Плоча от неръждаема стомана: обяснение на горещо валцована срещу студено валцована, маринована срещу отгрята

Плоча от неръждаема стоманаспецификациите редовно изброяват един до друг метод на валцуване и състояние на довършителна обработка - "горещо валцувани, отгряти и байцвани" или "студено валцувани, 2B" - и купувачите, които не са запознати с терминологията, често третират двата етикета като взаимозаменяеми. Те описват два различни етапа на производство. Методът на валцуване (горещо или студено) определя как плочата се намалява до дебелина и какви механични и размерни характеристики се получават.

Декапирането и отгряването описват топлинна-обработка и стъпка на-почистване на повърхността, която може да следва всеки от двата маршрута на валцоване. Посочването на грешна комбинация може да означава плащане за допуски или качество на повърхността, от които проектът не се нуждае, или недо-указване на част, която по-късно не отговаря на изискванията за плоскост, корозия или формоване. Това ръководство разделя двете променливи, сравнява ги една до друга спрямо критериите на ASTM A240 и ASTM A480 и дава ясна рамка за избор между тях.

Каква е разликата между горещо валцована и студено валцована плоча от неръждаема стомана?

Горещо валцуваните (HR) и студено валцуваните (CR) описват температурата, при която стоманата се редуцира до крайната дебелина и тази единична променлива води до почти всяка разлика надолу по веригата в текстурата на повърхността, толерантността, здравината и цената.

Процесът на горещо валцуване

Непрекъсната{0}}отлята плоча се нагрява отново до приблизително 1100–1250 градуса - доста над температурата на рекристализация на сплавта - и преминава през серия от валцовани клети, които я намаляват до целевата дебелина, докато структурата на зърната непрекъснато рекристализира. Тъй като металът е мек и пластичен при тази температура, големи намаления на дебелината се постигат при относително малко проходи, което прави горещото валцуване икономично за по-дебели профили. Компромисът е груб, сиво-черен оксид на повърхността и по-слаб контрол върху крайната дебелина и плоскост.

Процесът на студено валцуване

Студеното валцуване започва от горещо валцована, отгрята и декапирана рулона и се редуцира допълнително при или близо до стайна температура, под температурата на рекристализация. Тъй като студената метална обработка-се втвърдява, докато се деформира, студената редукция изисква много леки преминавания, а не няколко тежки, с междинни отгрявания за възстановяване на пластичността между преминаванията при по-високи-графици на редуциране. Процесът е по-бавен и изисква повече енергия- и капитал-на тон, но произвежда по-гладка повърхност, по-строги допустими отклонения на дебелината и плоскостта и умерено увеличение на якостта от задържана студена работа.

Често срещана точка на объркване си струва да се адресира директно: съгласно ASTM A480/A480M, термините "лист", "лента" и "плоча" се определят основно чрез дебелина и ширина, а не чрез метод на валцуване. Плоският продукт с дебелина под приблизително 3/16 инча (4,76 mm) се класифицира като лист или лента и обикновено е студено валцуван; плоският продукт с или над тази дебелина се класифицира като плоча и обикновено се произвежда чрез горещо валцуване. В търговската употреба обаче „студено валцована плоча“ е широко използван търговски термин за студено{8}}намалена плоска заготовка - обикновено 2B, BA или 2D завършен материал -, доставян в размери до приблизително 1/4 инча (6,35 mm) за резервоари, панели на уреди и архитектурни работи. Купувачите трябва да потвърдят с доставчика си дали „студено валцована плоча“ в офертата се отнася за истинска ASTM-дефинирана ламарина или за по-тежък-студеновалцован-лист, тъй като приложимата таблица за допустими отклонения се различава между двете.

Таблица 1. Общи характеристики на горещовалцована-срещу студеновалцована-неръждаема плоча. Диапазоните са типична мелнична практика; потвърдете точните цифри спрямо конкретното издание на ASTM A480/A480M и спецификационния лист на продукта в сила за поръчката.

Какво означава „туршия и отгряване“ за плоча от неръждаема стомана?

„Мариновано и отгрято“ (и тясно свързаните с горещо{0}}валцувани термини HRAP и HRPO) описва термична-обработка и химическо-почистване, прилагана след валцуване - не е метод на валцуване сам по себе си - и това е, което възстановява корозионната устойчивост на плочата и подготвя повърхността за производство.

Отгряване

Тъй като-валцуваната неръждаема плоча, особено горещовалцуваната плоча, излиза от мелницата с вътрешно напрежение и зърнеста структура, която не е оптимизирана за пластичност или устойчивост на корозия. Отгряването загрява повторно плочата до температура на обработка с разтвор- (обикновено 1010–1120 градуса за обикновени аустенитни степени като 304/304L и 316/316L) и я задържа достатъчно дълго, за да разтвори карбидите и да хомогенизира микроструктурата, след което я охлажда достатъчно бързо - обикновено чрез закаляване с вода или бързо охлаждане с въздух по непрекъсната линия -, за да предпази хромните карбиди от утаяване по границите на зърната. Правилно загрята плоча е мека, пластична и без сенсибилизация, която може да доведе до междукристална корозия при по-късно заваряване или обслужване.

