W jaki sposób proces oczyszczania cieplnego zwiększa odporność na korozję międzygranową 400 rur z stopu niklu?

400 szwu rur z stopu niklu, takie jak Monel-400, to stopy na bazie niklu zawierające około 63% do 70% niklu, a także niewielkie ilości elementów miedzi, żelaza, manganu i innych. Ten współczynnik składu daje stopom doskonałą odporność na korozję, szczególnie w środowisku wody morskiej i innych środowiskach chlorkowych, które mogą skutecznie zapobiec pękaniu korozji naprężenia. Ponadto 400 stopów niklu ma również dobre właściwości mechaniczne, właściwości przetwarzania i właściwości spawania oraz jest idealnym materiałem do produkcji kluczowych elementów, takich jak sprzęt chemiczny, zawory, pompy, komponenty statku i wymienniki ciepła.

Korozja międzygranowa jest zlokalizowanym zjawiskiem korozji, które występuje wzdłuż granic ziaren, które zwykle jest związane z takimi czynnikami, jak segregacja składu chemicznego, wytrążenie drugiego fazy i stężenie naprężeń na granicach ziarna. W 400 rur z stopu niklu bezszwowe korozja międzykrystaliczna może być spowodowana defektami mikroskopowymi, naprężeniami resztkowymi i nierównomiernym składem chemicznym na granicach ziarna wygenerowanych podczas odlewania, przetwarzania lub obróbki cieplnej stopu. Po wystąpieniu korozji międzygranowej szybko zmniejszy właściwości mechaniczne i odporność na korozję materiału, a nawet spowoduje pęknięcie i niepowodzenie materiału.

Proces obróbki cieplnej jest kluczowym sposobem na dostosowanie mikrostruktury 400 niklu bezszworu i zoptymalizuj jego wydajność. Poprzez rozsądny proces obróbki cieplnej mikro wady generowane przez stop podczas odlewania lub przetwarzania można wyeliminować, można poprawić rozkład składu chemicznego na granicy ziarna, a naprężenie resztkowe można zmniejszyć, poprawiając w ten sposób odporność na korozję międzykręgową stopu.

1. Obróbka roztworu
Obróbka roztworu jest ważnym ogniwem w procesie obróbki cieplnej 400 niklowych rur szwu. Przez ogrzewanie stopu do wystarczająco wysokiej temperatury (zwykle między 1000 ℃ a 1150 ℃, a niektóre materiały wspominają również 950-1050 ℃ lub 1150-1200 ℃), elementy stopu są całkowicie rozpuszczane w matrycy, tworząc jednolity roztwór stałego. Następnie szybko ostygnąć (takie jak wygaszanie wody), aby utrzymać stały stan roztworu. Mechanizm leczenia roztworu obejmuje głównie:
Eliminacja mikro wad: Obróbka roztworu może wyeliminować mikro wady generowane przez stop podczas odlewania lub przetwarzania, takie jak pory, wnęki skurczowe, wtrącenia itp. Wady te są często punktem początkowym korozji międzygranowej.
Popraw rozkład składu chemicznego na granicy ziarna: Obróbka roztworu może promować jednolity rozkład pierwiastków stopowych, zmniejszyć segregację składu chemicznego na granicy ziarna, a tym samym zmniejszyć ryzyko korozji między granulowaną.
Udoskonalenie ziarna: Szybkie chłodzenie po leczeniu roztworu pomaga udoskonalić ziarna i poprawić siłę i wytrzymałość stopu. Wyrafinowana struktura ziarna oznacza wzrost liczby granic ziaren, ale ulepszono segregację składu chemicznego i stężenie naprężeń na granicy ziarna, więc poprawiona jest odporność na korozję międzykrystaliczną.

2. Starzenie się leczenie
Chociaż 400 niklu jest stopem niekogim, poprzez odpowiednie leczenie starzejącego się, jego twardość i wytrzymałość można w pewnym stopniu poprawić, jednocześnie dodatkowo optymalizując mikrostrukturę stopu i poprawiając jego odporność na korozję między granatową. Starzenie się jest zwykle przeprowadzane w niższej temperaturze (np. Od 400 ℃ do 500 ℃) i przez dłuższy czas (zwykle od 10 do 12 godzin). Mechanizm działania starzejącego się leczenia obejmuje głównie:
Faza wzmacniania opadów: Podczas starzenia się traktowanie atomy substancji rozpuszczonej w stopie będą redystrybuowane i wytrącone fazy wzmacniania (takie jak faza γ 'i faza θ). Jednolity rozkład tych wytrąconych faz w matrycy może skutecznie utrudniać ruch zwichnięcia, poprawiając w ten sposób wytrzymałość i odporność na korozję stopu. Jednocześnie wytrącona faza może również wypełniać puste przestrzenie i defekty na granicach ziarna i zmniejszyć występowanie korozji międzykrystalicznej.
Zoptymalizuj strukturę graniczną ziarna: Obróbka starzenia może sprzyjać przegrupowaniu i dyfuzji atomowej na granicach ziarna, dzięki czemu struktura granicy ziarna jest bardziej zwarta i stabilna. Ta gęsta struktura granicy ziarna może oprzeć się erozji pożywki korozyjnej i poprawić odporność na korozję międzykręgową stopu.

