biezumu 4,5 mm ir nepieciešams mērcēšanas laiks aptuveni 5–7 minūtes. Ir svarīgi nodrošināt, lai visas U-caurules-sekcijas, īpaši izliektās,{10}}vienmērīgi sasniegtu mērķa temperatūru.
- Dzesēšana: ātra dzesēšana ir kritisks solis. Caurules ir ātri jādzēš ūdenī (vai ar smidzinātāju-atdzesē, ja caurules ir plānas sienas), lai novērstu karbīdu nogulsnēšanos sensibilizācijas temperatūras diapazonā (850 grādi līdz 400 grādi). U-caurulēm ir jāprojektē specializēti stiprinājumi vai īpaši ūdens plūsmas modeļi, lai nodrošinātu, ka līkuma iekšējais un ārējais rādiuss vienmērīgi un ātri atdziest, tādējādi novēršot, ka nevienmērīga dzesēšana rada jaunus atlikušos spriegumus.
II. Sprieguma-atlaidināšana (zemas-temperatūras rūdīšana)
Šis process tiek izmantots, ja primārais mērķis ir novērst atlikušo spriegumu un ja prasības attiecībā uz izturību pret starpkristālu koroziju nav īpaši stingras.
A. Mērķis: Lai daļēji mazinātu atlikušos spriegumus, tādējādi uzlabojot izmēru stabilitāti un izturību pret sprieguma korozijas plaisāšanu, vienlaikus izvairoties no materiāla pārmērīgas mīkstināšanas vai ievērojamas deformācijas.
B. Procesa plūsma:
- Apkure: uzsildiet caurules līdz salīdzinoši zemam temperatūras diapazonam no 275 grādiem līdz 450 grādiem.
- Mērcēšana: Uzturiet temperatūru (mērcējiet) 0,5 līdz 2 stundas.
- Dzesēšana: atdzesējiet lēnām, parasti ar krāsns dzesēšanu vai gaisa dzesēšanu. Šim procesam ir minimāla ietekme uz U-cauruļu izmēru integritāti (deformāciju).
3. Kādi ir galvenie piesardzības pasākumi U-cauruļu termiskajā apstrādē?
U-austenīta nerūsējošā tērauda caurulēm vēlamais process ir apstrāde ar šķīdumu, lai nodrošinātu visaptverošu veiktspēju,{1}}īpaši izturību pret koroziju; tomēr kritiskais elements ir panākt ātru un vienmērīgu dzesēšanu, lai novērstu karbīda nokrišņus. Un otrādi, spriedzes-atlaidināšana kalpo kā kompromisa risinājums,-kas tiek izmantots saskaņā ar īpašām prasībām-, kas nodrošina mazāku deformāciju un mazāku enerģijas patēriņu. Ražošanas praksē termiskās apstrādes process ir zinātniski jāformulē un stingri jākontrolē, pamatojoties uz U-veida cauruļu konkrēto materiāla pakāpi, izmēriem, apstrādes vēsturi un paredzēto apkalpošanas vidi.
I. Vienota apkure: U -formas caurules saliektā daļa var nevienmērīgi uzkarst krāsnī; tāpēc, lai nodrošinātu vienmērīgu temperatūras lauku, ir nepieciešams pareizi novietot vai izmantot cirkulācijas ventilatorus.
II. Deformācijas novēršana: paaugstinātā temperatūrā U -formas caurules ir pakļautas deformācijai sava svara ietekmē. Lai tos uzturētu atbilstošā stāvoklī, jāizmanto specializēti balsti vai armatūra.
III. Ātra un vienmērīga dzesēšana: tas ir lielākais izaicinājums U- formas cauruļu apstrādē ar šķīdumu. Ideālā dzesēšanas metode ietver dzesēšanas vides (ūdens) ātru un vienmērīgu plūsmu pāri caurules iekšējai un ārējai virsmai. Praksē to var panākt, iesmidzinot zem spiediena ūdeni no viena gala, vienlaikus ļaujot tam iziet no otra; Šis paņēmiens nodrošina, ka izliektajā daļā neveidojas "stagnētas zonas" vai tvaika plēves, tādējādi veicinot ātru dzesēšanu visā caurulē.
IV. Procesa parametru ierakstīšana: dati par katru termiskās apstrādes ciklu -tostarp sildīšanas ātrumu, maksimālo temperatūru, turēšanas laiku un dzesēšanas metodi-ir stingri jāreģistrē, lai atvieglotu izsekojamību un kvalitātes kontroli.