สแตนเลส

การหลอมเป็นกระบวนการบำบัดความร้อนที่ใช้เป็นหลักในการเพิ่มความเหนียวและลดความแข็งของวัสดุ การเปลี่ยนแปลงความแข็งและความเหนียวนี้เป็นผลมาจากการลดลงของความคลาดเคลื่อนในโครงสร้างผลึกของวัสดุอบอ่อน การหลอมมักเกิดขึ้นหลังจากที่วัสดุผ่านกระบวนการชุบแข็งหรือเย็นเพื่อป้องกันความล้มเหลวที่เปราะหรือเพื่อให้ง่ายต่อการจัดการในภายหลัง

การหลอมเป็นกระบวนการเฉพาะของการบำบัดความร้อนที่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของโลหะ แม้ว่าการอบชุบด้วยความร้อนจะมีหลายประเภท แต่การอบอ่อนก็ได้รับความนิยมเนื่องจากเพิ่มความยืดหยุ่นและลดความแข็ง

บริการอบชุบสเตนเลสและโลหะผสม
การหลอมสารละลาย (หรือเรียกอีกอย่างว่าการบำบัดด้วยสารละลาย) เป็นกระบวนการบำบัดความร้อนทั่วไปสำหรับโลหะหลายประเภท เหล็กกล้าไร้สนิม อลูมิเนียมอัลลอยด์ ซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิล โลหะผสมไททาเนียม และโลหะผสมที่มีทองแดงบางชนิด อาจจำเป็นต้องผ่านการอบอ่อนด้วยสารละลาย

การอบชุบด้วยความร้อนและการหลอมด้วยสารละลายเป็นวิธีการทั่วไปสำหรับการบำบัดความร้อนของโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ในบทความล่าสุดของฉัน ฉันได้ดูกระบวนการบำบัดความร้อนสำหรับโลหะกลุ่มเหล็ก เช่น เหล็กกล้า วันนี้คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับกระบวนการบำบัดความร้อนต่อไปนี้ รวมถึงการบำบัดความร้อนและการหลอมด้วยสารละลาย นอกจากนี้คุณยังจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับการทำให้แข็งตัวด้วยการตกตะกอน ไนไตรดิ้ง การทำงานเย็น และการแยกคาร์บอนออก

การบำบัดด้วยสารละลายเป็นวิธีการบำบัดความร้อนที่ใช้กันมากที่สุดหลังจากกระบวนการหล่อเหล็กกล้าไร้สนิม เฟสของคาร์ไบด์จะละลายทั้งหมดหรือละลายไปอย่างมากหลังจากที่สเตนเลสออสเทนนิติกได้รับความร้อนถึงประมาณ 1100 ¡ÃC

เพื่อให้โครงสร้างและองค์ประกอบของการหล่อเหล็กกล้าไร้สนิมมีความสม่ำเสมอซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับวัตถุดิบเนื่องจากอุณหภูมิการหล่อและอัตราการหล่อเย็นไม่เท่ากันส่งผลให้โครงสร้างจุลภาคไม่สอดคล้องกัน เมื่ออุณหภูมิสูง กิจกรรมของอะตอมจะรุนแรงขึ้น และเฟส ¦Ò จะละลาย และองค์ประกอบทางเคมีของอะตอมก็มีแนวโน้มจะสม่ำเสมอ ได้รับโครงสร้างเฟสเดียวที่สม่ำเสมอหลังจากการระบายความร้อนอย่างรวดเร็ว

เพื่อฟื้นฟูความต้านทานการกัดกร่อนโดยธรรมชาติของการหล่อเหล็กกล้าไร้สนิม ความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิมลดลงหลังจากการหล่อแบบหล่อ ความต้านทานการกัดกร่อนของการหล่อเหล็กกล้าไร้สนิมจะกลับคืนสู่สถานะที่เหมาะสมที่สุดหลังการบำบัดด้วยสารละลาย

