UNS 31609 je široko korišten austenitni nehrđajući čelik, poznat po odličnoj otpornosti na koroziju, visokoj čvrstoći i dobroj zavarljivosti. Kao pouzdanog dobavljača UNS 31609, često me pitaju o procesu termičke obrade ove legure. U ovom blog postu pružiću detaljan pregled procesa termičke obrade za UNS 31609, uključujući žarenje, ublažavanje stresa i tretman rastvorom.
Razumevanje UNS 31609
Prije nego što uđemo u proces termičke obrade, važno je razumjeti osnovna svojstva i sastav UNS 31609. Ova legura je modifikacija standardnog nehrđajućeg čelika 316, sa većim sadržajem ugljika (do 0,08%) u odnosu na 316L razred (max 0,03% ugljika). Povećani sadržaj ugljika povećava čvrstoću materijala, posebno na povišenim temperaturama. UNS 31609 takođe sadrži značajne količine hroma (16 - 18%), nikla (10 - 14%) i molibdena (2 - 3%), koji doprinose njegovoj otpornosti na koroziju, posebno u sredinama bogatim hloridima.
Proces žarenja
Žarenje je proces toplinske obrade koji se koristi za ublažavanje unutrašnjih naprezanja, poboljšanje duktilnosti i pročišćavanje zrnaste strukture materijala. Za UNS 31609, proces žarenja obično uključuje zagrijavanje materijala do određenog temperaturnog raspona, zadržavanje na toj temperaturi određeni period, a zatim hlađenje kontroliranom brzinom.
Preporučena temperatura žarenja za UNS 31609 je između 1040°C - 1120°C (1900°F - 2050°F). Na ovoj temperaturi, ugljik u leguri se rastvara u austenitnoj matrici, a sva unutrašnja naprezanja se oslobađaju. Materijal treba držati na temperaturi žarenja dovoljno vremena da se osigura ravnomjerno zagrijavanje po cijelom poprečnom presjeku. Opšte pravilo je da se materijal drži oko 30 minuta na 25 mm (1 inč) debljine.
Nakon perioda držanja, materijal se može brzo ohladiti u vodi ili na zraku. Gašenje vodom osigurava bržu brzinu hlađenja, što pomaže u održavanju austenitne strukture i sprječavanju stvaranja karbida. Međutim, zračno hlađenje se također može koristiti, posebno za tanje dijelove ili kada je poželjna sporija brzina hlađenja kako bi se izobličenje svelo na minimum.
Stress Relieving
Oslobađanje od naprezanja je proces toplinske obrade koji se koristi za smanjenje unutrašnjih naprezanja u materijalu bez značajnog mijenjanja njegove mikrostrukture. Ovaj proces se često izvodi nakon hladne obrade, strojne obrade ili zavarivanja. Za UNS 31609, rasterećenje se obično izvodi na nižoj temperaturi u odnosu na žarenje.
Preporučena temperatura oslobađanja od naprezanja za UNS 31609 je između 650°C - 870°C (1200°F - 1600°F). Materijal se zagrijava do ovog temperaturnog raspona i drži 1 - 2 sata, ovisno o debljini dijela. Nakon perioda držanja, materijal se polako hladi u peći na sobnu temperaturu. Ova spora brzina hlađenja pomaže da se minimizira razvoj novih unutrašnjih naprezanja tokom procesa hlađenja.
Oslobađanje od naprezanja je posebno važno za primjene gdje je stabilnost dimenzija kritična, kao što su precizne komponente ili zavarene strukture. Smanjenjem unutrašnjih naprezanja značajno se smanjuje rizik od pucanja, izobličenja i prijevremenog kvara.
Solution Treatment
Obrada rastvorom je proces termičke obrade koji se koristi za rastvaranje karbida ili drugih taloga u leguri i stvaranje homogene austenitne strukture. Ovaj proces je sličan žarenju, ali se često koristi za materijale koji su bili podvrgnuti visokoj temperaturi ili zavarivanju, gdje je moglo doći do taloženja karbida.
Za UNS 31609, temperatura tretmana rastvora je u opsegu od 1040°C - 1120°C (1900°F - 2050°F), isto kao i temperatura žarenja. Materijal se zagrijava na ovu temperaturu i drži dovoljno vremena da se karbidi otapaju. Slično kao kod žarenja, vrijeme držanja ovisi o debljini materijala, s općim smjernicama od 30 minuta po 25 mm (1 inč) debljine.
Nakon perioda držanja, materijal se brzo gasi u vodi kako bi se spriječilo ponovno taloženje karbida tokom hlađenja. Ova brza brzina hlađenja osigurava da legura zadrži svoju austenitnu strukturu i otpornost na koroziju.
Poređenje sa drugim legurama nerđajućeg čelika
Zanimljivo je uporediti procese termičke obrade UNS 31609 sa drugim srodnim legurama nerđajućeg čelika. na primjer,Nerđajući čelik 316LN / UNS S31653 / 1.4406, 1.4429ima niži sadržaj ugljenika (maks. 0,03%) u poređenju sa UNS 31609. Manji sadržaj ugljenika smanjuje rizik od taloženja karbida tokom zavarivanja i termičke obrade, tako da zahtevi za toplotnu obradu za 316LN mogu biti manje strogi u smislu sprečavanja stvaranja karbida.
Nerđajući čelik 317L / UNS S31703 / 1.4438ima veći sadržaj molibdena (3 - 4%) od UNS 31609, što povećava njegovu otpornost na koroziju u agresivnijim sredinama. Procesi termičke obrade za 317L su slični onima iz UNS 31609, ali specifični temperaturni rasponi i vrijeme zadržavanja mogu se neznatno razlikovati ovisno o željenim svojstvima.
Nerđajući čelik 347H / UNS S34709 / 1.4961sadrži niobijum, koji stabilizuje leguru protiv taloženja karbida. Toplinska obrada za 347H također je usmjerena na postizanje homogene strukture i ublažavanje unutrašnjih naprezanja, ali dodatak niobija omogućava širi raspon parametara termičke obrade.
Važnost pravilne toplinske obrade
Pravilna termička obrada UNS 31609 je ključna za postizanje željenih mehaničkih svojstava i otpornosti na koroziju. Ako se toplinska obrada ne izvede ispravno, može se pojaviti nekoliko problema. Na primjer, ako je temperatura žarenja ili obrade otopinom preniska ili je vrijeme držanja nedovoljno, karbidi se možda neće u potpunosti otopiti, što dovodi do smanjene otpornosti na koroziju, posebno u sredinama koje sadrže kloride.
S druge strane, ako je temperatura previsoka ili je brzina hlađenja prebrza, materijal može doživjeti pretjerano izobličenje ili pucanje. Osim toga, nepravilno oslobađanje od naprezanja može dovesti do nestabilnosti dimenzija i prijevremenog kvara komponente.
Kontakt za nabavku
Kao vodeći dobavljač UNS 31609, posvećen sam pružanju visokokvalitetnih materijala i tehničke podrške. Ako ste zainteresovani za kupovinu UNS 31609 ili imate bilo kakva pitanja o procesu termičke obrade, slobodno me kontaktirajte. Mogu ponuditi širok spektar UNS 31609 proizvoda, uključujući šipke, limove, ploče i cijevi, i mogu vam pomoći u odabiru najprikladnijeg procesa toplinske obrade za vašu specifičnu primjenu.
Reference
- ASM priručnik, svezak 4: Toplinska obrada. ASM International.
- Priručnik za nerđajući čelik. Nickel Institute.
- Zavarivanje i spajanje nehrđajućih čelika. Institut za zavarivanje.
