Á sviði efnisvísinda og verkfræði er hitameðferð algengt ferli sem notað er til að aðlaga vélrænni eiginleika stáls, svo sem styrk, hörku og hörku. Með því að stjórna upphitunar- og kælingarhraða er hægt að breyta smásjá stáls til að uppfylla sérstakar kröfur um forrit. Hins vegar svara ekki allar tegundir af stáli við hitameðferð. Meðal ýmissa stálflokka er austenitic ryðfríu stáli yfirleitt talið gerð sem ekki er hægt að styrkja með hefðbundnum hitameðferðaraðferðum eins og svala og mildun. Þessi frétt mun kanna ástæður að baki þessu, einkenni austenitísks ryðfríu stáli og hagnýtri notkun þess.
Hvers vegna er ekki hægt að meðhöndla austenitic ryðfríu stáli til að styrkja
Til að skilja hvers vegna ekki er hægt að meðhöndla austenitic ryðfríu stáli er nauðsynlegt að skýra fyrst meginregluna um styrkingu hitameðferðar. Fyrir flest stál, sérstaklega kolefnisstál og sum álfelgur, virkar hitameðferð með því að umbreyta smásjá þeirra. Til dæmis getur hátt - hitastig austenitization fylgt eftir með skjótum slökktri umbreytt smásjánni í martensite, sem er erfitt og brothætt. Síðari mildun getur aðlagað eiginleika til að ná jafnvægi styrkleika og hörku. Þetta ferli treystir á getu stálsins til að gangast undir fasa umbreytingar við mismunandi hitastig.
Austenitic ryðfríu stáli hefur þó stöðugt austenitic smásjá við stofuhita. Helstu málmblöndur þess eru króm (16-26%) og nikkel (8-24%), sem koma á stöðugleika í austenitískum fasi jafnvel við lágt hitastig. Ólíkt öðrum stálum gengur austenitic ryðfríu stáli ekki í fasa umbreytingu í martensít við slökkt. Þegar það er hitað að háu hitastigi (td 1000-1100 gráðu) og síðan kælt hratt, er smíði þess áfram austenitísk og það er engin marktæk breyting á hörku eða styrk. Þess vegna getur hefðbundin slökkvi- og mildunarferli ekki styrkt það.
Það skal tekið fram að austenitískt ryðfríu stáli getur gengist undir „lausn“ lausnar “, en þetta er ekki styrkjandi hitameðferð. Lausn annealing felur í sér að hita stálið upp í 1000-1150 gráðu til að leysa upp karbíð í austenitic fylkið, fylgt eftir með skjótum kælingu til að koma í veg fyrir úrkomu karbíts við kornamörk. Þetta ferli bætir tæringarþol með því að draga úr úrkomu karbíts, en það eykur ekki styrk; Reyndar getur það jafnvel dregið úr hörku vegna brotthvarfs allra núverandi botnfalls.
Einkenni austenitic ryðfríu stáli
Þrátt fyrir að ekki sé hægt að styrkja austenitic ryðfríu stáli með hitameðferð, þá hefur það sett af einstökum eiginleikum sem gera það mikið notað í ýmsum atvinnugreinum:
Framúrskarandi tæringarþol: Hátt króminnihald myndar þéttan krómoxíðfilmu á yfirborðinu, sem passar stálið og kemur í veg fyrir frekari tæringu. Þetta gerir það hentugt fyrir notkun í rakt, súru eða saltvatnsumhverfi.
Góð sveigjanleiki og formleiki: Austenitic smíði þess gefur henni mikla sveigjanleika, sem gerir kleift að auðvelda vinnslu eins og beygju, stimplun og suðu. Þetta er sérstaklega mikilvægt fyrir framleiðslu flókið - laga íhluti.
Hár - Hitastig stöðugleiki: Það heldur austenitic uppbyggingu sinni við hátt hitastig, standast oxun og heldur vélrænni eiginleika. Þetta gerir það hentugt fyrir hátt - hitastigsforrit eins og ofnhluta og hitaskipti.
Non - segulmagnaðir eiginleikar: Flest austenitísk ryðfríu stáli eru ekki - segulmagnaðir í glituðu ástandi, sem er hagstætt í forritum þar sem þarf að forðast segul truflun, svo sem í læknabúnaði og rafrænum íhlutum.
Hvernig á að auka styrk austenitísks ryðfríu stáli
Þar sem ekki er hægt að styrkja austenitic ryðfríu stáli með hitameðferð, nota framleiðendur venjulega kuldavinnu til að bæta styrk sinn. Kaldir vinnuferlar, svo sem að rúlla, teikna eða stimplun, afmynda stálið við stofuhita, sem veldur uppsöfnun og vinnuherðun í smíði. Þetta eykur styrk og hörku efnisins, þó að það geti dregið úr sveigjanleika.