จำเป็นต้องมีการบำบัดด้วยการหลอมสารละลายก่อนการชุบแข็งตามอายุ \/ การชุบแข็งด้วยการตกตะกอน โครงสร้างจุลภาคเฟสเดียวที่สร้างขึ้นระหว่างการหลอมละลายของสารละลายนั้นจำเป็นก่อนการชุบแข็งตามอายุ เพื่อให้มีเพียงตะกอนที่เกิดขึ้นระหว่างการชุบแข็งตามอายุเท่านั้นที่จะปรากฏในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย องค์ประกอบ ขนาด และปริมาณของตะกอนที่เกิดขึ้นระหว่างการบ่มจะกำหนดความแข็ง ความแข็งแรง และคุณสมบัติทางกลของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายหลังจากการบ่ม จำเป็นอย่างยิ่งที่โครงสร้างจะต้องได้รับการบำบัดอย่างเหมาะสมก่อนการเสื่อมสภาพเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้ทั้งหมด

เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก 6Mo ได้รับการพัฒนาโดยใช้โลหะผสม 904l\/1.4539 อย่างไรก็ตาม ปริมาณโมลิบดีนัมที่ 6Mo เพิ่มขึ้นเป็น 6.5% 6Mo มีความต้านทานการกัดกร่อนทั่วไปที่ดีเยี่ยม และความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกที่ได้รับการปรับปรุง ความต้านทานต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นก็ได้รับการปรับปรุงเช่นกัน มักเรียกกันว่าเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกซุปเปอร์

เหล็กกล้าไร้สนิม 1.4529 HCR มีคุณลักษณะพิเศษคือมีความต้านทานสูงต่อปรากฏการณ์การกัดกร่อนเฉพาะจุด เช่น การกัดกร่อนตามรอยแยก การกัดกร่อนแบบรูพรุน หรือการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นที่เกิดจากคลอรีน นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมและสามารถใช้งานได้ในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง มีความยืดหยุ่นและต้านทานการเสียดสีได้ดีเยี่ยมเมื่อสัมผัสกับกรดซัลฟิวริกหรือกรดฟอสฟอริก หรือคลอไรด์และเกลือ

เกรด 316 เป็นเกรดมาตรฐานที่ประกอบด้วยโมลิบดีนัม ซึ่งมีความสำคัญเป็นอันดับสองรองจาก 304 ในสเตนเลสออสเทนนิติก เมื่อเปรียบเทียบกับ 304 โมลิบดีนัมให้ความต้านทานการกัดกร่อนโดยรวมได้ดีกว่าถึง 316 โดยเฉพาะอย่างยิ่งความต้านทานที่สูงขึ้นต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกในสภาพแวดล้อมคลอไรด์

สแตนเลส 316 เป็นโลหะผสมออสเทนนิติกโมลิบดีนัมที่มีความทนทานสูงต่อสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและคลอไรด์ โดยทั่วไปแล้ว เหล็กกล้าไร้สนิมเกรดนี้จะใช้ในท่อร่วมไอเสีย เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เครื่องยนต์ไอพ่น และการใช้งานอื่นๆ อีกมากมาย

SS 316H Forged Tee เป็นท่อสั้นที่มีการเชื่อมต่อตามขวางที่มุมฉากกับท่อ ส่วนใหญ่ใช้เชื่อมต่อท่อหลายท่อเข้ากับท่อเดียวโดยมี 2 ช่อง โดยปกติแล้วจะมีรายการ SS 316 Forged Cross ใช้เพื่อรวมหรือกระจายการไหลโดยการเชื่อมต่อท่อที่ข้อต่อขวางและแยกการไหลออกจากแต่ละท่อ

อุปกรณ์ท่อปลอมแปลง SS 316 ใช้ในการโค้งงอการไหลและเชื่อมต่อท่อสองท่อเข้าด้วยกันในมุมที่ต่างกัน ต้องได้รับการออกแบบในลักษณะที่ไม่ทำให้เกิดโพรงอากาศและการสูญเสียแรงดันมากเกินไป