3. Leczenie wyżarzania
Obróbka wyżarzania jest również powszechną metodą w procesie obróbki cieplnej 400 rur z stopu niklu. Przez ogrzewanie stopu do określonej temperatury (zwykle między 700 ℃ a 900 ℃, a niektóre materiały wspominają od 800 ℃ do 900 ℃), utrzymując ciepło przez okres czasu, a następnie powoli chłodzenie go (takie jak chłodzenie go do temperatury pokojowej w piecu) można wyeliminować stres wewnątrz materiału, można wyeliminować plastyczność i wytrzymałość materiału. Poprawa odporności na korozję międzykręgową stopu przez leczenie wyżarzania znajduje głównie odzwierciedlenie w następujących aspektach:

Wyeliminuj stres resztkowy: Obróbka wyżarzania może wyeliminować naprężenie szczątkowe generowane przez stop podczas przetwarzania i zmniejszyć występowanie stężenia stresu. Stężenie stresu jest jedną z ważnych przyczyn korozji międzykrystalicznej, więc wyeliminowanie stresu resztkowego pomaga poprawić odporność na korozję międzykrystaliczną stopu.
Poprawa rozkładu składu chemicznego na granicy ziarna: Obróbka wyżarzania może promować jednolity rozkład elementów stopowych i zmniejszyć segregację składu chemicznego na granicy ziarna. Pomaga to zmniejszyć ryzyko korozji międzygranowej.
Zoptymalizuj strukturę graniczną ziarna: Obróbka wyżarzania może również sprzyjać przegrupowaniu i rozpowszechnianiu atomów na granicy ziarna, dzięki czemu struktura granicy ziarna jest bardziej gęsta i stabilna. Ta gęsta struktura granicy ziarna może oprzeć się erozji pożywki korozyjnej i poprawić odporność na korozję międzykręgową stopu.

Wybór i optymalizacja parametrów procesu oczyszczania ciepła ma kluczowe znaczenie dla poprawy odporności na korozję międzygranową 400 szwu rur z stopu niklu. Parametry te obejmują temperaturę roztworu, czas trzymania, temperaturę i czas starzenia, temperaturę i czas wyżarzania itp.
Temperatura roztworu: Wybór temperatury roztworu powinien zapewnić, że elementy stopowe mogą zostać całkowicie rozpuszczone w matrycy, tworząc jednolity roztwór stałego. Zbyt niska temperatura roztworu może prowadzić do niepełnego rozwiązania elementów stopowych; Zbyt wysoka temperatura roztworu może prowadzić do utraty ziarna lub utraty ulatniania pierwiastków stopowych.
Czas trzymania: długość czasu utrzymywania bezpośrednio wpływa na jednolity rozkład elementów stopowych i wielkość ziaren. Odpowiedni czas trzymania może promować jednolity rozkład elementów stopowych i udoskonalenie ziarna; Zbyt długi czas utrzymywania może prowadzić do zgrubienia ziarna lub nadmiernej dyfuzji elementów stopowych.
Temperatura i czas starzenia: wybór starzenia się temperatury i czasu bezpośrednio wpływa na rodzaj, wielkość i rozkład faz wytrąconych. Odpowiednie leczenie starzenia się może sprzyjać tworzeniu faz wzmacniania opadów i poprawić ich jednolitość dystrybucji; Zbyt wysoka temperatura starzenia lub zbyt długi czas starzenia może prowadzić do gruntowania wytrąconych faz lub nadmiernej dyfuzji pierwiastków stopowych.
Temperatura i czas wyżarzania: Wybór temperatury i czasu wyżarzania powinny zapewnić, że naprężenie szczątkowe można wyeliminować, a plastyczność i wytrzymałość stopu można poprawić. Zbyt niska temperatura wyżarzania lub zbyt krótki czas wyżarzania może nie eliminować skutecznie naprężenia resztkowego; zbyt wysoka temperatura wyżarzania lub zbyt długi czas wyżarzania może prowadzić do utraty ziarna lub utraty ulatniania elementów stopu.