Xử lý nhiệt các loại thép không gỉ
Xử lý nhiệt thép không gỉ hầu hết được thực hiện trong các điều kiện được kiểm soát để tránh cacbon hóa, khử cacbon và đóng cặn trên bề mặt kim loại.
Ủ
Quá trình ủ, hoặc xử lý dung dịch, được sử dụng để kết tinh lại thép không gỉ Austenit đã cứng gia công và kéo các cacbua crom, kết tủa xung quanh thép không gỉ đã cứng gia công, vào dung dịch. Ngoài ra, phương pháp xử lý này loại bỏ các ứng suất xảy ra trong quá trình gia công nguội và đồng nhất các mối hàn bằng thép không gỉ có đuôi gai.
Quá trình ủ thép không gỉ được thực hiện ở nhiệt độ lớn hơn 1040 ° C, nhưng một số loại thép nhất định có thể được ủ ở nhiệt độ được kiểm soát rất chặt chẽ dưới 1010 ° C trong khi xem xét kích thước hạt mịn. Quá trình này được duy trì trong một khoảng thời gian ngắn, nhằm ngăn chặn sự đóng cặn bề mặt và kiểm soát sự phát triển của hạt.
Quench Annealing
Ủ nguội thép không gỉ Austenit là một quá trình làm nguội nhanh kim loại bằng cách làm nguội bằng nước để khắc phục hiện tượng nhạy cảm.
Ổn định Anneal
Quá trình ủ ổn định thường được thực hiện sau quá trình ủ thông thường ở cấp 321 và 347. Carbon có trong thành phần của các cấp này được phép kết hợp với titan ở cấp 321 và niobi ở cấp 347, trong quá trình ủ. Sự kết tủa của cacbon, ở dạng niobi hoặc titan cacbua, xảy ra bằng cách ủ thêm ở nhiệt độ 870 đến 900 ° C trong 2 đến 4 giờ, tiếp theo là làm lạnh nhanh, do đó ngăn cản sự kết tủa của cacbua crom.
Việc xử lý này có thể được thực hiện trong các điều kiện vận hành ăn mòn nghiêm ngặt hoặc các điều kiện liên quan đến nhiệt độ từ 400 đến 870 ° C.
Làm sạch
Bề mặt của thép không gỉ Austenit phải được làm sạch kỹ lưỡng, để loại bỏ cặn cacbon, dầu mỡ, trước khi xử lý nhiệt hoặc ủ vì sự có mặt của cặn dẫn đến quá trình cacbon hóa, do đó làm giảm tính chất chống ăn mòn.
Quá trình ủ
Tất cả thép không gỉ Ferritic và Mactenxit có thể được ủ quá trình bằng cách nung nóng trong phạm vi nhiệt độ ferit, hoặc ủ hoàn toàn bằng cách nung trên nhiệt độ tới hạn trong phạm vi Austenit. Có thể tiến hành ủ dưới mức quan trọng, thường ở nhiệt độ từ 760 đến 830 ° C. Cấu trúc mềm của cacbua hình cầu và ferit có thể được tạo ra bằng cách làm lạnh vật liệu ở 25 ° C từ nhiệt độ ủ hoàn toàn trong một giờ hoặc giữ vật liệu trong một giờ ở nhiệt độ ủ tới hạn. Các sản phẩm đã được gia công nguội sau khi ủ hoàn toàn có thể được ủ ở nhiệt độ tới hạn trong vòng chưa đầy 30 phút.
Các loại thép Ferritic giữ lại cấu trúc một pha trong suốt dải nhiệt độ hoạt động không yêu cầu gì khác hơn là quá trình ủ kết tinh lại ngắn ở nhiệt độ 760 đến 955 ° C.
Khí quyển được kiểm soát
Thép không gỉ thường được ủ trong các điều kiện được kiểm soát để giảm đóng cặn. Điều trị này có thể được thực hiện trong một bể muối, nhưng ủ sáng được thực hiện trong các điều kiện khử cao chủ yếu được ưu tiên hơn. Các nhà sản xuất tiến hành ủ sáng các sản phẩm dây, ống và cuộn dây cuộn phẳng với sự có mặt của hydro và nitơ. Các sản phẩm ủ sáng được gọi là “BA”.
Làm cứng
Giống như thép hợp kim thấp, thép không gỉ martensitic được làm cứng bằng cách sử dụng tôi luyện, tôi và luyện Austenitising. Nhiệt độ nung từ 980 đến 1010 ° C. Ở nhiệt độ luyện Austenitising là 980 ° C, độ cứng khi dập tắt có xu hướng tăng trước rồi giảm xuống, sau đó giữ lại. Nhiệt độ luyện Austenitis tối ưu cho một số loại thép nhất định có thể dựa trên nhiệt độ của quá trình tôi luyện sau đây.
Có thể ngăn ngừa nứt ở các phần phức tạp của thép cacbon cao và thấp thông qua việc nung nóng thép ở 790 ° C trước khi luyện Austenitis.
