مراحل فرآیند عملیات حرارتی لوله های ریخته گری فولاد ضد زنگ چیست؟

به عنوان یک جزء کلیدی از سیستم های لوله کشی صنعتی مدرن، لوله های فولادی ضد زنگ ریخته گری به طور گسترده در صنایع شیمیایی، نفت، کشتی سازی، نیرو و سایر زمینه ها استفاده می شود. مقاومت در برابر خوردگی و خواص مکانیکی عالی، قابلیت اطمینان آن را در محیط های سخت تعیین می کند. فرآیند عملیات حرارتی یک پیوند کلیدی در بهبود عملکرد لوله‌های فولادی ضد زنگ ریختگی است که مستقیماً بر ساختار، خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی آن تأثیر می‌گذارد.

هدف و اهمیت عملیات حرارتی
در طول فرآیند ریخته‌گری، لوله‌های فولادی ضد زنگ ریخته‌گری شده اغلب با مشکلاتی مانند تنش داخلی و ریزساختار ناهموار به دلیل سرعت سرد شدن نامناسب و سازماندهی درشت مواجه می‌شوند. فرآیند عملیات حرارتی معقول می تواند استرس ریخته گری را حذف کند، دانه ها را تصفیه کند، بافت ها را به طور یکنواخت توزیع کند و خواص مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی را بهبود بخشد. به خصوص برای فولادهای زنگ نزن آستنیتی مانند 304، 316 و غیره، عملیات حرارتی می تواند توانایی مقاومت در برابر خوردگی حفره ای و بین دانه ای را بهبود بخشد و عمر مفید اتصالات لوله را افزایش دهد.

توضیح دقیق مراحل فرآیند عملیات حرارتی
1. درمان پیش گرم
دمای پیش گرمایش به طور کلی در 400 ℃ ~ 600 ℃ کنترل می شود. هدف اصلی کاهش تنش حرارتی درون ریخته گری و کاهش خطر ترک در حین گرمایش بعدی است. زمان پیش گرم کردن به قطر لوله و ضخامت دیواره بستگی دارد تا اطمینان حاصل شود که دما به طور یکنواخت در قالب ریخته گری نفوذ می کند.
2. بازپخت محلول (تصفیه محلول)
بازپخت محلول مرحله اصلی برای بهبود عملکرد لوله های ریخته گری فولاد ضد زنگ است. معمولاً دمای حرارت بین 1040 ~ 1120 درجه سانتیگراد کنترل می شود و زمان مشخصی حفظ می شود تا کاربیدها به طور کامل در ماتریس حل شوند و فاز بارش و پدیده جداسازی را حذف کنند. گرمایش یکنواخت کلید جلوگیری از گرمای بیش از حد موضعی یا گرمای کم است.
مزایای این مرحله عبارتند از:
استرس داخلی را از بین ببرید، شکنندگی را کاهش دهید و سختی را بهبود بخشید.
افزایش مقاومت در برابر خوردگی، به ویژه جلوگیری از خوردگی بین دانه ای.
ساختار دانه را اصلاح کنید و خواص مکانیکی را بهبود بخشید.
زمان نگهداری معمولاً با توجه به ضخامت دیواره و اندازه لوله ریخته‌گری، معمولاً 1 تا 3 ساعت تعیین می‌شود تا از انتقال حرارت کافی اطمینان حاصل شود.
3. خنک کننده سریع (کوئنچ)
پس از بازپخت محلول، خنک‌سازی سریع، معمولاً با آب سرد، خنک‌کننده روغن یا خنک‌کننده هوا مورد نیاز است. خنک شدن سریع می تواند از رسوب مجدد کاربیدها جلوگیری کرده و حالت محلول جامد را قفل کند.
نرخ خنک کننده به طور مستقیم بر ریزساختار و عملکرد فولاد ضد زنگ تأثیر می گذارد:
خنک شدن خیلی آهسته می تواند به راحتی منجر به بارش کاربید و کاهش مقاومت در برابر خوردگی شود.
سرد شدن خیلی سریع ممکن است باعث استرس حرارتی شود که باید به طور منطقی کنترل شود.
در تولید حرفه ای، برای اطمینان از عملکرد پایدار اتصالات لوله، یک روش خنک کننده مناسب برای مشخصات محصول انتخاب کنید.
4. تعدیل دمای پایین (اختیاری)
برخی از لوله های ریخته گری فولاد ضد زنگ با الزامات ویژه در دمای پایین ترمیم می شوند و دما به طور کلی 150 ℃ ~ 300 ℃ است. هدف از بین بردن بیشتر تنش های باقیمانده، بهبود چقرمگی و انعطاف پذیری لوله و جلوگیری از ایجاد ترک های ریز در حین استفاده است.
تجهیزات عملیات حرارتی و کنترل فرآیند
عملیات حرارتی لوله های ریخته گری فولاد ضد زنگ بیشتر از یک کوره محافظ اتمسفر یا کوره خلاء برای جلوگیری از اکسیداسیون و کربن زدایی در طول گرمایش استفاده می کند. سیستم کنترل دمای خودکار تضمین می کند که دمای فرآیند گرمایش و سرمایش دقیق و پایدار است و ثبات عملکرد محصول تا حد زیادی تضمین می شود.
پارامترهای عملیات حرارتی به شدت مطابق با استانداردهای مواد و الزامات طراحی، مانند ASTM A351، A743، ​​و غیره اجرا می‌شوند. در کنترل فرآیند، منحنی دما، زمان عایق‌کاری و سرعت خنک‌سازی همه با جزئیات مشخص شده‌اند تا اطمینان حاصل شود که هر دسته از محصولات با شاخص‌های عملکرد طراحی مطابقت دارند.

نقش عملیات حرارتی در بهبود عملکرد محصول
پس از عملیات حرارتی علمی، لوله های فولادی ضد زنگ ریخته گری دارای مزایای قابل توجه زیر هستند:
خواص مکانیکی بهبود یافته: استحکام کششی و استحکام تسلیم به طور قابل توجهی بهبود می یابد و شکل پذیری برای برآورده کردن الزامات شرایط کاری سخت افزایش می یابد.
مقاومت در برابر خوردگی افزایش یافته: خوردگی بین دانه‌ای، خوردگی حفره‌ای و خوردگی شکاف به طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد و عملکرد پایدار خط لوله را در محیط‌های اسیدی، قلیایی و پر نمک تضمین می‌کند.
کاهش تنش داخلی: تنش باقیمانده ایجاد شده در فرآیند ریخته گری را حذف کنید، از تغییر شکل و ترک خوردگی محصول جلوگیری کنید و ایمنی در استفاده را بهبود بخشید.
بهبود کیفیت سطح: ساختار سازمانی یکنواخت سطح لوله را صاف تر می کند که برای پردازش و نصب بعدی راحت است.