Austenitni nehrđajući čelik ne može se očvrsnuti toplinskom obradom. Svrha toplinske obrade ovih legura je ukloniti učinak otvrdnjavanja hladnim radom, ponovno otopiti štetne sekundarne faze i smanjiti zaostalo naprezanje na prihvatljivu razinu. Toplinska obrada također može proizvesti rekristalizirane strukture s manjim veličinama zrna u hladno obrađenom nehrđajućem čeliku.
Žarenje u otopini može omekšati materijale nakon hladne obrade i otopiti sekundarne faze koje se mogu istaložiti tijekom vruće obrade ili procesa zavarivanja. Pojam "potpuno žarenje" obično se odnosi na materijal koji je u optimalnom metalurškom stanju, s potpunim otapanjem sekundarne faze i potpunom homogenizacijom metalografske strukture. Potpuno žareni nehrđajući čelik ima najbolju otpornost na koroziju i duktilnost. Zbog činjenice da se žarenje u krutoj otopini provodi na visokim temperaturama, žarenje u zračnom okruženju može stvoriti oksidne naslage na površini, koje se moraju ukloniti uklanjanjem kamenca ili dekapiranjem kako bi se obnovila otpornost površine na koroziju.
pripremiti
Prije žarenja potrebno je ukloniti površinsku mast, ulje, tekućinu za rezanje, mazivo za oblikovanje, oznake u boji i druge onečišćenje. Žarenjem se onečišćivači mogu "zapaliti" u površinu i moraju se samljeti, inače ih je teško ukloniti. Infiltracija zagađivača koji sadrže ugljik u površinu može uzrokovati karbonizaciju ili senzibilizaciju, što može lako dovesti do interkristalne korozije tijekom uporabe. Stoga je površinsko čišćenje prije toplinske obrade ključno za osiguranje kvalitete proizvoda. Metode čišćenja uključuju namakanje ili raspršivanje kemijskih reagensa. Sredstva za čišćenje koja se koriste za odmašćivanje nehrđajućeg čelika uključuju vruće alkalne otopine i kemijska otapala.
Mora se izbjegavati da metali niske točke taljenja kao što su olovo, bakar i cink zagade površinu. Tijekom žarenja, oni mogu uzrokovati infiltraciju granica zrna, što dovodi do takozvane krtosti tekućeg metala i intergranularnog pucanja. Stoga je prije tretmana na visokim temperaturama, kao što je žarenje i zavarivanje, potrebno očistiti zaostale onečišćenja na površini.
temperatura
Minimalna temperatura žarenja odnosi se na najnižu temperaturu pri kojoj mikrostruktura homogenizira i otapa karbide i intermetalne taloge. Kako bi se osiguralo potpuno otapanje taloga i povratila otpornost na koroziju, temperatura žarenja mora biti viša od te temperature. Gornja granica temperature žarenja temelji se na odsustvu savijanja, izbjegavanju pretjeranog rasta zrna i smanjenju broja oksidnih ljuskica koje je teško očistiti koliko god je to moguće. Sljedeća tablica navodi minimalne temperature žarenja za neke austenitne nehrđajuće čelike. Austenitni nehrđajući čelik visoke učinkovitosti zahtijeva homogenizaciju svoje mikrostrukture na visokim temperaturama, tako da je njihova temperatura žarenja u otopini viša od temperature standardnog austenitnog nehrđajućeg čelika.
vrijeme žarenja
Održavanje temperature žarenja u otopini 2-3 minuta dovoljno je za otapanje male količine karbida i drugih sekundarnih faza, a također može omekšati hladno oblikovani materijal. Tijekom žarenja u otopini, kako bi se osiguralo da izradak dosegne temperaturu žarenja u otopini izvana prema unutra, vrijeme izolacije je obično 2-3 minuta po milimetru debljine. Ako je količina taloga velika, posebno kod χ i σ Kada su u fazi, potrebno je produljiti vrijeme izolacije.
