لا يمكن تقوية الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي من خلال المعالجة الحرارية. الغرض من المعالجة الحرارية لهذه السبائك هو إزالة تأثير تصلب العمل البارد، وإذابة المراحل الثانوية الضارة مرة أخرى، وتقليل الإجهاد المتبقي إلى مستوى مقبول. يمكن للمعالجة الحرارية أيضًا إنتاج هياكل مُعاد بلورتها بأحجام حبيبات أصغر من الفولاذ المقاوم للصدأ المشغول على البارد.
التلدين بالمحلول يمكنه تليين المواد بعد العمل البارد وإذابة المراحل الثانوية التي قد تترسب أثناء العمل الساخن أو عمليات اللحام. يشير مصطلح "التليين الكامل" عادة إلى كون المادة في حالتها المعدنية المثالية، مع الذوبان الكامل للمرحلة الثانوية والتجانس الكامل للبنية المعدنية. يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ الملدن بالكامل بأفضل مقاومة للتآكل وليونة. نظرًا لأن التلدين بالمحلول الصلب يتم تنفيذه عند درجات حرارة عالية، فإن التلدين في بيئة هوائية يمكن أن يولد قشور أكسيد على السطح، والتي يجب إزالتها عن طريق إزالة الترسبات الكلسية أو التخليل لاستعادة مقاومة السطح للتآكل.
يحضر
قبل التلدين، من الضروري إزالة الشحوم السطحية والزيوت وسائل القطع ومواد التشحيم وعلامات القلم الملونة والملوثات الأخرى. يمكن أن يؤدي التلدين إلى "حرق" الملوثات في السطح ويجب طحنها، وإلا سيكون من الصعب إزالتها. يمكن أن يؤدي تسرب الملوثات المحتوية على الكربون إلى السطح إلى الكربنة أو الحساسية، مما قد يؤدي بسهولة إلى التآكل بين الحبيبات أثناء الاستخدام. ولذلك، فإن تنظيف السطح قبل المعالجة الحرارية أمر بالغ الأهمية لضمان جودة المنتج. تشمل طرق التنظيف النقع أو رش الكواشف الكيميائية. تشمل عوامل التنظيف المستخدمة لإزالة الشحوم من الفولاذ المقاوم للصدأ المحاليل القلوية الساخنة والمذيبات الكيميائية.
يجب تجنب المعادن ذات نقطة الانصهار المنخفضة مثل الرصاص والنحاس والزنك من تلويث السطح. أثناء التلدين، يمكن أن تسبب تسللًا إلى حدود الحبوب، مما يؤدي إلى ما يسمى بتقصف المعدن السائل والتشقق بين الحبيبات. لذلك، قبل المعالجة بدرجات الحرارة العالية مثل التلدين واللحام، من الضروري تنظيف الملوثات المتبقية على السطح.
درجة حرارة
تشير درجة حرارة التلدين الدنيا إلى أدنى درجة حرارة تتجانس فيها البنية المجهرية وتذيب الكربيدات والرواسب المعدنية. لضمان الذوبان الكامل للرواسب واستعادة مقاومة التآكل، يجب أن تكون درجة حرارة التلدين أعلى من درجة الحرارة هذه. يعتمد الحد الأعلى لدرجة حرارة التلدين على عدم التزييف، وتجنب النمو المفرط للحبوب، وتقليل عدد قشور الأكسيد التي يصعب تنظيفها قدر الإمكان. يسرد الجدول التالي درجات حرارة التلدين الدنيا لبعض أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. يتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عالي الأداء تجانس بنيته المجهرية عند درجات حرارة عالية، وبالتالي فإن درجة حرارة التلدين في المحلول أعلى من درجة حرارة الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي القياسي.
وقت الصلب
يعد الحفاظ على درجة حرارة التلدين للمحلول لمدة 2-3 دقيقة كافيًا لإذابة كمية صغيرة من الكربيدات والمراحل الثانوية الأخرى، ويمكنه أيضًا تليين المادة المشكلة على البارد. أثناء التلدين بالمحلول، من أجل ضمان وصول قطعة العمل إلى درجة حرارة التلدين من الخارج إلى الداخل، يكون وقت العزل عادة 2-3 دقيقة لكل ملليمتر من السمك. إذا كانت كمية الرواسب كبيرة، خاصة مع χ وσ عندما تكون في الطور، فمن الضروري تمديد وقت العزل.
