¿Cuáles son los tratamientos térmicos para el acero inoxidable?

¿Cuáles son los tratamientos térmicos para el acero inoxidable?

1 acero inoxidable ferrítico

El elemento de aleación principal es Cr, o se añade una pequeña cantidad de elementos de ferrita estables, como Al, Mo, etc., y la estructura es ferrita.y las propiedades no pueden ajustarse mediante tratamiento térmicoTiene una cierta plasticidad y es relativamente frágil. Tiene una buena resistencia a la corrosión en medios oxidantes (como el ácido nítrico) y una baja resistencia a la corrosión en medios reductores.

2 Acero inoxidable austenítico

Contiene un alto Cr, generalmente superior al 18%, y contiene alrededor del 8% de Ni. Algunos usan Mn en lugar de Ni. Para mejorar aún más la resistencia a la corrosión, elementos como Mo, Cu, Si, Ti, Nb, etc.debe añadirseNo sufre cambios de fase cuando se calienta y enfría, y no puede ser reforzado por tratamiento térmico.Tiene una fuerte resistencia a la corrosión de los medios oxidantes, y después de añadir Ti y Nb, tiene una mejor resistencia a la corrosión intergranular.

3 acero inoxidable martensítico

El acero inoxidable martensítico contiene principalmente 12 ~ 18% de Cr, y la cantidad de C se ajusta según sea necesario, generalmente de 0,1 ~ 0,4%.Algunos para mejorar la estabilidad anti-temperado, añadir Mo, V, Nb, etc. Después de calentar a alta temperatura y enfriar a una cierta velocidad, la estructura es básicamente martensita.algunos pueden contener una pequeña cantidad de ferritaLos cambios de fase se producen al calentar y enfriar, por lo que la estructura y la morfología del tejido se pueden ajustar en un amplio rango, cambiando así las propiedades.La resistencia a la corrosión no es tan buena como la austenita.Tiene una buena resistencia a la corrosión en ácidos orgánicos y una baja resistencia a la corrosión en medios como el ácido sulfúrico y el ácido clorhídrico.

4 Acero inoxidable dúplex ferrítico-austenítico

En general, el contenido de Cr es de 17 ~ 30%, y el contenido de Ni es de 3 ~ 13%.Dependiendo de la proporción de elementos de aleaciónEn la actualidad, el acero inoxidable duplex es un acero inoxidable con dos fases que existen al mismo tiempo, debido a que contiene ferrita y elementos de refuerzo.después del tratamiento térmicoEn el caso del acero inoxidable austenítico, su resistencia es ligeramente superior a la del acero inoxidable austenítico, y su plasticidad y dureza son buenas.Tiene una alta resistencia a la corrosión, especialmente en medios que contienen Cl y agua de mar, y tiene una buena resistencia a la corrosión por agujeros, la corrosión por grietas y la corrosión por esfuerzo.

5 Acero inoxidable endurecido por precipitación

La composición se caracteriza por que además de elementos como C, Cr y Ni, también contiene elementos como Cu, Al y Ti que pueden precipitarse con el tiempo.Las propiedades mecánicas se pueden ajustar mediante tratamiento térmico, pero su mecanismo de refuerzo es diferente al del acero inoxidable martensítico.Así que su resistencia a la corrosión es mejor que el acero inoxidable martensítico y equivalente al acero inoxidable austenítico Cr-Ni.

Tratamiento térmico de acero inoxidable

Las características de composición del acero inoxidable, que está compuesto por un gran número de elementos de aleación, principalmente Cr, son las condiciones básicas para su resistencia al acero inoxidable y a la corrosión.Para dar pleno juego al papel de los elementos de aleación y obtener propiedades mecánicas y de resistencia a la corrosión ideales, también debe lograrse mediante métodos de tratamiento térmico.

1 Tratamiento térmico del acero inoxidable ferrítico

El acero inoxidable ferrítico es generalmente una estructura única de ferrita estable que no sufre cambio de fase cuando se calienta y enfría, por lo que las propiedades mecánicas no se pueden ajustar mediante tratamiento térmico.Su propósito principal es reducir la fragilidad y mejorar la resistencia a la corrosión intergranular.

