Dėl savo unikalios geometrijos,U-formos nerūdijančio plieno vamzdžiai(paprastai austenitinės klasės, pvz., 304, 316, 321, 347H, 310S ir kt.) terminio apdorojimo metu susiduria su sudėtingesniais iššūkiais nei tiesūs vamzdžiai-, pvz., netolygus įtempių pasiskirstymas ir polinkis į grūdelių augimą išlenktose sekcijose. Tinkamas terminis apdorojimas yra labai svarbus siekiant užtikrinti jų matmenų stabilumą, atsparumą korozijai ir mechanines savybes. Standartiniai austenitinio nerūdijančio plieno terminio apdorojimo procesai apima apdorojimą tirpalu, atkaitinimą nuo įtempių, stabilizavimą ir terminį apdorojimą, skirtą sigmos (σ) fazei pašalinti.
Nerūdijančio plieno tiesių vamzdžių terminio apdorojimo procesas
1. Kokie yra austenitinio nerūdijančio plieno terminio apdorojimo metodai?
I. Gydymas tirpalu
Apdorojimas tirpalu yra terminio apdorojimo procesas, kurio metu nerūdijančio plieno komponentai įkaitinami iki tirpalo temperatūros (1050–1100 laipsnių). Taip visi karbidai-ir bet koks martensitas, susidaręs šalto apdirbimo metu,-visiškai ištirpsta ir virsta austenitu. Tada medžiaga greitai atšaldoma, kad ši vienos{6}}fazės aukštos temperatūros mikrostruktūra išlaikytų kambario temperatūroje. Šis terminis apdorojimas suteikia minkštiausią būseną ir didžiausią lankstumą.
II. Streso mažinimo gydymas
Vidiniai įtempiai, atsirandantys dėl šalto apdirbimo, gali būti pašalinti atkaitinant žemoje{0}}temperatūroje (275–450 laipsnių 0,5–2 valandas). Po šio apdorojimo pagerėja mechaninės savybės; tačiau pailgėjimas išlieka nepakitęs.
III. Stabilizuojantis gydymas
Siekiant išvengti tarpkristalinės korozijos, į austenitinį plieną įpilama nedidelio kiekio titano arba niobio, o po to atliekamas procesas, vadinamas stabilizavimu. Šis apdorojimas apima medžiagos kaitinimą iki 900 laipsnių, todėl dauguma chromo karbidų ištirpsta. Tada ištirpusi anglis susijungia su titanu arba niobiu, kad susidarytų TiC arba NbC junginiai, kurie yra stabilesni už chromo karbidus, -todėl neleidžiama chromo karbidams nusodinti grūdelių ribose. Šis apdorojimas neturi didelės įtakos mechaninėms savybėms.
IV. Terminis apdorojimas σ fazei pašalinti
Didelio-chromo austenitinio plieno, kuriame yra nepakankamas nikelio kiekis, terminis apdorojimas gali sukelti σ fazės susidarymą, dėl kurio sumažės plieno atsparumas smūgiams (ak vertė). Šios klasės plieno σ-fazės susidarymo temperatūros diapazonas yra maždaug 500–970 laipsnių. Vengiant šio formavimo temperatūros diapazono ir kaitinant medžiagą iki dar aukštesnės temperatūros, σ fazė gali būti paversta aukštos -temperatūros ferito faze, taip atkuriant medžiagos kietumą.
2. Kokie yra rekomenduojami šaltai -formuotų U-plieninių vamzdžių terminiai apdorojimo būdai?
U-formos austenitinių nerūdijančio plieno vamzdžių terminis apdorojimas visų pirma skirtas šiems tikslams:
Streso mažinimas: pašalinti liekamuosius vidinius įtempius, susidariusius šalto ir karšto darbo procesuose, -pvz., lenkimo, suvirinimo ir tiesinimo-, taip užkertant kelią įtempių korozijos įtrūkimams ir padidinant matmenų stabilumą.
Atsparumo korozijai optimizavimas: Apdorojant tirpalu, ištirpinti karbidus, kurie galėjo nusodinti ties grūdelių ribomis, taip atkuriant optimalų medžiagos atsparumą korozijai, ypač atsparumą tarpkristalinei korozijai.
Minkštinimas ir plastiškumo didinimas: Atkurti mikrostruktūrą,-kuri galėjo sukietėti dėl šalto apdorojimo-į suminkštintą būseną; dėl to susidaro vienoda vienfazė austenitinė struktūra, pagerinamas medžiagos plastiškumas ir kietumas bei palengvinamas tolesnis apdorojimas arba naudojimas.
Atsižvelgiant į konkrečius terminio apdorojimo tikslus, U{0}}vamzdžiams pirmiausia atliekami du procesai:
I. Apdorojimas tirpalu (visas atkaitinimas)
Tai yra pati visapusiškiausia terminio apdorojimo forma ir taikoma tais atvejais, kai reikalingas maksimalus atsparumas korozijai ir optimalus plastiškumas.
A. Tikslas: visiškai ištirpinti iškritusias fazes-, tokias kaip karbidai ir sigmos (σ) fazės-į austenitinę matricą, taip išgaunant vienodą-fazės mikrostruktūrą ir visiškai pašalinant visus apdorojimo-sukeltus įtempius.
