A causa de la seva geometria única,Tubs d'acer inoxidable en forma d'U{0}(normalment els graus austenítics com 304, 316, 321, 347H, 310S, etc.) s'enfronten a reptes més complexos durant el tractament tèrmic que els tubs rectes-com ara una distribució desigual de tensions i una propensió al creixement del gra a les seccions doblegades. El tractament tèrmic adequat és crucial per garantir la seva estabilitat dimensional, resistència a la corrosió i propietats mecàniques. Els processos estàndard de tractament tèrmic per als acers inoxidables austenítics inclouen tractament amb solució, recuit d'alleujament de tensions, tractament d'estabilització i tractaments tèrmics dissenyats per eliminar la fase sigma (σ).
Procés de tractament tèrmic de canonades rectes d'acer inoxidable
1. Quins són els mètodes de tractament tèrmic per a l'acer inoxidable austenític?
I. Solució Tractament
El tractament amb solució és un procés de tractament tèrmic en què els components d'acer inoxidable s'escalfen a una temperatura de solució (1050-1100 graus). Això permet que tots els carburs-així com qualsevol martensita formada durant el treball en fred-es dissolguin completament i es transformin en austenita. Aleshores, el material es refreda ràpidament per retenir aquesta microestructura d'una-fàsica i d'alta-temperatura a temperatura ambient. Aquest tractament tèrmic produeix l'estat més suau amb la més alta ductilitat.
II. Tractament per alleujar l'estrès
Les tensions internes generades pel treball en fred es poden eliminar mitjançant un recuit a baixa -temperatura (275-450 graus durant 0,5-2 hores). Després d'aquest tractament, es milloren les propietats mecàniques; tanmateix, l'allargament es manté inalterat.
III. Tractament d'estabilització
Per evitar la corrosió intergranular, s'afegeixen petites quantitats de titani o niobi als acers austenítics, seguit d'un procés conegut com a tractament d'estabilització. Aquest tractament consisteix a escalfar el material a 900 graus, fent que la majoria dels carburs de crom es dissolguin. Aleshores, el carboni dissolt es combina amb el titani o el niobi per formar compostos de TiC o NbC que són més estables que els carburs de crom-evitant així que els carburs de crom precipitin als límits del gra. Aquest tractament no té un impacte significatiu en les propietats mecàniques.
IV. Tractament tèrmic per eliminar la fase σ
En els acers austenítics d'alt-crom amb un contingut insuficient de níquel, el tractament tèrmic pot provocar la formació de la fase σ, donant lloc a una disminució de la resistència a l'impacte de l'acer (valor ak). Per a aquesta classe d'acers, el rang de temperatures per a la formació de la fase σ- és d'aproximadament 500-970 graus. Evitant aquest interval de temperatura de formació i escalfant el material a una temperatura encara més alta, la fase σ es pot transformar en una fase de ferrita d'-alta temperatura, restaurant així la duresa del material.
2. Quins són els tractaments tèrmics recomanats per a tubs d'acer-formats en U-en fred?
Per als tubs d'acer inoxidable austenític en forma d'U-, el tractament tèrmic serveix principalment per als propòsits següents:
Alleujament de l'estrès: per eliminar les tensions internes residuals generades durant els processos de treball en fred i en calent-com ara flexió, soldadura i redreçament-, evitant així l'esquerdament per corrosió per tensió i millorant l'estabilitat dimensional.
Optimització de la resistència a la corrosió: Mitjançant el tractament en solució, per dissoldre els carburs que poden haver precipitat en els límits de gra, restaurant així la resistència a la corrosió òptima del material, especialment la seva resistència a la corrosió intergranular.
Suavització i millora de la plasticitat: per restaurar la microestructura-que s'hagi endurit a causa del treball en fred-a un estat suavitzat; això dóna com a resultat una estructura austenítica monofàsica-uniforme, millora la plasticitat i la tenacitat del material i facilita el processament o l'aplicació posteriors.
En funció dels objectius específics del tractament tèrmic, els tubs d'U{0}}se sotmeten principalment als dos processos següents:
I. Tractament amb solució (recuit complet)
Constitueix la forma més completa de tractament tèrmic i s'aplica en situacions que requereixen la màxima resistència a la corrosió i una ductilitat òptima.
A. Objectiu: per dissoldre completament les fases precipitades-com ara les fases de carburs i sigma (σ)-a la matriu austenítica, aconseguint així una microestructura uniforme-de fase única i eliminant completament totes les tensions-induïdes pel processament.