Fragilidad en fase 1σ

El acero inoxidable ferrítico es muy fácil de generar σ fase, que es un compuesto metálico rico en Cr que es duro y quebradizo.hacer que el acero sea frágil y aumentar la susceptibilidad a la corrosión intergranularLa formación de la fase σ está relacionada con la composición. Además de Cr, Si, Mn, Mo, etc., todos promueven la formación de la fase σ. También está relacionada con el proceso de procesamiento,especialmente para calentar y permanecer en el rango de 540 ~ 815 °C, lo que promueve la formación de la fase σ. Sin embargo, la formación de la fase σ es reversible,y se vuelve a calentar a una temperatura superior a la temperatura de formación de la fase σ lo disolverá en la solución sólida.

2Fragilidad a 475°C

Cuando el acero inoxidable ferrítico se calienta durante mucho tiempo en el rango de 400 ~ 500 ° C, mostrará las características de mayor resistencia, menor dureza y mayor fragilidad.Es especialmente evidente a 475°C.Esto se debe a que, a esta temperatura, los átomos de Cr en la ferrita se reorganizarán para formar un pequeño área rica en Cr que es consistente con la fase original,causando distorsión de la red y tensión internaCuando se forma la zona rica en Cr, debe aparecer una zona pobre en Cr, lo que tiene un impacto negativo en la resistencia a la corrosión.Cuando el acero se vuelve a calentar a una temperatura superior a 700 °C, se eliminarán la distorsión y la tensión interna, y la fragilidad a 475°C desaparecerá.

3Fragilidad a altas temperaturas

Cuando se calienta a más de 925 ° C y se enfría rápidamente, los compuestos formados por Cr, C, N, etc. se precipitan dentro de los granos y los límites de los granos, causando un aumento de la fragilidad y la corrosión intergranular.Este compuesto puede eliminarse por enfriamiento rápido después de calentar a una temperatura de 750 ~ 850 °C.

Proceso de tratamiento térmico:

1Anillado

Para eliminar la fase σ, la fragilidad a 475 °C y la fragilidad a altas temperaturas, se puede utilizar un tratamiento de recocido, calentamiento y aislamiento a 780 ~ 830 °C, y luego enfriamiento por aire o enfriamiento por horno.

Para el acero inoxidable ferrítico ultrapuro (con un contenido de C ≤ 0,01%, controlando estrictamente Si, Mn, S y P), la temperatura de calentamiento por recocido puede aumentarse.

Tratamiento para aliviar el estrés

Si el recocido no es adecuado en circunstancias específicas, el calentamiento, el aislamiento, el recubrimiento, el recubrimiento, el recubrimiento, el recubrimiento, el recubrimiento, el recubrimiento, el recubrimiento, el recubrimiento, el recubrimiento, el recubrimiento, el recubrimiento, el recubrimiento, el recubrimiento, el recubrimiento, el recubrimiento, el recubrimiento, etc.y el enfriamiento por aire se puede realizar en el rango de 230 ~ 370 °C para eliminar parte de la tensión interna y mejorar la plasticidad.

2 Tratamiento térmico del acero inoxidable austenítico

El efecto de Cr, Ni y otros elementos de aleación en el acero inoxidable austenítico hace que el punto Ms caiga por debajo de la temperatura ambiente (-30 a -70 °C).por lo que no se produce ninguna transformación de fase por encima de la temperatura ambiente durante el calentamiento y enfriamientoPor lo tanto, el objetivo principal del tratamiento térmico del acero inoxidable austenítico no es cambiar las propiedades mecánicas, sino mejorar la resistencia a la corrosión.

1 Tratamiento en solución de acero inoxidable austenítico

efecto:

Precipitación y disolución de los carburos de aleación en acero

El C es uno de los elementos de aleación contenidos en el acero. Además de su efecto de fortalecimiento, es perjudicial para la resistencia a la corrosión.El efecto es aún peor., por lo que deben hacerse esfuerzos para reducir su presencia. Por esta razón, basado en las características de C que cambia con la temperatura en austenita, es decir, la solubilidad es grande a altas temperaturas y la solubilidad es pequeña a bajas temperaturas.Se informa que la solubilidad de C en austenita es 0.34% a 1200 °C; 0.18% a 1000 °C; 0.02% a 600 °C; y aún menos a temperatura ambiente. Por lo tanto, el acero se calienta a una temperatura alta para disolver completamente el compuesto C-Cr,y luego enfriado rápidamente para que no tenga tiempo para precipitar, asegurando la resistencia a la corrosión del acero, especialmente la resistencia a la corrosión intergranular.

