UNS 31609 е широко използвана аустенитна неръждаема стомана, известна със своята отлична устойчивост на корозия, висока якост и добра заваряемост. Като надежден доставчик на UNS 31609, често ме питат за процеса на топлинна обработка на тази сплав. В тази публикация в блога ще предоставя подробен преглед на процеса на термична обработка за UNS 31609, включително отгряване, облекчаване на напрежението и обработка с разтвор.
Разбиране на UNS 31609
Преди да се задълбочите в процеса на термична обработка, важно е да разберете основните свойства и състава на UNS 31609. Тази сплав е модификация на стандартната неръждаема стомана 316 с по-високо съдържание на въглерод (до 0,08%) в сравнение с марката 316L (макс. 0,03% въглерод). Повишеното съдържание на въглерод повишава здравината на материала, особено при високи температури. UNS 31609 също така съдържа значителни количества хром (16 - 18%), никел (10 - 14%) и молибден (2 - 3%), които допринасят за неговата устойчивост на корозия, особено в богати на хлорид среди.
Процес на отгряване
Отгряването е процес на термична обработка, използван за облекчаване на вътрешните напрежения, подобряване на пластичността и усъвършенстване на зърнестата структура на материала. За UNS 31609 процесът на отгряване обикновено включва нагряване на материала до определен температурен диапазон, задържане при тази температура за определен период и след това охлаждане с контролирана скорост.
Препоръчителната температура на отгряване за UNS 31609 е между 1040°C - 1120°C (1900°F - 2050°F). При тази температура въглеродът в сплавта се разтваря в аустенитната матрица и всички вътрешни напрежения се освобождават. Материалът трябва да се държи при температурата на отгряване за достатъчно време, за да се осигури равномерно нагряване в цялото напречно сечение. Общо правило е да държите материала около 30 минути на 25 mm (1 инч) дебелина.
След периода на задържане материалът може да се охлади бързо във вода или въздух. Закаляването с вода осигурява по-бърза скорост на охлаждане, което спомага за поддържане на аустенитната структура и предотвратява образуването на карбиди. Въпреки това може да се използва и въздушно охлаждане, особено за по-тънки секции или когато се желае по-бавна скорост на охлаждане, за да се минимизира изкривяването.
Облекчаване на стреса
Освобождаването на напрежението е процес на топлинна обработка, използван за намаляване на вътрешните напрежения в материала, без да се променя значително неговата микроструктура. Този процес често се извършва след студена обработка, механична обработка или заваряване. За UNS 31609 облекчаването на напрежението обикновено се извършва при по-ниска температура в сравнение с отгряването.
Препоръчителната температура за облекчаване на напрежението за UNS 31609 е между 650°C - 870°C (1200°F - 1600°F). Материалът се нагрява до този температурен диапазон и се държи за период от 1 - 2 часа, в зависимост от дебелината на детайла. След периода на задържане материалът бавно се охлажда в пещта до стайна температура. Тази бавна скорост на охлаждане помага да се сведе до минимум развитието на нови вътрешни напрежения по време на процеса на охлаждане.
Облекчаването на напрежението е особено важно за приложения, където стабилността на размерите е критична, като например в прецизни компоненти или заварени конструкции. Чрез намаляване на вътрешните напрежения рискът от напукване, изкривяване и преждевременна повреда е значително намален.
Лечение с разтвор
Обработката с разтвор е процес на термична обработка, използван за разтваряне на всякакви карбиди или други утайки в сплавта и създаване на хомогенна аустенитна структура. Този процес е подобен на отгряване, но често се използва за материали, които са били подложени на високотемпературно обслужване или заваряване, където може да е настъпило утаяване на карбид.
За UNS 31609 температурата на обработка на разтвора е в диапазона от 1040°C - 1120°C (1900°F - 2050°F), същата като температурата на отгряване. Материалът се нагрява до тази температура и се държи достатъчно време, за да се разтворят карбидите. Подобно на отгряването, времето на задържане зависи от дебелината на материала, с обща насока от 30 минути на 25 mm (1 инч) дебелина.
След периода на задържане материалът бързо се охлажда във вода, за да се предотврати повторното утаяване на карбиди по време на охлаждане. Тази бърза скорост на охлаждане гарантира, че сплавта запазва своята аустенитна структура и устойчивост на корозия.
Сравнение с други сплави от неръждаема стомана
Интересно е да се сравнят процесите на топлинна обработка на UNS 31609 с други свързани сплави от неръждаема стомана. например,Неръждаема стомана 316LN / UNS S31653 / 1.4406, 1.4429има по-ниско съдържание на въглерод (макс. 0,03%) в сравнение с UNS 31609. По-ниското съдържание на въглерод намалява риска от утаяване на карбид по време на заваряване и термична обработка, така че изискванията за термична обработка за 316LN може да са по-малко строги по отношение на предотвратяване на образуването на карбид.
Неръждаема стомана 317L / UNS S31703 / 1.4438има по-високо съдържание на молибден (3 - 4%) от UNS 31609, което повишава устойчивостта му на корозия в по-агресивни среди. Процесите на топлинна обработка за 317L са подобни на тези на UNS 31609, но специфичните температурни диапазони и времената на задържане могат леко да варират в зависимост от желаните свойства.
Неръждаема стомана 347H / UNS S34709 / 1.4961съдържа ниобий, който стабилизира сплавта срещу утаяване на карбид. Топлинната обработка за 347H също е фокусирана върху постигането на хомогенна структура и облекчаване на вътрешните напрежения, но добавянето на ниобий позволява по-широк диапазон от параметри на топлинна обработка.
Значение на правилната топлинна обработка
Правилната топлинна обработка на UNS 31609 е от решаващо значение за постигане на желаните механични свойства и устойчивост на корозия. Ако термичната обработка не се извърши правилно, могат да възникнат няколко проблема. Например, ако температурата на отгряване или обработка с разтвор е твърде ниска или времето на задържане е недостатъчно, карбидите може да не се разтворят напълно, което води до намалена устойчивост на корозия, особено в среда, съдържаща хлорид.
От друга страна, ако температурата е твърде висока или скоростта на охлаждане е твърде бърза, материалът може да получи прекомерно изкривяване или напукване. В допълнение, неправилното облекчаване на напрежението може да доведе до нестабилност на размерите и преждевременна повреда на компонента.
Контакт за обществени поръчки
Като водещ доставчик на UNS 31609, аз се ангажирам да предоставям висококачествени материали и техническа поддръжка. Ако се интересувате от закупуване на UNS 31609 или имате въпроси относно процеса на топлинна обработка, моля не се колебайте да се свържете с мен. Мога да предложа широка гама от продукти UNS 31609, включително пръти, листове, плочи и тръби, и мога да ви помогна при избора на най-подходящия процес на топлинна обработка за вашето конкретно приложение.
Референции
- Наръчник на ASM, том 4: Термична обработка. ASM International.
- Наръчник за неръждаема стомана. Институт по никел.
- Заваряване и съединяване на неръждаеми стомани. Институтът по заваряване.