B. Proceso eiga:
- Šildymas: greitai įkaitinkite U{0}}vamzdį iki 1050–1150 laipsnių temperatūros diapazono. Parenkant konkrečią temperatūrą reikia atsižvelgti į plieno rūšį (pvz., plienams, kurių sudėtyje yra molibdeno{6}}, reikia aukštesnės temperatūros) ir būtinybę užkirsti kelią per dideliam grūdėtumui.
- Mirkymas: mirkymo laikas apskaičiuojamas pagal sienelės storį, paprastai svyruoja nuo 1 iki 1,5 minutės vienam milimetrui. Pavyzdžiui, U-vamzdžiui, kurio sienelės storis 4,5 mm, mirkymas turėtų trukti maždaug 5–7 minutes. Labai svarbu užtikrinti, kad visos U{8}}vamzdžio,-ypač išlenktos dalys{10}}vienodai pasiektų tikslinę temperatūrą.
- Aušinimas: Greitas aušinimas yra kritinis žingsnis. Vamzdžiai turi būti greitai gesinami vandenyje (arba purškiant{1}}aušinami plonasienių vamzdžių atveju), kad būtų sumažintas karbidų nusodinimas jautrinimo temperatūros diapazone (850–400 laipsnių). U-vamzdžiams turi būti suprojektuoti specializuoti armatūra arba specifiniai vandens srauto modeliai, užtikrinantys, kad tiek vidinis, tiek išorinis lenkimo spindulys vėstų tolygiai ir greitai, taip išvengiant netolygaus aušinimo ir naujų liekamųjų įtempių atsiradimo.
II. Įtempimo-atkaitinimas (žemos-temperatūrinis atkaitinimas)
Šis procesas naudojamas, kai pagrindinis tikslas yra pašalinti liekamąjį įtempį ir kai atsparumo tarpkristalinei korozijai reikalavimai nėra ypač griežti.
A. Tikslas: Iš dalies sumažinti liekamuosius įtempius, taip padidinant matmenų stabilumą ir atsparumą korozijos įtempiams įtrūkimams, tuo pat metu išvengiant per didelio medžiagos suminkštėjimo ar didelės deformacijos.
B. Proceso eiga:
- Šildymas: Įkaitinkite vamzdžius iki santykinai žemos temperatūros diapazono nuo 275 iki 450 laipsnių.
- Mirkymas: palaikykite temperatūrą (mirkykite) 0,5–2 valandas.
- Aušinimas: vėsinkite lėtai, paprastai krosnyje arba oru. Šis procesas turi minimalų poveikį U-vamzdžių matmenų vientisumui (deformacijai).
3. Kokios yra pagrindinės U-vamzdžių terminio apdorojimo atsargumo priemonės?
U-formos austenitiniams nerūdijančio plieno vamzdžiams tinkamiausias procesas yra apdorojimas tirpalu, siekiant užtikrinti visapusišką veikimą,{1}}ypač atsparumą korozijai; tačiau svarbiausias elementas yra greitas ir vienodas aušinimas, kad būtų išvengta karbido nusodinimo. Ir atvirkščiai, įtempių-atkaitinimas yra kompromisinis sprendimas-pagal konkrečius reikalavimus,-kuris sumažina deformaciją ir sumažina energijos sąnaudas. Gamybos praktikoje terminio apdorojimo procesas turi būti moksliškai suformuluotas ir griežtai kontroliuojamas, atsižvelgiant į konkrečią medžiagos rūšį, matmenis, apdorojimo istoriją ir numatomą U- formos vamzdžių naudojimo aplinką.
I. Vienodas šildymas: U{0}}formos vamzdžio sulenkta dalis krosnyje gali įkaisti netolygiai; todėl norint užtikrinti vienodą temperatūros lauką, reikia tinkamai išdėstyti arba naudoti cirkuliacinius ventiliatorius.
II. Deformacijos prevencija: Esant aukštesnei temperatūrai, U{0}}formos vamzdžiai dėl savo svorio gali deformuotis. Norint išlaikyti juos tinkamoje padėtyje, reikia naudoti specializuotas atramas arba tvirtinimo detales.
III. Greitas ir vienodas aušinimas: tai yra didžiausias iššūkis apdorojant U-formos vamzdžius tirpalais. Idealus aušinimo būdas apima leidimą aušinimo terpei (vandeniui) greitai ir tolygiai tekėti tiek vidiniu, tiek išoriniu vamzdžio paviršiumi. Praktiškai tai galima pasiekti įpurškiant slėginį vandenį iš vieno galo, leidžiant jam išeiti iš kito; ši technika užtikrina, kad išlenktoje dalyje nesusidarytų „sustabdančių zonų“ ar garų plėvelių, taip palengvinant greitą viso vamzdžio aušinimą.
IV. Proceso parametrų įrašymas: Duomenys apie kiekvieną terminio apdorojimo ciklą -įskaitant kaitinimo greitį, aukščiausią temperatūrą, laikymo laiką ir aušinimo metodą-turi būti griežtai registruojami, kad būtų lengviau sekti ir kontroliuoti kokybę.