UNS 31609 عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ الأوستنيتي يستخدم على نطاق واسع، ومعروف بمقاومته الممتازة للتآكل، وقوته العالية، وقابلية اللحام الجيدة. باعتباري موردًا موثوقًا به لـ UNS 31609، كثيرًا ما يتم سؤالي عن عملية المعالجة الحرارية لهذه السبيكة. في منشور المدونة هذا، سأقدم نظرة عامة مفصلة عن عملية المعالجة الحرارية لـ UNS 31609، بما في ذلك التلدين وتخفيف الإجهاد ومعالجة المحاليل.
فهم UNS 31609
قبل الخوض في عملية المعالجة الحرارية، من المهم فهم الخصائص الأساسية وتكوين UNS 31609. هذه السبيكة عبارة عن تعديل للفولاذ المقاوم للصدأ 316 القياسي، مع محتوى كربون أعلى (يصل إلى 0.08٪) مقارنة بدرجة 316L (بحد أقصى 0.03٪ كربون). ويعزز محتوى الكربون المتزايد قوة المادة، خاصة في درجات الحرارة المرتفعة. يحتوي UNS 31609 أيضًا على كميات كبيرة من الكروم (16 - 18٪)، والنيكل (10 - 14٪)، والموليبدينوم (2 - 3٪)، والتي تساهم في مقاومته للتآكل، خاصة في البيئات الغنية بالكلوريد.
عملية التلدين
التلدين هو عملية معالجة حرارية تستخدم لتخفيف الضغوط الداخلية، وتحسين الليونة، وتحسين البنية الحبيبية للمادة. بالنسبة للمعيار UNS 31609، تتضمن عملية التلدين عادةً تسخين المادة إلى نطاق درجة حرارة محدد، وإبقائها عند درجة الحرارة هذه لفترة معينة، ثم تبريدها بمعدل متحكم فيه.
تتراوح درجة حرارة التلدين الموصى بها لـ UNS 31609 بين 1040 درجة مئوية - 1120 درجة مئوية (1900 درجة فهرنهايت - 2050 درجة فهرنهايت). عند درجة الحرارة هذه، يذوب الكربون الموجود في السبيكة في المصفوفة الأوستنيتي، ويتم تخفيف أي ضغوط داخلية. يجب أن تبقى المادة عند درجة حرارة التلدين لفترة كافية لضمان تسخين موحد في جميع أنحاء المقطع العرضي. القاعدة العامة هي الاحتفاظ بالمادة لمدة 30 دقيقة تقريبًا لكل 25 مم (1 بوصة) من السمك.
بعد فترة الاحتفاظ، يمكن تبريد المادة بسرعة في الماء أو الهواء. يوفر التبريد المائي معدل تبريد أسرع، مما يساعد على الحفاظ على البنية الأوستنيتي ومنع تكوين الكربيدات. ومع ذلك، يمكن أيضًا استخدام تبريد الهواء، خاصة للأجزاء الرقيقة أو عند الرغبة في معدل تبريد أبطأ لتقليل التشويه.
تخفيف التوتر
تخفيف الإجهاد هو عملية معالجة حرارية تستخدم لتقليل الضغوط الداخلية في المادة دون تغيير بنيتها الدقيقة بشكل كبير. يتم تنفيذ هذه العملية غالبًا بعد عمليات التشغيل البارد أو التشغيل الآلي أو اللحام. بالنسبة للمعيار UNS 31609، يتم عادةً تخفيف الضغط عند درجة حرارة أقل مقارنة بالتليين.
تتراوح درجة حرارة تخفيف الضغط الموصى بها لـ UNS 31609 بين 650 درجة مئوية - 870 درجة مئوية (1200 درجة فهرنهايت - 1600 درجة فهرنهايت). يتم تسخين المادة إلى نطاق درجة الحرارة هذا ويتم الاحتفاظ بها لمدة تتراوح من ساعة إلى ساعتين، اعتمادًا على سمك الجزء. بعد فترة الاحتفاظ، يتم تبريد المادة ببطء في الفرن إلى درجة حرارة الغرفة. يساعد معدل التبريد البطيء هذا على تقليل تطور الضغوط الداخلية الجديدة أثناء عملية التبريد.
يعد تخفيف الضغط أمرًا مهمًا بشكل خاص للتطبيقات التي يكون فيها استقرار الأبعاد أمرًا بالغ الأهمية، كما هو الحال في المكونات الدقيقة أو الهياكل الملحومة. ومن خلال تقليل الضغوط الداخلية، يتم تقليل خطر التشقق والتشوه والفشل المبكر بشكل كبير.
