Важность процесса термообработки для отводов из нержавеющей стали

Процесс термообработки отводов из нержавеющей стали в основном зависит от типа материала (аустенит, феррит, дуплекс и т. д.), метода обработки (холодная гибка, горячая гибка, продавливание, сварка) и требований к конечному применению (коррозионная стойкость, прочность, твердость).

Ниже приведены наиболее распространенные процессы термообработки для различных типов отводов из нержавеющей стали:

1. Отводы из аустенитной нержавеющей стали (например, 304, 304L, 316, 316L, 321, 347)

Основной процесс: обработка на твердый раствор

Цель: это наиболее часто используемая и самая важная термообработка.

Устранение напряжения, возникающего во время холодной обработки (холодная гибка, холодная продавливание) или сварки.

Растворение карбида хрома, который может осаждаться во время холодной обработки или нагрева при средней температуре, и восстановление коррозионной стойкости материала (особенно стойкости к межкристаллитной коррозии).

Восстановление материала до самого мягкого и пластичного состояния.

Получите однородную аустенитную однофазную структуру.

Параметры процесса:

Температура: Обычно от 1010 °C до 1150 °C. Конкретная температура зависит от типа стали (например, 304/304L составляет около 1040-1120 °C, 316/316L составляет около 1040-1100 °C, а 321/347, содержащая стабилизирующие элементы Ti/Nb, составляет около 980-1050 °C). Она должна быть выше температуры, при которой карбид хрома полностью растворяется.

Время выдержки: Определяется в зависимости от толщины стенки, размера и загрузки печи колена, необходимо обеспечить, чтобы сердцевина заготовки достигла температуры и была полностью изолирована. Обычно рассчитывается в зависимости от толщины стенки (например, 1-2 минуты на мм) и соответствующим образом продлевается с учетом ситуации загрузки печи.

Способ охлаждения: Быстрое охлаждение (закалка) имеет решающее значение. Обычно используется закалка в воде. Цель состоит в том, чтобы предотвратить выделение карбидов со временем и «заморозить» однофазный аустенит при высокой температуре до комнатной. Воздушное охлаждение может быть недостаточно быстрым для толстостенных деталей, что приведет к выделению карбидов и снижению коррозионной стойкости.

Стабилизационная обработка (для сталей, содержащих стабилизирующие элементы Ti/Nb, такие как 321, 347)

Цель: после обработки на твердый раствор она способствует предпочтительному соединению титана или ниобия с углеродом для образования стабильных карбидов (TiC/NbC), дополнительно фиксирует атомы углерода и предотвращает образование ими карбидов хрома при последующем использовании (например, в диапазоне температур сенсибилизации), тем самым обеспечивая более надежную стойкость к межкристаллитной коррозии.

Параметры процесса:

Температура: обычно 870 °C - 900 °C. При этой температуре скорость образования TiC/NbC выше, чем у Cr23C6.

Время выдержки: обычно 2-4 часа (гораздо дольше, чем время выдержки в растворе).

Метод охлаждения: обычно достаточно воздушного охлаждения.

Отжиг для снятия напряжений

Цель: только устранить остаточное напряжение, вызванное холодной обработкой или сваркой, без существенного изменения механических свойств и коррозионной стойкости материала (при условии, что сам материал не сенсибилизирован). Обычно используется в ситуациях, когда коррозионная стойкость не требуется или обработка раствором невозможна, или когда требуется только снятие напряжений после сварки.

Параметры процесса:

Температура: ниже температуры раствора и должна избегать диапазона температур сенсибилизации (около 425 °C - 870 °C), где выпадает карбид хрома. Обычно используемый диапазон температур составляет 850 °C - 900 °C (немного ниже температуры стабилизации) или ниже 425 °C. Время выдержки в диапазоне 850-900 °C не должно быть слишком длительным.

