Mi a szabványos hőkezelési eljárás a martenzites rozsdamentes acélcsövekhez?

AZ ERŐ ALAPJÁNAK AUSTENITIZÁLÁSA

A hőkezelés az a nélkülözhetetlen folyamat, amely feltárja a termék kivételes tulajdonságait Martenzites rozsdamentes acél cső , mikroszerkezetét kemény, erős és kopásálló formává alakítja. Ez az átalakítás három fő szakaszon keresztül valósul meg: ausztenitizálás, kioltás és temperálás.

Az első kritikus szakasz az ausztenitizálás. Ez magában foglalja az MSS cső olyan pontos hőmérsékleti tartományra történő melegítését, ahol az eredeti ferrites és karbid tartalmú szerkezet teljesen átalakul homogén, egyfázisú, felületközpontú köbös szerkezetté, amelyet ausztenitnek (gamma) neveznek.

Pontos hőmérsékletszabályozás

Az ausztenitesítési hőmérséklet általában 950 C és 1050 C (1742 F és 1922 F F) között mozog. A fajlagos hőmérséklet kritikusan függ a minőségtől és a széntartalomtól; például a 420-as fokozat magasabb széntartalma miatt más tartományt igényelhet, mint a 410-es.

• Cél: Az összes szén és ötvözőelem teljes feloldása az ausztenit mátrixban. Ez biztosítja a maximális későbbi keménységet.

• Eltérés veszélye: A túl alacsony hevítés feloldatlan karbidokat eredményez, ami csökkenti a keménység teljes potenciálját. A túl magas hevítés túlzott szemcsenövekedéshez vezet, ami jelentősen csökkenti a cső végső szívósságát és hajlékonyságát.

Áztatási idő és előmelegítés

A csöveket az ausztenitesítési hőmérsékleten kell tartani megfelelő áztatási időig, hogy biztosítsa a teljes keresztmetszet egyenletes felmelegedését és az ötvözőelemek teljes feloldódását. Vastag falú MSS csövek vagy összetett geometriák esetén gyakran alkalmaznak 650 °C és 850 °C közötti előmelegítést. Ez a lépés csökkenti a hősokkot, és minimálisra csökkenti a vetemedés vagy repedés kockázatát a magas hőmérsékletre való gyors átmenet során.

A MARTENZIT KIALAKULÁSA ÉS KEMÉNYEZÉSE

A kioltás az ausztenitizálást közvetlenül követő gyors lehűlési fázis. Célja, hogy elnyomja az ausztenit átalakulását lágyabb fázisokká, például perlitté vagy bainitté, és ehelyett arra kényszeríti, hogy a Martenzit (Alpha Prime) néven ismert ultrakemény, testközpontú tetragonális szerkezetté alakuljon át.

Ellenőrzött hűtőközeg

A hűtőközeget és a sebességet gondosan választják meg, hogy elérjék a kívánt keménységet, miközben kezelik a maradék feszültséget és a torzítást.

• Olajoltás: Gyors hűtési sebességet biztosít, ami bizonyos magasabb széntartalmú MSS-minőségeknél elengedhetetlen, de nagyobb a torzulás és a belső feszültség kockázata.

• Levegős vagy gázos oltás: Nagy edzhetőségű, különösen nikkelt vagy molibdént tartalmazó minőségekhez használják. Lassabb, kevésbé agresszív hűtési sebességet biztosít, ami jelentősen csökkenti a torzítást, ezért nagyon kívánatos a precíziós csőalkalmazásokhoz.

• Megszakított kioltás (sófürdők): A termikus gradiensek minimalizálására szolgál, mivel a csövet gyorsan lehűti a martenzit Start (Ms) hőmérséklet fölé, izotermikusan tartja, majd lassabb hűtést tesz lehetővé. Ez a technika elengedhetetlen a belső feszültség és a méretváltozások minimalizálásához.

