Essendo un importante materiale metallico, l'acciaio inossidabile è ampiamente utilizzato in vari campi industriali grazie alla sua eccellente resistenza alla corrosione, resistenza alle alte temperature e buone proprietà meccaniche. Tuttavia, il processo di trattamento termico dell’acciaio inossidabile non procede in modo fluido e spesso incontra vari problemi. Questo articolo discuterà in dettaglio i problemi che si possono incontrare durante il trattamento termico dell'acciaio inossidabile e proporrà soluzioni corrispondenti al fine di fornire un riferimento per le industrie correlate.
1. Problemi comuni nel trattamento termico dell'acciaio inossidabile
Deformazione
Durante il processo di trattamento termico, l'acciaio inossidabile è soggetto a deformazioni dovute all'espansione termica del materiale e al rilascio di stress interno ad alta temperatura. La deformazione non influisce solo sull'accuratezza dimensionale del prodotto, ma può anche danneggiare l'integrità strutturale del prodotto.
Cracking
La fessurazione è un altro problema comune nel trattamento termico dell'acciaio inossidabile. A causa della concentrazione dello stress interno nel materiale, soprattutto durante il raffreddamento rapido, l'acciaio inossidabile è soggetto a fessurazioni da stress termico.
Corrosione intergranulare
La corrosione intergranulare è una forma speciale di corrosione che si verifica nell'acciaio inossidabile in specifiche condizioni di trattamento termico. Si verifica ai bordi del grano, causando la fragilità del materiale ai bordi del grano e riducendo le prestazioni complessive dell'acciaio inossidabile.
Ossidazione superficiale
L'acciaio inossidabile reagisce con l'ossigeno presente nell'aria ad alte temperature per formare una pellicola di ossido. Questa ossidazione non solo influisce sulla qualità estetica dell'acciaio inossidabile, ma può anche ridurne la resistenza alla corrosione.
Decarburazione
La decarburazione si riferisce al fenomeno per cui gli atomi di carbonio sulla superficie dell'acciaio inossidabile reagiscono con ossigeno, idrogeno, anidride carbonica, ecc. nell'ambiente ad alta temperatura, determinando una diminuzione della concentrazione di carbonio sulla superficie. La decarburazione ridurrà la durezza e la resistenza all'usura dell'acciaio inossidabile.
Surriscaldamento e combustione eccessiva
Per surriscaldamento si intende la temperatura di riscaldamento eccessivamente elevata durante il trattamento termico dell'acciaio inossidabile, che porta all'ingrossamento dei grani di austenite e al deterioramento delle proprietà meccaniche del materiale. Per sovracombustione si intende la temperatura di riscaldamento eccessivamente elevata, che porta all'ossidazione locale o alla fusione dei bordi dei grani, deteriorando gravemente le proprietà del materiale.
II. Soluzioni ai problemi di trattamento termico dell'acciaio inossidabile
Soluzioni alla deformazione
(1) Selezionare i parametri appropriati del processo di trattamento termico, come la temperatura di riscaldamento, il tempo di mantenimento e la velocità di raffreddamento, per ridurre la deformazione.
(2) Utilizzare dispositivi per vincolare l'acciaio inossidabile per limitarne la deformazione.
(3) Per parti in acciaio inossidabile di grandi dimensioni o complesse, è possibile utilizzare metodi di preriscaldamento e raffreddamento lento per ridurre lo stress termico e la deformazione.
Soluzioni al cracking
(1) Ottimizzare il processo di trattamento termico ed evitare un raffreddamento rapido per ridurre lo stress termico.
(2) Pretrattare l'acciaio inossidabile, ad esempio mediante ricottura, per ridurre lo stress interno.
(3) Durante il processo di trattamento termico, utilizzare mezzi di raffreddamento e velocità di raffreddamento adeguati per controllare la tendenza alla fessurazione.