Fase 2σ

Si el acero austenítico se calienta durante mucho tiempo en el rango de 500-900 °C, o cuando se añaden elementos como Ti, Nb y Mo al acero, se promoverá la precipitación de la fase σ,haciendo que el acero sea más frágil y reduciendo la resistencia a la corrosiónEl método de eliminación de la fase σ también consiste en disolverla a una temperatura superior a su posible precipitación, y luego enfriarla rápidamente para evitar una mayor precipitación.

Artesanía:

En la norma GB1200, el rango de temperatura de calentamiento recomendado es amplio: 1000 ~ 1150 ° C, y se utiliza generalmente 1020-1080 ° C. Considere la composición específica del grado, ya sea una fundición o una forja,etc.Si la temperatura de calentamiento es baja, el carburo de C-Cr no puede disolverse completamente.los granos crecerán y la resistencia a la corrosión se reducirá.

Método de enfriamiento: enfriar rápidamente para evitar que el carburo vuelva a precipitarse.Basado en diferentes textos y experiencia práctica, la escala de "rápido" puede entenderse de la siguiente manera:

Los que tengan un contenido de C ≥ 0,08%; los que tengan un contenido de Cr > 22% y un contenido de Ni superior; los que tengan un contenido de C < 0,08% pero un tamaño efectivo > 3 mm deben ser enfriados con agua;

Contenido de C < 0,08%, tamaño <3 mm, puede ser refrigerado por aire;

El tamaño efectivo ≤ 0,5 mm puede ser refrigerado por aire.

2 Tratamiento térmico de estabilización del acero inoxidable austenítico

El tratamiento térmico de estabilización se limita al acero inoxidable austenítico que contiene elementos estabilizadores Ti o Nb, como 1Cr18Ni9Ti, 0Cr18Ni11Nb, etc.

efecto:

Como se mencionó anteriormente, Cr se combina con C para formar compuestos Cr23C6 y se precipita en los límites del grano, lo que es la causa de la disminución de la resistencia a la corrosión del acero inoxidable austenítico.Cr es un fuerte elemento formador de carburo y se combinará con C y precipitará mientras haya una oportunidadPor lo tanto, los elementos Ti y Nb con una afinidad más fuerte que Cr y C se agregan al acero, y se crean condiciones para que C pueda combinarse con Ti y Nb preferentemente. , Reducir la posibilidad de que el C y el Cr se combinen, de modo que el Cr pueda retenerse de forma estable en la austenita, garantizando así la resistencia a la corrosión del acero.El tratamiento térmico de estabilización juega el papel de combinar Ti, Nb y C para estabilizar Cr en austenita.

Artesanía:

Temperatura de calentamiento: esta temperatura debe ser superior a la temperatura de disolución del Cr23C6 (400-825°C),más baja o ligeramente superior a la temperatura de disolución inicial de TiC o NbC (por ejemplo, el rango de temperatura de disolución de TiC es de 750-1120°C), estabilizando la temperatura de calentamiento Generalmente seleccionado a 850-930 °C, que disolverá completamente Cr23C6, permitiendo que Ti o Nb se combinen con C, mientras que Cr seguirá permaneciendo en la austenita.

Método de enfriamiento: generalmente se utiliza refrigeración por aire, pero también se puede utilizar refrigeración por agua o refrigeración por horno. Esto debe determinarse de acuerdo con las condiciones específicas de las piezas.La velocidad de enfriamiento no tiene un impacto significativo en el efecto de estabilizaciónA juzgar por los resultados de nuestras investigaciones experimentales, cuando se enfría desde la temperatura de estabilización de 900°C a 200°C, las tasas de enfriamiento son de 0,9°C/min y 15,6°C/min.la estructura metalográfica, dureza y resistencia a la corrosión intergranular son básicamente las mismas.