علاج الحل
معالجة المحاليل هي عملية معالجة حرارية تستخدم لإذابة أي كربيدات أو رواسب أخرى في السبيكة وإنشاء بنية أوستنيتي متجانسة. تشبه هذه العملية عملية التلدين ولكنها غالبًا ما تستخدم للمواد التي خضعت لخدمة درجة حرارة عالية أو لحام، حيث قد يحدث ترسيب بالكربيد.
بالنسبة لـ UNS 31609، تتراوح درجة حرارة معالجة المحلول بين 1040 درجة مئوية - 1120 درجة مئوية (1900 درجة فهرنهايت - 2050 درجة فهرنهايت)، وهي نفس درجة حرارة التلدين. يتم تسخين المادة إلى درجة الحرارة هذه ويتم الاحتفاظ بها لفترة كافية لإذابة الكربيدات. كما هو الحال مع التلدين، يعتمد وقت التثبيت على سمك المادة، مع توجيه عام يبلغ 30 دقيقة لكل 25 مم (1 بوصة) من السمك.
بعد فترة الاحتفاظ، يتم تبريد المادة بسرعة في الماء لمنع إعادة ترسيب الكربيدات أثناء التبريد. يضمن معدل التبريد السريع هذا احتفاظ السبيكة بهيكلها الأوستنيتي ومقاومتها للتآكل.
مقارنة مع سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ الأخرى
من المثير للاهتمام مقارنة عمليات المعالجة الحرارية لـ UNS 31609 مع سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ الأخرى ذات الصلة. على سبيل المثال،الفولاذ المقاوم للصدأ 316LN / أونس S31653 / 1.4406، 1.4429يحتوي على محتوى كربون أقل (بحد أقصى 0.03٪) مقارنة بـ UNS 31609. ويقلل محتوى الكربون المنخفض من خطر ترسيب الكربيد أثناء اللحام والمعالجة الحرارية، وبالتالي فإن متطلبات المعالجة الحرارية لـ 316LN قد تكون أقل صرامة من حيث منع تكوين الكربيد.
الفولاذ المقاوم للصدأ 317L / UNS S31703 / 1.4438يحتوي على محتوى موليبدينوم أعلى (3 - 4%) من UNS 31609، مما يعزز مقاومته للتآكل في البيئات الأكثر عدوانية. تشبه عمليات المعالجة الحرارية لـ 317L تلك الخاصة بمعيار UNS 31609، لكن نطاقات درجات الحرارة المحددة وأوقات الاحتفاظ قد تختلف قليلاً حسب الخصائص المطلوبة.
الفولاذ المقاوم للصدأ 347H / UNS S34709 / 1.4961يحتوي على النيوبيوم، الذي يعمل على استقرار السبيكة ضد ترسيب الكربيد. تركز المعالجة الحرارية لـ 347H أيضًا على تحقيق بنية متجانسة وتخفيف الضغوط الداخلية، لكن إضافة النيوبيوم تسمح بنطاق أوسع من معلمات المعالجة الحرارية.
أهمية المعالجة الحرارية المناسبة
تعد المعالجة الحرارية المناسبة لـ UNS 31609 أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الخواص الميكانيكية المطلوبة ومقاومة التآكل. إذا لم يتم تنفيذ المعالجة الحرارية بشكل صحيح، يمكن أن تنشأ العديد من المشاكل. على سبيل المثال، إذا كانت درجة حرارة التلدين أو معالجة المحلول منخفضة جدًا أو كان وقت الاحتفاظ غير كافٍ، فقد لا تذوب الكربيدات بالكامل، مما يؤدي إلى انخفاض مقاومة التآكل، خاصة في البيئات المحتوية على الكلوريد.
من ناحية أخرى، إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدًا أو كان معدل التبريد سريعًا جدًا، فقد تتعرض المادة لتشوه أو تشقق مفرط. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي تخفيف الضغط غير المناسب إلى عدم استقرار الأبعاد والفشل المبكر للمكون.
الاتصال للمشتريات
باعتباري أحد الموردين الرئيسيين لـ UNS 31609، فأنا ملتزم بتوفير مواد عالية الجودة ودعم فني. إذا كنت مهتمًا بشراء UNS 31609 أو لديك أي أسئلة حول عملية المعالجة الحرارية، فلا تتردد في الاتصال بي. يمكنني تقديم مجموعة واسعة من منتجات UNS 31609، بما في ذلك القضبان والألواح والألواح والأنابيب، ويمكنني مساعدتك في اختيار عملية المعالجة الحرارية الأكثر ملاءمة لتطبيقك المحدد.
مراجع
- دليل ASM المجلد 4: المعالجة الحرارية. ايه اس ام انترناشيونال.
- دليل الفولاذ المقاوم للصدأ. معهد النيكل.
- لحام وربط الفولاذ المقاوم للصدأ. معهد اللحام.