Làm mát và làm nguội
Thép không gỉ Martensitic có hàm lượng hợp kim cao và do đó, độ cứng cao. Có thể đạt được độ cứng hoàn toàn thông qua làm mát bằng không khí ở nhiệt độ Austenitising, nhưng việc làm cứng các phần lớn hơn đôi khi có thể yêu cầu làm nguội bằng dầu. Các thành phần đã đông cứng phải được tôi luyện ngay sau khi làm nguội ở nhiệt độ phòng, đặc biệt nếu đã sử dụng phương pháp làm nguội bằng dầu để tránh nứt vỡ. Trong một số trường hợp, các thành phần được đông lạnh ở -75 ° C trước khi ủ. Luyện thép mactenxit được thực hiện ở nhiệt độ lớn hơn 510 ° C, tiếp theo là làm nguội thép nhanh chóng ở nhiệt độ dưới 400 ° C để tránh hiện tượng biến dạng.
Một số thép không gỉ làm cứng kết tủa yêu cầu xử lý nhiệt nghiêm ngặt khi so sánh với các loại mactenxit tiêu chuẩn. Ví dụ, lão hóa, làm mát dưới 0, ủ kích hoạt và ủ có thể yêu cầu loại kết tủa-làm cứng bán austenit. Mặt khác, các loại kết tủa Martensitic thường chỉ yêu cầu xử lý lão hóa.
Giảm căng thẳng
Giảm căng thẳng dưới 400 ° C là cách làm phổ biến nhất, nhưng kết quả chỉ là giảm căng thẳng ở mức độ vừa phải. Giảm ứng suất ở nhiệt độ lên đến 425 đến 925 ° C sẽ làm giảm đáng kể ứng suất dư gây ra sự mất ổn định kích thước hoặc nứt ăn mòn ứng suất. Một giờ giảm căng thẳng ở 870 ° C làm giảm khoảng 85% ứng suất còn lại. Tuy nhiên, phạm vi nhiệt độ này có thể kết tủa cacbua ở ranh giới hạt, dẫn đến nhạy cảm ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn trong nhiều môi trường. Thép không gỉ ổn định hoặc thép loại cacbon thấp được ưu tiên để tránh những ảnh hưởng này.
Xử lý thép không gỉ bằng dung dịch hoàn toàn, bằng cách gia nhiệt đến khoảng 1080 ° C sau đó làm nguội nhanh, loại bỏ tất cả các ứng suất còn lại. Tuy nhiên, nó không thực tế đối với hầu hết các chế tạo lớn hoặc phức tạp.
Giảm căng thẳng ở nhiệt độ thấp
Trong khi thực hiện gia công nguội thép không gỉ Austenit để cải thiện độ bền, cường độ năng suất nén và giới hạn tỷ lệ sẽ có xu hướng tăng lên khi giảm ứng suất ở nhiệt độ thấp. Giảm căng thẳng được thực hiện ở nhiệt độ lên đến 345 đến 425 ° C, nếu sức đề kháng giữa các hạt là không quan trọng. Nhiệt độ cao hơn sẽ làm giảm độ bền của vật liệu và do đó, chúng không được ưu tiên sử dụng cho các sản phẩm gia công nguội giảm căng thẳng.
Ủ sau khi hàn
Các sản phẩm mối hàn bằng thép không gỉ được nung nóng đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ủ tiêu chuẩn, để giảm thiểu ứng suất dư cao, trong khi quá trình ủ sau đó là hàn không thể thực hiện được. Giảm ứng suất thường được thực hiện trên các mặt cắt mối hàn lớn hoặc phức tạp, hoặc trên các mối hàn khác nhau bao gồm thép hợp kim thấp được hàn với thép không gỉ.
Việc giảm căng thẳng của thép không gỉ Ferritic hoặc Mactenxit sẽ làm dịu mối hàn và các vùng bị ảnh hưởng nhiệt, ngoài ra còn phục hồi khả năng chống ăn mòn ở một số loại. Nhiệt độ ủ tương đối thấp đối với các loại thép không gỉ này.
Làm cứng bề mặt
Chỉ một số loại phương pháp làm cứng bề mặt có thể được thực hiện trên thép không gỉ. Trong hầu hết các trường hợp, độ cứng của thép hợp kim thấp và cacbon phụ thuộc vào sự biến đổi mactenxit, do đó độ cứng kết quả có liên quan đến hàm lượng cacbon. Tuy nhiên, phương pháp làm cứng này không được sử dụng rộng rãi, vì hàm lượng carbon của thép không gỉ martensitic nằm trong khoảng từ thấp đến cực thấp.
Thấm nitơ
Thép không gỉ Austenit có thể được làm cứng bề mặt bằng cách thấm nitơ. Quá trình này có ứng dụng rất hạn chế, vì lõi thép không gỉ mềm và có độ bền rất thấp đối với các ứng dụng nặng. Một hạn chế lớn khác là thép nitrided có khả năng chống ăn mòn kém hơn so với thép không gỉ ban đầu.
Sự lắng đọng hơi vật lý (PVD)
Sự lắng đọng hơi vật lý cho phép lắng đọng các lớp mỏng, cứng trên nhiều vật liệu bao gồm cả thép không gỉ. Titanium nitride là lớp phủ được sử dụng phổ biến nhất, có màu vàng thẩm mỹ. Do vẻ ngoài của nó, lớp phủ này thường được áp dụng trên bề mặt bóng gương số 8 để sản xuất các tấm kiến trúc được nhúng bằng các tấm vàng.