ецване

Както горещото валцуване, така и отгряването образуват оксидна нагар на повърхността, а слоят неблагороден метал директно под този нагар е обеднен на хром, което локално отслабва устойчивостта на корозия. Декапирането потапя или напръсква плочата в киселинна баня - обикновено смесен разтвор на азотна-флуороводородна киселина -, който разтваря котления камък и слоя-обеднен на хром под него, излагайки на показ чист метал, който може да -образува ре-пълноценен пасивен хром-оксиден филм при контакт с въздуха. Декапирането по ASTM A380 е стандартният-метод за индустрията за възстановяване на пасивацията след гореща работа; той също така леко грапави на повърхността в сравнение с непикано или ярко{11}}закалено покритие.

Защо двете стъпки винаги са сдвоени

Отгряването без декапиране оставя котлен камък и беден на хром-слой на повърхността, така че плочата не достига своята номинална корозионна производителност, въпреки че механичните й свойства са правилни. Декапирането без отгряване не засяга структурата на зърната или вътрешното напрежение. Поради тази причина сертификатите на мелницата за стандартна стокова плоча изброяват отгряване и ецване заедно и комбинацията се прилага за горещо валцована плоча (произвеждаща HRAP/HRPO, ASTM покритие №. 1) и за студено-валцована рулона (производствено покритие №. 2D или №. 2B, когато крайното минаване на кожата следва ецване) по същия начин.

Как се сравняват горещо валцуваните и студено валцуваните плочи по отношение на механичните свойства?

Както горещовалцуваната, така и студеновалцуваната аустенитна плоча трябва да отговарят на една и съща таблица за минимални механични свойства на ASTM A240/A240M за даден клас, когато се доставят в стандартно отгрято състояние; студено{4}}валцованият 2B материал обикновено се намира по-близо до горния край на този диапазон, тъй като окончателното преминаване на кожата оставя малко количество задържана студена обработка, но не се продава на отделна таблица с по-високи свойства.

ASTM A240 минимални механични свойства - общи степени, закалено състояние

Таблица 2. Минимални механични свойства по ASTM A240/A240M за обикновени класове аустенитни плочи в отгрято състояние. Тези минимуми се прилагат независимо от това дали плочата е горещо или студено валцована; винаги проверявайте спрямо текущото издание на A240/A240M и доклада от теста на мелницата (MTR) за специфичната топлина.

На практика студено{0}}валцуваната плоча 2B често се тества малко над тези минимуми за граница на провлачване, тъй като преминаването на лека температура (кожа) след отгряване въвежда малко, контролирано количество закаляване на деформация, докато напълно горещо{2}}валцуваната-и-загрята плоча -, която не получава последваща студена редукция -, се изпитва по-близо до отгрята базова линия. Нито едно от условията не променя корозионната устойчивост на сплавта, която се определя от химическия състав (съдържание на хром, молибден, азот, изразено като PREN) и от това колко пълно е възстановен пасивният слой по време на ецване, а не от пътя на валцуване.

Кои повърхностни покрития са налични на HR срещу CR плоча?

Горещовалцуваната плоча обикновено се доставя като ASTM A480 No. 1 покритие, докато студено{3}}валцованият продукт обхваща диапазон от скучния No. 2D през общото-предназначение No. 2B до яркото, огледално-подобно на BA покритие и всеки се определя от своя производствен път, а не от едно визуално описание.

Таблица 3. Повърхностни покрития на мелницата, обикновено определени върху плоча и лист от неръждаема стомана съгласно ASTM A480/A480M. Механично полирани покрития (No. 3, No. 4, No. 8, HL) се произвеждат след това чрез шлайфане или полиране и могат да се нанасят върху HR или CR основа.

Как се сравняват диапазонът на дебелината и толерансът на размерите?

Студеновалцованият материал поддържа по-строги толеранси на дебелина, ширина и плоскост, отколкото горещовалцуваната плоча със сравним размер, което е основната практическа причина производителите да плащат премия за него на части с плътно-напасване или козметични изисквания.

ASTM A480/A480M публикува отделни таблици за толеранси за горещо валцована плоча и за студено валцована ламарина и плоча. Допустимите отклонения на горещовалцуваната плоча варират както с дебелината, така и с ширината и обикновено се изразяват в по-широки ленти, тъй като горещата мелница има по-малко прецизен контрол върху крайния размер и защото термичното свиване по време на охлаждане въвежда допълнителна променливост.

Допустимите-студеновалцовани толеранси са по-строги в сравнимите диапазони на дебелина, а студеновалцованата-намотка често се изравнява-като последна стъпка специално, за да отговори на изпъкналостта на плоскостта, която горещовалцованата плоча не може да постигне икономически без отделна операция за изравняване или шлайфане. За проекти с изисквания за механична-обработка, формоване или-сглобяване-за сглобяване с тесни-допуски, уточняването на студено-валцуван материал - или горещо-валцована плоча, която е била нивелирана и обработена до размер -, обикновено е по-ценово-ефективно, отколкото да се опитвате да поддържате тесни допуски директно от гореща мелница.