Sem dæmi má nefna að 304 ryðfríu stáli, algeng austenitísk ryðfríu stáli, hefur togstyrk um 515 MPa í glitnuðu ástandi. Eftir kuldavinnu getur togstyrkur þess náð 860 MPa eða hærra. Þessi aðferð gerir austenitic ryðfríu stáli kleift að uppfylla styrkþörf í sérstökum forritum án þess að treysta á hitameðferð. Að auki er hægt að styrkja sum austenitísk ryðfríu stáli með því að bæta köfnunarefni, sem myndar traustar lausnir með austenitic fylkinu til að bæta styrk, en þetta er málmblöndu frekar en hitameðferð.
Algengar gerðir og notkun austenitísks ryðfríu stáli
Austenitic ryðfríu stáli inniheldur vel - þekktar einkunnir eins og 304, 316, 321 og 310, hver með aðeins mismunandi samsetningar og notkunarsvið:
304 ryðfríu stáli: mest notaða austenitic ryðfríu stáli, sem inniheldur 18% króm og 8% nikkel. Það er hentugur fyrir matvælavinnslubúnað, eldhúsáhöld og arkitektúrskreytingar vegna góðrar tæringarþols og mótunar.
316 ryðfríu stáli: Bætir mólýbden við 304 og bætir viðnám gegn tæringu í klóríðumhverfi. Það er notað í sjávarbúnaði, efnageymslutönkum og lækningatækjum.
310 ryðfríu stáli: hefur hærra króm og nikkelinnihald (25% Cr, 20% Ni), sem býður upp á framúrskarandi hátt - oxunarviðnám hitastigs. Það er notað í iðnaðarofnum, hitameðferðarbúnaði og útblásturskerfi.
Þessi forrit nýta sér tæringarþol Austenitic ryðfríu stáli, formanleika og há - hitastig stöðugleika - eiginleika sem eru ekki háðir hitameðferð. Jafnvel án hita - framkallað styrkingu, gera eðlislæg einkenni þess óbætanleg á mörgum sviðum.
Samanburður við önnur stál sem hægt er að meðhöndla hita
Til að varpa ljósi á sérstöðu austenitísks ryðfríu stáli er hægt að bera það saman við stál sem bregðast vel við hitameðferð:
Kolefnisstál: Til dæmis er hægt að slökkva og mildað 1045 kolefnisstáli til að auka hörku frá 197 Hb í yfir 500 Hb, sem gerir það hentugt fyrir stokka og gíra.
Martensitic ryðfríu stáli: svo sem 440C, sem getur myndað martensít með því að slökkva, ná mikilli hörku (allt að 58 HRC) til að skera verkfæri og legur.
Alloy Steel: Eins og 4140, sem sameinar mikinn styrk og hörku eftir hitameðferð, notuð í bifreiðum og burðarhluta.
Aftur á móti er vanhæfni austenitísks ryðfríu stáli til að vera meðhöndluð hitameðferð til að styrkja með tæringarþol þess og formanleika, sem gerir það að viðbótarefni í iðnaðarframkvæmdum.
Niðurstaða
Austenitic ryðfríu stáli stendur upp úr sem tegund af stáli sem ekki er hægt að styrkja með hefðbundinni hitameðferð. Stöðug Austenitic smásjá, sem standast umbreytingar á fasa við upphitun og kælingu, er lykilástæðan. Í stað þess að reiða sig á hitameðferð öðlast það styrk með köldum vinnu og uppfyllir iðnaðarþörf með framúrskarandi tæringarþol, formanleika og háum- hitastigsstöðugleika.
Að skilja einkenni austenitísks ryðfríu stáli hjálpar verkfræðingum og framleiðendum að velja viðeigandi efni. Í forritum sem krefjast bæði tæringarþols og miðlungs styrks, svo sem matvælavinnslu og efnabúnaðar, er austenitic ryðfríu stáli kjörið val. Eftir því sem efnistækni fer fram geta nýjar Austenitic ryðfríu stáli einkunnir bætt afköst enn frekar með hagræðingu álfelganna, en grundvallareinkenni þeirra á því að vera ekki hiti - sem hægt er að meðhöndla til að styrkja er óbreytt.
Fyrir þá sem leita að stáli sem hægt er að stilla með hitameðferð, eru kolefnisstál, álstál eða martensitic ryðfríu stáli betri kostir. Hins vegar, þegar tæringarþol og formleiki er forgangsröð, er austenitic ryðfríu stáli óviðjafnanlegt þrátt fyrir vanhæfni þess til að meðhöndla hitastig.