Время горячей выдержки: определяется толщиной стенки и загрузкой печи, обычно короче, чем обработка на твердый раствор.

Метод охлаждения: воздушное охлаждение. Следует отметить, что даже если он обрабатывается в течение короткого времени при 850-900 °C, недостаточное охлаждение все еще может привести к частичной сенсибилизации. Поэтому для случаев с высоким спросом обработка на твердый раствор по-прежнему является первым выбором.

2. Колена из ферритной нержавеющей стали (например, 430, 409, 439, 444)

Основной процесс: отжиг

Цель: устранить напряжение холодной обработки, восстановить пластичность и вязкость, заставить зерна расти (ферритная нержавеющая сталь не имеет фазового перехода) и улучшить коррозионную стойкость.

Параметры процесса:

Температура: обычно от 700 °C до 850 °C. Конкретная температура зависит от типа стали (например, 430 составляет около 780-820 °C).

Время горячей выдержки: достаточное сохранение тепла для завершения рекристаллизации и роста зерна.

Метод охлаждения: воздушное охлаждение или охлаждение в печи. Избегайте водяного охлаждения, чтобы предотвратить остаточное напряжение или вызвать хрупкость при 475 °C (если скорость охлаждения слишком медленная и слишком долго остается в диапазоне температур хрупкости).

3. Дуплексные отводы из нержавеющей стали (например, 2205/S31803, 2507/S32750, 2304/S32304)

Основной процесс: обработка на твердый раствор/отжиг

Цель: получить идеальное двухфазное соотношение (аустенит/феррит около 50/50), растворить вредные выделившиеся фазы (например, σ-фазу, χ-фазу, нитрид, карбид) и обеспечить оптимальную коррозионную стойкость (особенно стойкость к точечной коррозии, коррозионному растрескиванию под напряжением) и механические свойства.

Параметры процесса:

Температура: обычно от 1020 °C до 1150 °C. Конкретная температура очень важна и напрямую влияет на двухфазное соотношение. Если температура слишком низкая, вредная фаза не может раствориться; если температура слишком высокая, содержание феррита слишком высокое и ударная вязкость снижается. (Например, 2205 обычно используется при 1020-1100 °C, а 2507 обычно используется при 1040-1120 °C).

Время выдержки: должно быть достаточно длительным для растворения вредных фаз (например, медленно растворяющейся σ-фазы), но не слишком длительным, чтобы вызвать чрезмерный рост зерна. Строго определяется в соответствии с толщиной стенки и типом стали (обычно рассчитывается в минутах).

Способ охлаждения: Быстрое охлаждение (закалка водой) имеет решающее значение. Цель состоит в том, чтобы подавить выделение вредных фаз во время охлаждения, особенно для толстостенных деталей. Воздушное охлаждение обычно недостаточно быстрое и может вызвать выделение σ-фазы, серьезно ухудшая ударную вязкость и коррозионную стойкость.

Факторы, которые следует учитывать при выборе процесса термообработки

1. Материал: Это основной фактор при определении типа термообработки (аустенит-твердый раствор, феррит-отжиг, дуплекс-твердый раствор).

2. Метод формовки:

Холодная формовка (холодная гибка, холодное прессование): приведет к значительному упрочнению холодной работой, снижению остаточного напряжения и потенциальной коррозионной стойкости (аустенитная сталь). Обработка на твердый раствор практически необходима для восстановления эксплуатационных характеристик.

Горячая формовка (горячая гибка, горячее прессование): Температура формовки обычно близка или выше температуры раствора, а сам процесс формовки эквивалентен обработке на твердый раствор. После формовки обычно необходимо только контролировать скорость охлаждения (например, водяное охлаждение). Однако все равно необходимо подтвердить, соответствуют ли температура формовки, время выдержки и скорость охлаждения требованиям, в противном случае обработка на твердый раствор все еще может потребоваться. Горячая формовка может привести к образованию крупных зерен и сильному окислению поверхности.