Közvetlenül az oltás után a szerkezet temperálatlan martenzit, amelyet rendkívüli keménység, nagy szilárdság, de nagyon nagy ridegség jellemez. Közvetlen használatra nem alkalmas.

EGYENSÚLYOZÓ ERŐ ÉS SZÍVÓSÁG EDZÍTÉSE

A temperálás az utolsó és legkritikusabb szakasz, egy kioltás utáni újramelegítési folyamat, amelyet az MSS cső tulajdonságainak a végfelhasználói előírásoknak megfelelő beállítására használnak. Enyhíti az edzés által kiváltott hatalmas belső feszültségeket, és némi keménység rovására javítja a hajlékonyságot és a szívósságot.

A temperálási hőmérsékleti spektrum

A temperálás hőmérséklete, időtartama és hűtési sebessége határozza meg a tulajdonságok végső egyensúlyát. A választást a pályázati feltételek határozzák meg.

• Alacsony hőmérsékletű temperálás (150°C és 400°C között): A maximális keménységet és kopásállóságot igénylő alkalmazásokhoz, például sebészeti műszerekhez vagy speciális csapágycsövekhez használják. A kioltott keménység nagy részét megőrzi.

• Magas hőmérsékletű megeresztés (550 C és 700 C között): Széles körben használják olajvidéki cső alakú termékekhez (O C T G) és egyéb szerkezeti elemekhez, amelyek kiváló szívósságot és nagy szilárdsági szintet igényelnek. Ez az eljárás temperált szorbitot állít elő, amely az ütésállóság optimális mikrostruktúrája.

Az indulat ridegségének elkerülése

Kritikus szempont az edzett ridegedés jelensége, amikor a körülbelül 400 °C és 550 °C közötti lassú melegítés vagy hűtés jelentősen csökkentheti az anyag ütőszilárdságát. Nagy teljesítményű csöveknél ezt a hőmérsékleti tartományt gyakran óvatosan kerülik, vagy az anyagot temperálás után gyorsan lehűtik rajta.

IPARI TRENDEK ÉS FEJLESZTÉSEK

A nagy teljesítményű MSS-csövek iránti kereslet, különösen az energia- és az űrkutatási ágazatban, a hőfeldolgozás előrehaladását ösztönzi.

• Fejlett, alacsony szén-dioxid-kibocsátású ötvözetek: Az újabb 13 százalékos Cr és a szuper 13 százalékos Cr minőségek ma már általánosak a savanyú szerviz alkalmazásokban. Kifinomult High Performance Tempering (H P T) protokollokat igényelnek, hogy biztosítsák a NACE szabványoknak való megfelelést a szulfidos feszültségrepedés (S S C) ellenállásra vonatkozóan, miközben fenntartják a magas folyáshatárt.

• Vákuumos hőkezelés: A modern folyamatos vákuumkemencéket egyre gyakrabban használják MSS-csövekhez. A vákuumkezelés minimálisra csökkenti a felületi oxidációt és a dekarbonizációt, amelyek gyakori problémák a hagyományos atmoszférikus kemencékben. Ez tisztább felületet és egyenletesebb anyagtulajdonságokat eredményez a cső teljes hosszában, ami csökkenti az ellenőrzési és utómunkálati költségeket.

• Kriogén kezelés: Speciális, nagy keménységű alkalmazásokhoz a hűtés után néha mínusz vagy -196 °C-ig terjedő kriogén kezelést alkalmaznak, hogy a visszatartott ausztenitet martenzitté alakítsák. Ez az eljárás maximalizálja a keménységet és a méretstabilitást az utolsó temperálási szakasz előtt.

• Digitális szimuláció: A végeselem-elemzés (F E A) ma már bevett gyakorlat a hőáramlás és a fázisátalakítás modellezésére összetett vagy nehéz falú csövekben. Ez lehetővé teszi a gyártók számára, hogy előre jelezzék és ellensúlyozzák a hőtorzulást, minimálisra csökkentve az oválisságot és a méretbeli eltéréseket.