Mikä on ruostumattomien martensiittisten putkien vakiolämpökäsittely

VAHVUN PERUSTAN AUSTENITIOINTI

Lämpökäsittely on korvaamaton prosessi, joka avaa ainutlaatuiset ominaisuudet Martensiittinen ruostumattomasta teräksestä valmistettu letku , joka muuttaa sen mikrorakenteen kovaksi, vahvaksi ja kulutusta kestäväksi. Tämä muunnos saavutetaan kolmen ensisijaisen vaiheen kautta: austenitointi, karkaisu ja karkaisu.

Ensimmäinen kriittinen vaihe on austenitisointi. Tämä sisältää MSS-putken kuumentamisen tarkalle lämpötila-alueelle, jossa alkuperäinen ferriittistä ja karbidia sisältävä rakenne muuttuu täysin homogeeniseksi, yksivaiheiseksi, pintakeskeiseksi kuutiorakenteeksi, joka tunnetaan nimellä austeniitti (Gamma).

Tarkka lämpötilan säätö

Austenitisointilämpötilat vaihtelevat tyypillisesti välillä 950 °C - 1050 °C (1742 °F - 1922 °F). Ominaislämpötila riippuu kriittisesti laadusta ja hiilipitoisuudesta; Esimerkiksi luokka 420 saattaa vaatia erilaisen vaihteluvälin korkeamman hiilipitoisuutensa vuoksi kuin Grade 410.

• Tavoite: Liuottaa kaikki hiili- ja seosaineet kokonaan austeniittimatriisiin. Tämä takaa maksimaalisen myöhemmän kovuuden.

• Poikkeamien vaara: Liian alhainen kuumennus johtaa liukenemattomiin karbideihin, mikä vähentää koko kovuuden potentiaalia. Liian korkea kuumennus johtaa liialliseen rakeiden kasvuun, mikä heikentää merkittävästi putken lopullista sitkeyttä ja sitkeyttä.

Liotusaika ja esilämmitys

Letkua on pidettävä austenisointilämpötilassa riittävän liotusajan, jotta koko poikkileikkaus kuumenee tasaisesti ja seosaineet ovat täysin liuenneet. Paksuseinäisissä MSS-letkuissa tai monimutkaisissa geometrioissa käytetään usein esikuumennusta 650 - 850 astetta C. Tämä vaihe vähentää lämpöshokkia ja minimoi vääntymisen tai halkeilun riskin nopean siirtymisen aikana korkeisiin lämpötiloihin.

SAMMUTTAMINEN MARTENSIITIN MUODOSTAMINEN JA KOVETUMINEN

Sammutus on nopea jäähdytysvaihe välittömästi austenitisoinnin jälkeen. Sen tarkoituksena on estää austeniitin muuttuminen pehmeämmiksi faaseiksi, kuten perliitti tai bainiitti, pakottamalla sen sen sijaan muuttumaan ultrakovaksi, runkokeskeiseksi nelikulmaiseksi rakenteeksi, joka tunnetaan nimellä martensiitti (Alpha Prime).

Ohjattu jäähdytysaine

Jäähdytysaine ja nopeus on valittu huolellisesti, jotta saavutetaan vaadittu kovuus ja samalla hallitaan jäännösjännitys ja vääristymät.

• Öljyn sammutus: Tarjoaa nopean jäähdytysnopeuden, joka on välttämätöntä tietyille korkeahiiliselle MSS-laadulle, mutta sisältää suuremman vääristymisen ja sisäisen jännityksen riskin.

• Ilma- tai kaasusammutus: Käytetään korkean karkenevuuden omaaville laaduille, erityisesti nikkeliä tai molybdeeniä sisältäville. Se tarjoaa hitaamman, vähemmän aggressiivisen jäähdytysnopeuden, mikä vähentää merkittävästi vääristymiä, mikä tekee siitä erittäin toivottavan tarkkuusputkisovelluksissa.

• Keskeytetty sammutus (suolakylvyt): Käytetään minimoimaan lämpögradientteja jäähdyttämällä letku nopeasti lämpötilaan, joka on juuri martensiitin aloituslämpötilan (Ms) yläpuolella, pitäen sitä isotermisesti ja sallimalla sitten hitaamman jäähtymisen. Tämä tekniikka on elintärkeä sisäisen jännityksen ja mittamuutosten minimoimiseksi.