B. Flux del procés:
- Escalfament: escalfeu ràpidament el tub U-a un rang de temperatures d'entre 1050 i 1150 graus. La selecció de la temperatura específica ha de tenir en compte el grau d'acer (p. ex., els acers per a coixinets de molibdè- requereixen temperatures més altes) i la necessitat d'evitar l'engruiximent excessiu del gra.
- Remull: el temps de remull es calcula en funció del gruix de la paret, que normalment oscil·la entre 1 i 1,5 minuts per mil·límetre. Per exemple, un tub en U- amb un gruix de paret de 4,5 mm requeriria un temps de remull d'aproximadament 5 a 7 minuts. És essencial assegurar-se que totes les seccions del tub U--en particular les seccions doblegades-assoleixen uniformement la temperatura objectiu.
- Refrigeració: el refredament ràpid és el pas crític. Els tubs s'han d'apagar ràpidament amb aigua (o refredar-se per aspersió-en el cas dels tubs de paret fines-) per suprimir la reprecipitació dels carburs dins del rang de temperatura de sensibilització (de 850 a 400 graus). Per als tubs U-, s'han de dissenyar accessoris especialitzats o patrons de flux d'aigua específics per garantir que tant els radis interior com exterior de la corba es refredin de manera uniforme i ràpida, evitant així que un refredament desigual generi nous esforços residuals.
II. Recuit-d'alleujament d'estrès (recuit a baixa-temperatura)
Aquest procés s'utilitza quan l'objectiu principal és l'eliminació de la tensió residual, i quan els requisits de resistència a la corrosió intergranular no són especialment estrictes.
A. Objectiu: Per alleujar parcialment les tensions residuals, millorant així l'estabilitat dimensional i la resistència a l'esquerda per corrosió per tensió, alhora que s'evita un estovament excessiu del material o la inducció de deformacions importants.
B. Flux del procés:
- Calefacció: escalfeu els tubs a un rang de temperatura relativament baix de 275 graus a 450 graus.
- Remull: Mantingueu la temperatura (remull) durant una durada de 0,5 a 2 hores.
- Refrigeració: refredar lentament, normalment per refrigeració del forn o per aire. Aquest procés té un impacte mínim en la integritat dimensional (deformació) dels tubs U-.
3. Quines són les precaucions clau en el tractament tèrmic de tubs U-?
Per als tubs d'acer inoxidable austenític en forma d'U-, el tractament amb solució és el procés preferit per garantir un rendiment complet-, especialment la resistència a la corrosió; tanmateix, l'element crític rau a aconseguir un refredament ràpid i uniforme per evitar la precipitació del carbur. Per contra, el recuit d'alleujament-de tensió serveix com a solució de compromís-emprada sota requisits específics-que resulta en menys deformació i menor consum d'energia. En la pràctica de fabricació, el procés de tractament tèrmic s'ha de formular científicament i controlar-lo estrictament en funció del grau específic del material, les dimensions, l'historial de processament i l'entorn de servei previst dels tubs en forma d'U-.
I. Calefacció uniforme: la secció doblegada d'un tub en forma d'U-pot experimentar un escalfament desigual dins del forn; per tant, cal una col·locació adequada o l'ús de ventiladors de circulació per garantir un camp de temperatura uniforme.
II. Prevenció de la deformació: a temperatures elevades, els tubs en forma d'U-són susceptibles de deformar-se pel seu propi pes. S'han d'utilitzar suports o accessoris especialitzats per mantenir-los en la posició adequada.
III. Refrigeració ràpida i uniforme: Això constitueix el repte més gran en el tractament amb solució de tubs en forma d'U-. El mètode de refrigeració ideal consisteix a permetre que el medi de refrigeració (aigua) flueixi de manera ràpida i uniforme a través de les superfícies interiors i exteriors del tub. A la pràctica, això es pot aconseguir injectant aigua a pressió des d'un extrem mentre es deixa sortir per l'altre; aquesta tècnica garanteix que no es formin "zones estancades" o pel·lícules de vapor dins de la secció doblegada, facilitant així un refredament ràpid a tot el tub.
IV. Enregistrament dels paràmetres del procés: les dades relatives a cada cicle de tractament tèrmic-incloent la velocitat d'escalfament, la temperatura màxima, el temps de retenció i el mètode de refrigeració-s'han d'enregistrar estrictament per facilitar la traçabilitat i el control de qualitat.