Soluzione alla corrosione intergranulare
(1) Utilizzare il trattamento con soluzione solida per riscaldare l'acciaio inossidabile alla temperatura della soluzione solida, mantenerlo per un periodo di tempo e quindi raffreddarlo rapidamente per eliminare la tendenza alla corrosione intergranulare.
(2) Aggiungere elementi stabilizzanti come titanio e niobio all'acciaio inossidabile per migliorarne la resistenza alla corrosione intergranulare.
(3) Passivare l'acciaio inossidabile per formare una densa pellicola di ossido per migliorarne la resistenza alla corrosione.
Soluzione all'ossidazione superficiale
(1) Durante il processo di trattamento termico, utilizzare un'atmosfera protettiva per riscaldare, come un gas inerte o un'atmosfera riducente, per ridurre il contatto tra l'acciaio inossidabile e l'ossigeno.
(2) Eseguire un trattamento superficiale sull'acciaio inossidabile, come sabbiatura, lucidatura, ecc., per rimuovere lo strato di ossido.
(3) Utilizzare la tecnologia di trattamento termico sotto vuoto per evitare che l'acciaio inossidabile reagisca con l'ossigeno presente nell'aria.
Soluzione alla decarburazione
(1) Durante il processo di trattamento termico, controllare rigorosamente la temperatura di riscaldamento e il tempo di mantenimento per evitare un'ampia diffusione di atomi di carbonio.
(2) Utilizzare il riscaldamento in forno a bagno di sale o il riscaldamento in atmosfera protettiva per ridurre la reazione tra l'acciaio inossidabile e l'ossigeno, l'idrogeno e altri elementi nel mezzo.
(3) Carburare l'acciaio inossidabile per aumentare la concentrazione di carbonio sulla sua superficie.
Soluzioni al surriscaldamento e al sovraccarico
(1) Controllare rigorosamente la temperatura di riscaldamento durante il trattamento termico per evitare temperature eccessive.
(2) Utilizzare apparecchiature di controllo della temperatura ad alta precisione, come termocoppie, termometri a infrarossi, ecc., per monitorare e controllare la temperatura di riscaldamento in tempo reale.
(3) Ricottura, normalizzazione o rinvenimento della struttura surriscaldata più volte ad alta temperatura per affinare i grani e ripristinare le proprietà meccaniche del materiale.
(4) Per le strutture bruciate, poiché le loro proprietà non possono essere ripristinate, possono solo essere demolite. Pertanto, durante il processo di trattamento termico, è necessario evitare rigorosamente la sovracombustione.
III. Riepilogo e suggerimenti
Il trattamento termico dell'acciaio inossidabile è un processo complesso e delicato che richiede un controllo rigoroso di vari parametri e condizioni di processo. Questo articolo propone soluzioni corrispondenti ai problemi comuni di cui sopra. Tuttavia, nelle applicazioni reali, è anche necessario fare considerazioni e scelte complete basate su fattori quali gli elementi specifici della lega, i requisiti di processo e l’ambiente di utilizzo dell’acciaio inossidabile.
Inoltre, al fine di migliorare ulteriormente la qualità e l'efficienza del trattamento termico dell'acciaio inossidabile, si raccomanda alle industrie correlate di rafforzare la ricerca, lo sviluppo e l'innovazione tecnologica e di sviluppare tecnologie e attrezzature per il trattamento termico più efficienti e rispettose dell'ambiente. Allo stesso tempo, rafforzare la formazione e la gestione del personale del processo di trattamento termico, migliorare le loro capacità professionali e la qualità completa, in modo da garantire la stabilità e l'affidabilità del processo di trattamento termico dell'acciaio inossidabile.
Il trattamento termico dell’acciaio inossidabile è una questione complessa che coinvolge molti aspetti. Attraverso una progettazione scientifica e ragionevole del processo e un rigoroso controllo del processo, i problemi incontrati nel processo di trattamento termico dell'acciaio inossidabile possono essere risolti efficacemente e la qualità e le prestazioni dei prodotti in acciaio inossidabile possono essere migliorate.