Ako je vrijeme žarenja u otopini predugo ili je temperatura previsoka, stvorit će se velika količina oksidne kore, što čišćenje čini teškim i skupim. Dugotrajno žarenje također povećava mogućnost nekvalificirane dimenzijske deformacije tijekom procesa toplinske obrade. Visoki sadržaj molibdena i visokoučinkoviti austenitni nehrđajući čelik brzo stvaraju oksidne naslage u prirodno ventiliranoj peći. Molibden trioksid obično ispari i napusti površinu kao plin. Ako je isparavanje inhibirano, tekući molibden trioksid će se nakupljati na površini, ubrzavajući proces oksidacije. To je ono što se naziva "intenzivna oksidacija". Mjere za smanjenje oksidacije čelika s visokim sadržajem molibdena uključuju:
• Izbjegavajte uvjete koji sprječavaju isparavanje (prečvrsto punjenje i prečvrsto brtvljenje peći);
• Materijali s jakim oksidnim kamencem ne mogu se ponovno žariti;
• Izbjegavajte produljeno izlaganje okruženjima iznad minimalne temperature žarenja;
• Koristite najnižu moguću temperaturu žarenja;
• Koristite zaštitnu atmosferu.
atmosfera
Zrak i oksidirajući plinovi izgaranja čine najekonomičniju i najučinkovitiju atmosferu za žarenje nehrđajućeg čelika. Međutim, oksidna opna nastala žarenjem na zraku mora se ukloniti kako bi se obnovila otpornost na koroziju. Zaštitne atmosfere kao što su argon, helij, vodik, krekirani amonijak, smjesa vodik/dušik i vakuum mogu smanjiti stvaranje oksidnih naslaga, ali cijena je relativno visoka. Svijetlo žarenje općenito se provodi u vodiku ili krekiranom plinu amonijaku s točkom rosišta od -40 stupnjeva C ili niže. U normalnim radnim uvjetima, žarenje u zaštitnoj atmosferi neće proizvesti vidljivu oksidnu kožu, tako da nema potrebe za čišćenjem nakon žarenja.
hlađenje
Kako bi se spriječilo taloženje krom karbida ili drugih intermetalnih faza, austenitni nehrđajući čelik može zahtijevati brzo hlađenje nakon žarenja. Potreba za brzim hlađenjem i izbor metode hlađenja ovise o veličini presjeka i stupnju.
U velikoj većini slučajeva, 304L i 316L s tankim presjecima neće precipitirati štetne faze nakon hlađenja zrakom. Kako se povećava veličina poprečnog presjeka, sadržaj ugljika i sadržaj legure, povećava se i potreba za brzim hlađenjem. Austenitni nehrđajući čelik visoke učinkovitosti zahtijeva brzo hlađenje bez obzira na debljinu. Uobičajene metode hlađenja uključuju prisilno hlađenje zrakom, hlađenje raspršivanjem vode ili hlađenje kaljenjem vodom. Nakon vakuumskog žarenja, gašenje inertnim plinom neće proizvesti oksidnu kožu.
Ako žareni materijal još treba podvrgnuti vrućoj obradi kao što je zavarivanje, najbolje je izvršiti maksimalno hlađenje kao što je kaljenje vodom nakon žarenja. To može učiniti materijal otpornijim na štetne učinke uzrokovane kasnijim toplinskim ciklusima. Pri odabiru metoda hlađenja treba uzeti u obzir moguće deformacije i nova zaostala naprezanja.
Čišćenje nakon žarenja
Zbog visokog sadržaja kroma u toplinski obrađenoj oksidnoj koži, sadržaj kroma u metalu uz oksidnu kožu je smanjen, što rezultira smanjenjem otpornosti na koroziju. Za potpunu obnovu otpornosti na koroziju, potrebno je ukloniti oksidnu kožu i sloj lošeg metalnog kroma.
Najčešće korištena metoda čišćenja je sačmarenje kako bi se uklonio kamenac oksida, nakon čega slijedi ispiranje kiselinom kako bi se uklonio loš metalni krom. Najčešća metoda za luženje nehrđajućeg čelika je dekapiranje potapanjem, koje se također može izvesti raspršivanjem, gelom i mastima.
Kiselina koja se koristi za kiseljenje je vrlo štetna i mora se koristiti u skladu sa sigurnosnim propisima (prozračivanje, nošenje zaštitnih naočala i rukavica, nošenje zaštitne odjeće itd.). Radni komad nakon luženja mora se neutralizirati i temeljito isprati s velikom količinom čiste vode s niskim sadržajem klora. Odvojeno prikupiti i odložiti otpadnu tekućinu u skladu s lokalnim propisima o gospodarenju opasnim otpadom.