Сварка: Сварка и зона термического влияния могут быть сенсибилизированы (аустенитная сталь) или выделять вредные фазы (дуплексная сталь). Послесварочная термообработка (обработка на твердый раствор или специальный отжиг для снятия напряжений) часто требуется для критических применений.

3. Требования к окончательному применению:

Высокие требования к коррозионной стойкости: необходимо выполнить обработку на твердый раствор (аустенитную, дуплексную), а стабилизационная обработка может обеспечить дополнительную защиту для сталей, содержащих Ti/Nb.

Требования к прочности/твердости: высокая прочность может поддерживаться без обработки после холодной формовки (но за счет коррозионной стойкости). Материал становится самым мягким после обработки на твердый раствор. Отжиг для снятия напряжений мало влияет на прочность.

Высокие требования к размерной стабильности: отжиг для снятия напряжений или обработка на твердый раствор может уменьшить деформацию, вызванную остаточным напряжением.

4. Экономия производства: стоимость обработки на твердый раствор высока (высокая температура, быстрое охлаждение, очистка от оксидной окалины). Если применение позволяет, экономичнее использовать ее непосредственно после холодной формовки (без термической обработки) или выполнять только отжиг для снятия напряжений.

Ключевые процессы после термообработки

Травление и пассивация: Термообработка (особенно высокотемпературная обработка раствором) образует оксидную окалину и обедненный хромом слой на поверхности. Травление удаляет оксидную окалину и поверхностный обедненный хромом металл, а пассивация образует защитную оксидную пленку на чистой поверхности для восстановления и повышения коррозионной стойкости. Это имеет решающее значение для всех типов нержавеющей стали.

Выпрямление/формование: Процесс термообработки может вызвать деформацию, и требуется необходимое выпрямление.

Очистка и сушка: Удалите остатки травления и влагу, чтобы предотвратить загрязнение или ржавчину.

Неразрушающий контроль: Выполняйте в соответствии со стандартными требованиями (такими как радиографический контроль RT, ультразвуковой контроль UT, капиллярный контроль PT, магнитопорошковый контроль MT и т. д.), чтобы гарантировать, что термообработка не приводит к появлению дефектов (таких как трещины, чрезмерная деформация).

Резюме

Локоть из аустенитной нержавеющей стали: Обработка раствором является основным процессом для обеспечения коррозионной стойкости и восстановления пластичности, особенно после холодной штамповки. Стабилизационная обработка используется для марок стали 321/347. Отжиг для снятия напряжений является следующим лучшим вариантом.

Отводы из ферритной нержавеющей стали: отжиг является основным процессом, достаточно воздушного охлаждения.

Отводы из дуплексной нержавеющей стали: точно контролируемая обработка на твердый раствор + закалка водой являются ключом к превосходной комплексной производительности.

Травление и пассивация после термообработки имеют важное значение.

Выбор процесса требует всестороннего рассмотрения материала, метода обработки, требований к применению и стоимости.

Обязательно ознакомьтесь с конкретными стандартами на материалы (такими как ASTM A403, ASME B16.9, B16.28) и производственными спецификациями, в которых четко указаны тип и параметры термообработки, необходимые для конкретных марок стали и форм изделий.

Cangzhou Aosendic Pipe Fitting Manufacturing Co., Ltd. — крупный производитель, специализирующийся на производстве отводов, тройников, переходников, отводов и заглушек. Мы можем внедрить стандарты ASTM, ANSI, JIS, DIN, GB и другие, в основном охватывающие все типы стали.

Если у вас есть какие-либо потребности в закупках или вопросы, свяжитесь с нами.

Мобильный: 86-13668807131

Веб-сайт: https://www.authenticfitting.com/

Адрес: Мэнцунь-Хуэйский автономный округ, город Цанчжоу, провинция Хэбэй

Электронная почта: authentic013@steelpipes-fitting.com