نحوه عملیات حرارتی فولاد ضد زنگ: فرآیندها، دما و نکات کوره

یک مهندس کارخانه یک بار دسته ای از 304 براکت ضد زنگ را از طریق همان چرخه سخت شدنی که برای 420 تیغه ضد زنگ استفاده شده بود فرستاد. براکت ها بدون تغییر در سختی، پوشیده شده در مقیاس سنگین، و با رسوبات کروم-کاربید که مقاومت در برابر خوردگی آنها را از بین می برد، بیرون آمدند. کوره دقیقا همان کاری را که گفته شد انجام داد. خطای واقعی قبل از بارگیری اتفاق افتاد: خانواده آلیاژ برای دستور غذا اشتباه کردند.

این راهنما شامل این است که کدام آلیاژها را می توان سخت کرد، فرآیندهای عملیات حرارتی و محدوده دمایی مورد استفاده در عمل، پارامترهای کمتر واضحی که کیفیت را تعیین می کنند، و آنچه را که در تجهیزات کوره برای عملیات حرارتی فولاد ضد زنگ باید جستجو کرد.

فرآیند را با خانواده آلیاژی مطابقت دهید

فولاد ضد زنگ حاوی حداقل 10.5 درصد کروم است، اما خانواده آلیاژی تعیین می کند که مواد چگونه به دما پاسخ می دهند. سختی پذیری بستگی به این دارد که آیا ریزساختار در طی سرد شدن به مارتنزیت تبدیل می شود. رفتار پنج خانواده بسیار متفاوت است:

یک بررسی سریع گواهی کارخانه یا یک شناسایی مثبت مواد (PMI) از اکثر اشتباهات جلوگیری می کند. یک سیم پیچ شناسایی نادرست می تواند یک دسته کامل از قطعات را تولید کند که در تست های سختی یا خوردگی ناموفق هستند.

فرآیندهای عملیات حرارتی و محدوده کاری

شش چرخه تقریباً هر کار معمول عملیات حرارتی فولاد ضد زنگ را پوشش می دهد. محدوده های زیر نقطه شروع هستند. همیشه مشخصات تامین کننده آلیاژ را تایید کنید.

جایی که از فولاد ضد زنگ عملیات حرارتی استفاده می شود

اجزای ضد زنگ عملیات حرارتی معمولاً از نظر ایمنی یا سایش بحرانی هستند. یک تخمین معقول از توزیع مصرف نهایی به این صورت است:

هوافضا تقاضا برای نمرات سخت شده با بارش را برای کاهش وزن و در عین حال حفظ استحکام بالا می برد. خودرو از قطعات مارتنزیتی در شفت ها، سیستم های سوخت و اجزای انتقال استفاده می کند. کاربردهای پزشکی و کارد و چنگال به سختی بالا و حفظ لبه بستگی دارد. پردازش انرژی و شیمیایی برای مقاومت در برابر خوردگی به گریدهای آستنیتی و دوبلکس آنیل شده با محلول متکی است. این گسترش همچنین الزامات تجهیزات را توضیح می دهد: یکنواختی دمای خوب، کنترل جو، چرخه های فرآیند مستند، و قابلیت ردیابی.

پارامترهای پنهانی که موفقیت را تعیین می کنند

دستور العمل های خوب لازم هستند اما کافی نیستند. تفاوت بین یک چرخه قابل اعتماد و یک چرخه غیرقابل اعتماد معمولاً در جزئیاتی است که به راحتی نمی توان آنها را از دست داد:

• زمان خیساندن: رسیدن به نقطه تنظیم با قرار گرفتن در دما یکسان نیست. یک قانون رایج 30 دقیقه خیساندن به ازای هر 25 میلی متر مقطع پس از رسیدن ترموکوپل بار به هدف است، با زمان اضافی برای بارهای متراکم.
• کنترل جو: در هوا، گریدهای مارتنزیتی با کربن بالا، کربن سطحی را از دست می‌دهند (دکربوریزاسیون)، و سطحی نرم و کم خستگی ایجاد می‌کنند. برای سخت شدن نهایی 440 درجه سانتیگراد، خلاء یا گاز بی اثر ترجیح داده می شود.
• سرعت انتقال خاموش: قطعات را در چند ثانیه از کوره به خاموش کردن منتقل کنید. تیغه های نازک اغلب بین صفحات آلومینیومی به صورت صفحه خاموش می شوند تا از اعوجاج جلوگیری شود.
• بی درنگ خشم: برای جلوگیری از ترک خوردن، بلافاصله پس از خاموش کردن، نمرات مارتنزیتی را تمپر کنید و برای تثبیت ساختار از یک مزاج مضاعف استفاده کنید.
• آستنیت حفظ شده: یک درمان زیر صفر بین خاموش کردن و تمپر، آستنیت باقیمانده را تبدیل می‌کند و معمولاً 1-2 HRC را در گریدهای کربن بالا اضافه می‌کند.

منحنی تمپرینگ زیر نشان می دهد که چرا مرحله تلطیف نیز یک تصمیم طراحی است. این مقادیر معمولی برای درجه مارتنزیتی با کربن بالا (440C) هستند. هر آلیاژ کمی متفاوت رفتار می کند.

توجه داشته باشید که تلطیف در محدوده 425-550 درجه سانتیگراد می تواند مقاومت به خوردگی را در برخی از گریدهای مارتنزیتی کاهش دهد. محدوده تمپرینگ را با در نظر گرفتن محیط سرویس، نه فقط هدف سختی، انتخاب کنید.

گردش کار عملی عملیات حرارتی

برای یک بخش مارتنزیتی یا سخت شدن بارندگی، دنباله زیر نتایج قابل تکراری را ایجاد می کند.