เหล็กของ UNS S31254 เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกขั้นสูง เป็นสเตนเลสคุณภาพสูงที่ออกแบบมาเพื่อความทนทานต่อแรงกระแทกต่อการกัดกร่อนของรอยแยกคลอไรด์ การกัดกร่อนจากความเค้นแตก และการกัดกร่อนแบบรูพรุน เหล่านี้เป็นออสเทนไนต์ที่มีปริมาณนิกเกิลและโครเมียมสูง

304 เป็นสเตนเลสออสเทนนิติกโครเมียม นิกเกิล ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีกว่า Type 302 มีความเหนียวสูง มีคุณสมบัติในการดึง การขึ้นรูป และการปั่นที่ดีเยี่ยม โดยธรรมชาติแล้วไม่ใช่แม่เหล็ก มันจะกลายเป็นแม่เหล็กเล็กน้อยเมื่อทำงานเย็น ปริมาณคาร์บอนต่ำหมายถึงการตกตะกอนของคาร์ไบด์ในบริเวณที่ได้รับความร้อนระหว่างการเชื่อมน้อยลง และความไวต่อการกัดกร่อนตามขอบเกรนน้อยลง

สเตนเลสออสเตนนิติกไวต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเครียด (SCC) ในสภาพแวดล้อมเฮไลด์ แม้ว่าโลหะผสมประเภท 316 จะทนทานต่อ SCC มากกว่าโลหะผสม 18Cr 8 Ni เนื่องจากมีปริมาณโมลิบดีนัม แต่ก็ยังมีความอ่อนไหวอยู่ สภาวะที่ทำให้เกิด SCC คือ: (1) การมีอยู่ของเฮไลด์ไอออน (โดยปกติคือคลอไรด์ไอออน), (2) ความเค้นดึงตกค้าง และ (3) อุณหภูมิที่เกินประมาณ 120¡ãF (49¡ãC)

การเชื่อมออสเทนนิติกอย่างสมบูรณ์มีแนวโน้มที่จะแตกร้าวระหว่างการเชื่อม ด้วยเหตุนี้ โลหะตัวเติมประเภท 316 และประเภท 316L “ที่เข้ากัน” จึงได้รับการคิดค้นขึ้นเพื่อบ่มด้วยเฟอร์ไรต์จำนวนเล็กน้อยในโครงสร้างจุลภาคเพื่อลดความไวต่อการแตกร้าวให้เหลือน้อยที่สุด

โลหะผสมสแตนเลส 316l แตกต่างจากเหล็กประเภทอื่นๆ เช่น 304 และ 306 ตรงที่สามารถใช้งานได้หลากหลายที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อนสูง ตัวอย่างเช่น ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมเคมีและเภสัชกรรมใช้มันเพื่อผลิตเครื่องมือผ่าตัดและการปลูกถ่ายทางการแพทย์

ทำให้เป็นปกติ
การทำให้เป็นมาตรฐานได้รับการออกแบบมาเพื่อให้เหล็กมีโครงสร้างที่สม่ำเสมอและมีเนื้อละเอียด กระบวนการนี้ใช้เพื่อให้ได้โครงสร้างจุลภาคที่คาดการณ์ได้และรับประกันคุณสมบัติทางกลของเหล็ก

เหล็กกล้าไร้สนิม 316L เป็นโลหะผสมออสเทนนิติกที่มักเรียกกันว่า "เหล็กกล้าไร้สนิมเกรดมารีน" เนื่องจากมีการใช้ในการใช้งานทางทะเลเกือบ 90% รวมถึงการกรองด้วย นอกจากโลหะเช่นเหล็กและนิกเกิลแล้ว 316L ยังมีโครเมียม 16 18% และโมลิบดีนัม 2 3% องค์ประกอบเหล่านี้มีความสำคัญเนื่องจากช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะผสม โครเมียมทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในน้ำทะเลเพื่อสร้างชั้นป้องกันโครเมียมออกไซด์ ในขณะที่โมลิบดีนัมช่วยเพิ่มความต้านทานของโลหะต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุน นอกจากนี้ 316L ยังมีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า (ด้วยเหตุนี้จึงใช้ "L" ในชื่อ) ซึ่งช่วยป้องกันการกัดกร่อนได้ดีขึ้น