إذا كان وقت التلدين للمحلول طويل جدًا أو كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا، فسيتم إنشاء كمية كبيرة من جلد الأكسيد، مما يجعل التنظيف صعبًا ومكلفًا. يزيد التلدين على المدى الطويل أيضًا من احتمالية تشوه الأبعاد غير المشروط أثناء عملية المعالجة الحرارية. يشكل الموليبدينوم العالي والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عالي الأداء قشور أكسيد بسرعة في فرن جيد التهوية. عادة ما يتبخر ثالث أكسيد الموليبدينوم ويترك السطح كغاز. إذا تم تثبيط التطاير، سوف يتراكم ثالث أكسيد الموليبدينوم السائل على السطح، مما يسرع عملية الأكسدة. وهذا ما يسمى "الأكسدة المكثفة". تشمل التدابير لتقليل أكسدة الفولاذ عالي الموليبدينوم ما يلي:
• تجنب الظروف التي تمنع التطاير (الملء بإحكام شديد وإغلاق الفرن بإحكام شديد).
• لا يمكن إعادة تلدين المواد ذات مقياس الأكسيد الشديد.
• تجنب التعرض لفترة طويلة لبيئات أعلى من الحد الأدنى لدرجة حرارة التلدين.
• استخدام أدنى درجة حرارة التلدين التي يمكن تشغيلها.
• استخدم جوًا وقائيًا.
أَجواء
يشكل الهواء وغازات الاحتراق المؤكسدة أجواء التلدين الأكثر اقتصادا وفعالية للفولاذ المقاوم للصدأ. ومع ذلك، يجب إزالة جلد الأكسيد الناتج عن التلدين بالهواء لاستعادة مقاومة التآكل. يمكن للأجواء الواقية مثل الأرجون والهيليوم والهيدروجين والأمونيا المتشققة وخليط الهيدروجين/النيتروجين والفراغ أن تقلل من تكوين قشور الأكسيد، لكن التكلفة مرتفعة نسبيًا. يتم إجراء التلدين اللامع عمومًا في غاز الهيدروجين أو الأمونيا المتشققة بنقطة ندى تبلغ -40 درجة مئوية أو أقل. في ظل ظروف التشغيل العادية، التلدين في جو وقائي لن ينتج عنه طبقة أكسيد مرئية، لذلك ليست هناك حاجة لتنظيفه بعد التلدين.
تبريد
لمنع ترسيب كربيد الكروم أو المراحل المعدنية الأخرى، قد يتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي تبريدًا سريعًا بعد التلدين. تعتمد الحاجة إلى التبريد السريع واختيار طريقة التبريد على حجم المقطع العرضي ودرجته.
في الغالبية العظمى من الحالات، لن تؤدي 304L و316L ذات المقاطع الرقيقة إلى حدوث مراحل ضارة بعد تبريد الهواء. مع زيادة حجم المقطع العرضي، ومحتوى الكربون، ومحتوى السبائك، تزداد أيضًا ضرورة التبريد السريع. يتطلب الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي عالي الأداء تبريدًا سريعًا بغض النظر عن سمكه. تشمل طرق التبريد الشائعة التبريد بالهواء القسري، أو التبريد برذاذ الماء، أو التبريد بالتبريد المائي. بعد التلدين بالفراغ، فإن التبريد بالغاز الخامل لن ينتج عنه جلد أكسيد.
إذا كانت المادة الملدنة لا تزال بحاجة إلى الخضوع للمعالجة الساخنة مثل اللحام، فمن الأفضل إجراء أقصى قدر من التبريد مثل التبريد بالماء بعد التلدين. وهذا يمكن أن يجعل المادة أكثر مقاومة للتأثيرات الضارة الناتجة عن الدورات الحرارية اللاحقة. عند اختيار طرق التبريد، ينبغي النظر في التشوه المحتمل والضغوط المتبقية الجديدة.
التنظيف بعد التلدين
بسبب المحتوى العالي من الكروم في جلد الأكسيد المعالج بالحرارة، يتم تقليل محتوى الكروم في المعدن المجاور لجلد الأكسيد، مما يؤدي إلى انخفاض في مقاومة التآكل. لاستعادة مقاومة التآكل بشكل كامل، من الضروري إزالة طبقة الأكسيد وطبقة معدن الكروم الضعيفة.
طريقة التنظيف الأكثر استخدامًا هي التقشر بالرصاص لإزالة تكلسات الأكسيد، يليها الغسيل الحمضي لإزالة معدن الكروم الرديء. الطريقة الأكثر شيوعًا لتخليل الفولاذ المقاوم للصدأ هي التخليل بالغمر، والذي يمكن إجراؤه أيضًا عن طريق الرش والهلام والمرهم.
الحمض المستخدم في التخليل ضار جدًا ويجب استخدامه وفقًا لأنظمة السلامة (التهوية، وارتداء النظارات والقفازات، وارتداء ملابس السلامة، وما إلى ذلك). يجب تحييد قطعة العمل بعد التخليل وشطفها جيدًا بكمية كبيرة من الماء النظيف منخفض الكلور. قم بجمع النفايات السائلة والتخلص منها بشكل منفصل وفقًا للوائح إدارة النفايات الخطرة المحلية.