انتخاب تجهیزات کوره و تخمین ROI

کوره مناسب برای عملیات حرارتی فولاد ضد زنگ برای اکثر آستنیته کردن مارتنزیتی و PH باید حداقل به 1100 درجه سانتیگراد برسد، یکنواختی را در سراسر منطقه کار حفظ کند و جو را کنترل کند. الف سری کوره های با دمای بالا پوشش 1000-1300 درجه سانتیگراد ستون فقرات چنین مغازه ای است.

برای آستنیته کردن و بازپخت دسته‌های کوچک تا متوسط، یک کوره مقاومتی جعبه‌ای با گرمایش چند طرفه یکنواختی خوبی را بدون سیستم گاز پیچیده فراهم می‌کند:

کوره مقاوم از نوع جعبه ای پایدار برای عملیات حرارتی دسته ای کوچک تا متوسط این کوره مقاومتی جعبه‌ای گرمایش چند وجهی یکنواخت را ارائه می‌دهد و آن را برای آستنیته کردن و بازپخت دسته‌های کوچک تا متوسط در آزمایشگاه‌ها و تحقیق و توسعه بدون سیستم‌های گاز پیچیده مناسب می‌سازد. مشاهده محصول →

هنگامی که سطوح روشن مورد نیاز است - به عنوان مثال، سخت شدن ابزار جراحی یا تیغه های چاقو - یک کوره اتمسفر خلاء از رسوب زدایی و کربن زدایی جلوگیری می کند و نیاز به سنگ زنی پس از فرآیند را برطرف می کند:

کوره اتمسفر خلاء با تایمر برای سخت شدن سطح روشن مناسب برای سخت کردن ابزار جراحی یا تیغه‌های چاقو، این کوره اتمسفر خلاء از رسوب‌زدایی و کربن‌زدایی جلوگیری می‌کند و نیاز به آسیاب پس از فرآیند را کاهش می‌دهد و در عین حال امکان پردازش اتمسفر کنترل‌شده را فراهم می‌کند. مشاهده محصول →

برای آزمایشگاه‌های تحقیق و توسعه که مقادیر کوچکی از گریدهای مختلف را پردازش می‌کنند، یک کوره لوله‌ای با ورودی‌های گاز بی‌اثر امکان تغییرات سریع اتمسفر و آزمایش دستور ساده را می‌دهد:

کوره لوله خلاء آنتی اکسیدانی با گزینه های دمایی متعدد این کوره لوله ای هوا به عنوان کم هزینه ترین گزینه، یکنواختی متوسطی را فراهم می کند و برای قطعات مارتنزیتی ساده و مارتنزیتی کم کربن، ایده آل برای آزمایشگاه های با بودجه مناسب کار می کند. مشاهده محصول →

مقایسه ROI باید شامل مصرف انرژی، مصرف آرگون یا نیتروژن، نگهداری، کالیبراسیون و هزینه قطعات رد شده باشد. یک کوره خلاء هزینه اولیه بیشتری دارد، اما برای گریدهای کربن بالا، لایه‌های کربن‌زدایی را حذف می‌کند، ماشین‌کاری پست را کاهش می‌دهد و کارهایی را باز می‌کند که کوره هوایی نمی‌تواند نقل قول کند. وقتی حجم آن را توجیه می کند، حق بیمه معمولاً به سرعت بازپرداخت می کند.

نگهداری و انطباق

عملیات حرارتی یک فرآیند واجد شرایط است، نه یک عملیات تنظیم و فراموش کردن. نگهداری و مستندات معمول، سختی و عملکرد خوردگی را در حد مشخصات نگه می دارد.

• کالیبره کردن ترموکوپل ها و ابزار: برای کارهای هوافضا یا پزشکی، الزامات پیرومتری AMS 2750 را دنبال کنید. حتی در خارج از صنایع تحت نظارت، کالیبراسیون سالانه ترموکوپل ها و کنترل کننده های بار از تغییر دما جلوگیری می کند.
• بررسی عناصر و عایق: عناصر گرمایش در نقاط داغ تخریب می شوند و فیبر نسوز ترک خورده رفتار گرمایشی را تغییر می دهد. در فواصل زمانی برنامه ریزی شده بازرسی کنید و قطعات را در مجموعه های همسان تعویض کنید.
• نظارت بر خلوص اتمسفر: دستگاه های تصفیه نیتروژن یا آرگون و سیستم های خلاء نیاز به بررسی نشت و نظارت بر نقطه شبنم یا اکسیژن دارند. یک درزگیر نشتی یک چرخه سخت شدن روشن را به چرخه کربورسازی تبدیل می کند.
• هر بار را مستند کنید: آلیاژ، عدد حرارت، کوره، موقعیت ترموکوپل، زمان خیساندن، محیط خاموش کردن، و نتایج سختی را ثبت کنید. قابلیت ردیابی پایه و اساس ISO 9001 و پذیرش مشتری است.

فولاد ضد زنگ عملیات حرارتی زمانی قابل پیش بینی می شود که به عنوان مهندسی خاص آلیاژی به جای یک کار گرمایش عمومی در نظر گرفته شود. درجه را شناسایی کنید، چرخه صحیح را انتخاب کنید، جو را کنترل کنید و هر بار را تأیید کنید. کوره ای با یکنواختی دمای واقعی و کنترل مستند - پشتیبانی شده توسط سازنده با تحقیق و توسعه عملیات حرارتی کاربردی، مانند Shanghai Dengsheng's همکاری های پژوهشی صنعت و دانشگاه - یک دستور العمل نوشته شده را به یک فرآیند تولید قابل تکرار تبدیل می کند.