การใช้งานและวัสดุ
การทำให้เป็นมาตรฐานส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการปรับโครงสร้างของเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำให้เป็นมาตรฐานหลังจากการปลอม การรีดร้อน หรือการหล่อ ความแข็งที่ได้รับหลังจากการทำให้เป็นมาตรฐานนั้นขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์มิติเหล็กและอัตราการเย็นตัวที่ใช้ (ประมาณ 100 250 HB)

เกรด 1.4404 หรือ 316L เป็นสเตนเลสออสเทนนิติก AISI 316 ที่มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีมาก เนื่องจากมีปริมาณโครเมียมและโมลิบดีนัมสูงและมีปริมาณคาร์บอนต่ำ ความแข็งแรงในสถานะชุบแข็งคือประมาณ 600 MPa สำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ แต่สำหรับชิ้นส่วนขนาดเล็ก ความแข็งแรงสามารถเพิ่มขึ้นได้เมื่อทำงานเย็น

พื้นฐานที่เป็นมาตรฐาน
การทำให้เป็นมาตรฐานจะขจัดสิ่งสกปรกออกจากเหล็กและเพิ่มความแข็งแรงและความแข็ง ซึ่งทำได้โดยการเปลี่ยนขนาดของเกรนเพื่อให้มีความสม่ำเสมอทั่วทั้งแผ่นเหล็ก ขั้นแรกเหล็กจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด จากนั้นจึงทำให้เย็นลงด้วยอากาศ

ในการใช้งานหลายอย่าง ผลิตภัณฑ์ต่างๆ รวมถึงส่วนประกอบเครื่องมือสำหรับอุตสาหกรรมเครื่องกล เคมี ปิโตรเลียม การทำนาฬิกา อาหารและเครื่องดื่ม และอุตสาหกรรมการแพทย์

316L สามารถใช้ในสภาพอบอ่อนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่หรือสภาพงานเย็นหน้าตัดขนาดเล็ก

การทำให้เป็นมาตรฐานคือกระบวนการบำบัดความร้อนที่ใช้เพื่อทำให้โลหะมีความเหนียวและเหนียวมากขึ้นหลังจากกระบวนการชุบแข็งด้วยความร้อนหรือเชิงกล การทำให้เป็นมาตรฐานเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนวัสดุที่อุณหภูมิสูง จากนั้นปล่อยให้วัสดุสัมผัสกับอากาศอุณหภูมิห้องหลังการให้ความร้อน ปล่อยให้วัสดุเย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง การทำความร้อนและการทำความเย็นอย่างช้าๆ นี้จะเปลี่ยนโครงสร้างจุลภาคของโลหะ ลดความแข็งและเพิ่มความเหนียว

การหลอมที่อุณหภูมิระหว่าง 1,050 ถึง 1,080 องศาเซลเซียส สามารถทำได้หลังจากการทุบขึ้นรูป ตามด้วยการชุบแข็งอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อให้ความต้านทานการกัดกร่อนกลับคืนมา แต่ไม่มีการบำบัดด้วยความร้อนเพื่อทำให้ 316L แข็งตัว

สิ่งสำคัญคือวัสดุที่ใช้สำหรับโครงการใดๆ จะต้องมีคุณสมบัติทางกลที่ถูกต้องสำหรับการใช้งานเฉพาะด้าน กระบวนการบำบัดความร้อนมักจะใช้เพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกลของโลหะ และกระบวนการบำบัดความร้อนที่พบบ่อยกระบวนการหนึ่งคือการทำให้เป็นมาตรฐาน

สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง ควรใช้เหล็กกล้าไร้สนิม 316H รุ่นคาร์บอนสูงและสเตนเลสเกรด 316Ti ที่มีความเสถียร

โครงสร้างออสเทนนิติกของสเตนเลส 316 ให้ความเหนียวเป็นเลิศแม้ในอุณหภูมิต่ำ