Студеновалцуваната плоча по-скъпа ли е от горещо валцуваната плоча?

да Студено{1}}валцуваната неръждаема стомана обикновено струва повече на тон от горещо{2}}валцуваната неръждаема стомана от същия клас, обикновено в диапазона на забележима дву-цифрена процентна надбавка в зависимост от габарита, покритието и пазарните условия, тъй като маршрутът на студено-намаляване изисква значително повече стъпки на обработка и по-строг контрол на процеса.

Разликата в разходите идва от няколко комбинирани фактора: студеното валцуване изисква множество леки проходи, а не няколко тежки, което отнема повече машинно време на тон; по-високите-графици за намаляване се нуждаят от междинни отгрявания между преминаванията; яркото отгряване и изравняването на напрежението при много-стойки добавят капитал{2}}интензивни стъпки на процеса; а по-строгите толеранси на-качеството на размерите и повърхността, свързани със студено{4}}валцувания продукт, изискват по-внимателна-инспекция на процеса и по-висок процент на скрап/преработване, когато толерансите са пропуснати.

Купувачите трябва да претеглят тази премия спрямо действителното функционално изискване -, указвайки CR или BA покритие за компонент, който ще бъде боядисан, изолиран или скрит по друг начин от погледа и няма стегната-свързваща повърхност с толеранс е често срещан източник на разходи, които могат да бъдат избегнати в спецификацията на материалите.

Кое трябва да изберете - HR, CR или мариновано и отгрято - за вашето приложение?

Съпоставете състоянието на плочата с управляващото изискване на частта - структурна секция и дебелина, толеранс на размерите, външен вид на повърхността или услуга за корозия -, вместо да използвате по подразбиране най-високата-опция за завършване, тъй като всяка добавена стъпка на обработка добавя разходи, без непременно да подобрява производителността за това изискване.

Таблица 4. Насоки за избор, съпоставящи обичайните драйвери на приложения със състоянието на плочата. Винаги потвърждавайте конкретния ASTM A240/A480 финиш и допуск в поръчката за покупка и протокола от теста на мелницата.

Често задавани въпроси

Q: Винаги ли е горещо валцувана плоча от неръждаема стомана?

A: Не. Материал с или над приблизително 3/16 инча (4,76 mm) се класифицира като „плоча“ съгласно ASTM A480 и най-често е горещо валцуван, но линиите за студено{6}}намаляване също доставят по-тежък-студеновалцован материал -често продаван като „студеновалцувана плоча“ - до приблизително 1/4 инча. (6,35 мм) за резервоари, уреди и архитектурна употреба. Потвърдете действителния маршрут на валцуване и приложимата таблица с допустими отклонения с доставчика, вместо да правите предположения само от думата „плоча“.

Q: Студеното валцуване прави ли неръждаемата стомана по-здрава от горещото?

A: Незначително и само ако е оставен кожен проход в крайното състояние. Леко темпериране след отгряване (получаване на покритие No. 2B) въвежда малко количество задържана студена работа, която повишава якостта на провлачване малко над напълно загрята базова линия, но и горещо{2}}валцуваната, и студено{3}}валцуваната плоча трябва да отговарят на една и съща таблица с минимални свойства ASTM A240 за клас - студеното валцуване не е заместител на определен студен-работлив нрав.

Q: Каква е разликата между ецване и пасивиране?

A: Декапирането (ASTM A380) използва киселина за премахване на котлен камък и бедния на хром-метален слой под него, излагайки основния метал, който след това образува свой собствен пасивен филм при излагане на въздух. Пасивирането (ASTM A967) обикновено е отделна, по-мека обработка с киселина или лимонена киселина, прилагана след производството, за да се премахне замърсяването с свободно желязо - от рязане, шлайфане или работа - и да се насърчи образуването на пасивен филм върху вече-чиста повърхност. Доставената от мелница-плоча е маринована; пасивирането обикновено е стъпка от производителя или крайния-потребител, извършвана след машинна обработка или заваряване.

Q: Може ли след това горещо валцуваната плоча да се-завърши студено?

A: Не е икономично за самата основна плоча, но може да се приложи механично полирано покритие (No. 3, No. 4 или No. 8) върху повърхността на горещо валцована, байцована плоча и това е обичайна практика за архитектурни и -контактни с храни части, произведени от материал с по-голяма дебелина, който иначе би могъл да достави само студено-валцована рулона.

Q: Кое условие трябва да посоча, ако все още не съм сигурен?

A: За дебелина от или над 3/16 инча, без плътна плоскост или изискване за козметика, посочете горещо валцувани, темперирани и байцвани по ASTM A240/A480, покритие No. 1. За по-тънки габарити, тесен толеранс или видими повърхности, посочете студено валцувани, темперирани и байцвани, покритие No. 2B като общо-предназначение по подразбиране и преминете към 2D, BA или полирано покритие само ако приложението изрично го изисква.