Rakenne välittömästi sammutuksen jälkeen on karkauttamatonta martensiittia, jolle on ominaista äärimmäinen kovuus, korkea lujuus, mutta erittäin korkea hauraus. Se ei sovellu suoraan käyttöön.

VÄLITTÄVÄ TASAPAINOINTI VOIMAA JA SIJUTA

Karkaisu on viimeinen ja kriittisin vaihe, sammutuksen jälkeinen uudelleenlämmitysprosessi, jota käytetään MSS-putken ominaisuuksien säätämiseen loppukäytön vaatimusten mukaisiksi. Se lievittää karkaisun aiheuttamia massiivisia sisäisiä jännityksiä ja parantaa sitkeyttä ja sitkeyttä jonkin verran kovuuden kustannuksella.

Lämpötilaspektri

Karkaisun lämpötila, kesto ja jäähdytysnopeus määräävät ominaisuuksien lopullisen tasapainon. Valinta määräytyy hakuvaatimuksen mukaan.

• Matalan lämpötilan karkaisu (150 - 400 astetta C): Käytetään sovelluksissa, jotka vaativat maksimaalista kovuutta ja kulutuskestävyyttä, kuten kirurgiset instrumentit tai erikoislaakeriputket. Se säilyttää suurimman osan sammutetusta kovuudesta.

• Korkean lämpötilan karkaisu (550 ° C - 700 ° C): Käytetään laajasti öljymaaputkimaisissa tuotteissa (O C T G) ja muissa rakenneosissa, jotka vaativat erinomaista sitkeyttä ja korkeaa lujuutta. Tämä prosessi tuottaa karkaistua sorbiittia, joka on optimaalinen mikrorakenne iskunkestävyyden kannalta.

Temper Haurastumisen välttäminen

Kriittinen näkökohta on temper-haurastumisilmiö, jossa hidas kuumennus tai jäähdytys noin 400 - 550 astetta C voi heikentää materiaalin iskulujuutta huomattavasti. Suorituskykyisissä letkuissa tätä lämpötila-aluetta vältetään usein huolellisesti tai materiaali jäähdytetään nopeasti sen läpi karkaisun jälkeen.

TEOLLISUUDEN SUUNTAUKSET JA EDISTYMINEN

Suorituskykyisten MSS-putkien kysyntä erityisesti energia- ja ilmailualalla edistää lämpökäsittelyn kehitystä.

• Edistyneet vähähiiliset seokset: Uudemmat 13 prosentin Cr- ja super 13 prosentin Cr-laadut ovat nyt yleisiä happamissa palvelusovelluksissa. Ne vaativat kehittyneitä High Performance Tempering (H P T) -protokollia varmistaakseen NACE-standardien noudattamisen sulfidijännityshalkeilun (S S C) kestävyyden osalta samalla, kun säilytetään korkea myötöraja.

• Tyhjiölämpökäsittely: Nykyaikaisia ​​jatkuvatoimisia tyhjiöuuneja käytetään yhä enemmän MSS-letkuissa. Tyhjiökäsittely minimoi pinnan hapettumisen ja hiilenpoiston, jotka ovat yleisiä ongelmia perinteisissä ilmakehän uuneissa. Tämä johtaa puhtaampaan pintakäsittelyyn ja tasaisempiin materiaaliominaisuuksiin putken pituudella, mikä vähentää tarkastus- ja uudelleentyöstökustannuksia.

• Kryogeeninen käsittely: Tietyissä erittäin kovissa sovelluksissa käytetään joskus jäähdytyksen jälkeen pakkaskäsittelyä tai -196 asteeseen asti kryogeenistä käsittelyä, jotta säilynyt austeniitti muunnetaan martensiitiksi. Tämä prosessi maksimoi kovuuden ja mittastabiilisuuden ennen viimeistä karkaisuvaihetta.

• Digitaalinen simulointi: Finite Element Analysis (F E A) on nyt vakiokäytäntö lämpövirran ja vaiheen muuntamisen mallintamiseen monimutkaisissa tai paksuseinäisissä putkissa. Näin valmistajat voivat ennustaa ja torjua lämpövääristymiä, minimoiden soikeaisuuden ja mittojen poikkeavuuden.