1. Что такое обработка раствором? Почему холоднокатаные рулоны нержавеющей стали должны подвергаться такой обработке?
Обработка на раствор — это процесс термообработки, который включает в себя нагрев холоднокатаных рулонов стали до высокой температуры (обычно около 1050–1100 градусов для аустенитной нержавеющей стали) и выдерживание их при этой температуре в течение определенного периода времени. Это позволяет карбидам (таким как карбиды хрома) и другим легирующим фазам стали полностью растворяться в аустенитной матрице. Затем происходит быстрое охлаждение (например, водяное или принудительное воздушное охлаждение), в результате которого образуется перенасыщенный однофазный твердый раствор при комнатной температуре.
Почему это необходимо?
Холоднокатаные-рулоны подвергаются серьезному наклепу в процессе прокатки, что приводит к увеличению твердости и снижению пластичности, что делает их непосредственно непригодными для использования. В то же время, если предыдущая горячая прокатка или отжиг проведена неправильно или стальной рулон медленно охлаждается, углерод и хром легко соединяются с образованием карбида хрома (Cr₂₃C₆), который осаждается на границах зерен, что приводит к обеднению хромом вблизи границ зерен и приводит к потере стали коррозионной стойкости. Лечение раствором существует именно для решения этих двух проблем.
2.Как обработка раствором восстанавливает и улучшает коррозионную стойкость холоднокатаных-рулонов?
Эта связь очень тесная и предполагает предотвращение межкристаллитной коррозии. Во время холодной прокатки или медленного охлаждения углерод в стали соединяется с хромом, выделяя карбид хрома на границах зерен. Из-за медленной скорости диффузии хрома матрица, окружающая карбид хрома, образует зоны, обедненные хромом-(содержание хрома ниже критического значения, необходимого для коррозионной стойкости, например 11,5%), по мере удаления хрома.
Растворение: во время нагрева раствора температура превышает температуру, при которой карбиды полностью растворяются (обычно выше 1050 градусов), в результате чего эти вредные карбиды на границах зерен растворяются обратно в матрицу.
Гомогенность. Атомы хрома диффундируют при высоких температурах, устраняя зоны,-обедненные хромом, и выравнивая распределение хрома по всей аустенитной матрице.
Раствор и быстрое охлаждение: При быстром охлаждении (закалке) углерод не успевает снова выпасть в осадок и прочно закрепляется внутри аустенитных зерен. Это восстанавливает сталь до оптимальной однородности химического состава, значительно улучшая ее устойчивость к межкристаллитной коррозии, питтинговой коррозии и коррозии под напряжением.
3.Помимо защиты от ржавчины, какое влияние обработка раствором оказывает на механические свойства холоднокатаных стальных листов?
Устранение наклепа и восстановление пластичности. Холоднокатаные стальные листы-имеют удлиненные и фрагментированные зерна с чрезвычайно высокой плотностью дислокаций, что приводит к высокой твердости и хрупкости. Высокие температуры обработки на раствор вызывают рекристаллизацию, генерируя новые, неискаженные равноосные зерна, полностью устраняя внутренние напряжения и наклеп, возникающие при холодной прокатке.
Достижение оптимальных свойств мягкого-состояния. Предел текучести обработанной аустенитной нержавеющей стали (например, 304) обычно падает примерно до 200-250 МПа, а удлинение может восстановиться до более чем 40%. Эта низкая-твердость и высокая пластичность позволяют стальному листу плавно подвергаться последующей штамповке, изгибу и другим процессам формования.
Качество поверхности: процесс травления (или использование защитной атмосферы) после обработки раствором удаляет окалину оксида железа, образующуюся во время холодной прокатки, восстанавливая металлический блеск и обеспечивая чистоту поверхности конечного продукта.
4. На каком этапе процесса производства холоднокатаных стальных листов обычно проводится обработка на раствор?
Для холоднокатаных рулонов обработка раствором обычно проводится после холодной прокатки. Однако для удовлетворения различных требований к производительности порядок может меняться:
Обычный процесс (наиболее распространенный): горяче-катаный рулон (черная кожа) → Отжиг и травление (горяче-прокатная обработка на раствор) → Холодная прокатка → Окончательная обработка на раствор (линия непрерывного отжига и травления) → Правка/правка натяжением.
В случае нержавеющей стали холодная прокатка приводит к закалке материала, что требует окончательной обработки раствора после холодной прокатки перед поставкой заказчику.
Обработка промежуточным раствором (менее распространенная). Для некоторых чрезвычайно тонких листов или марок стали, которые трудно деформировать (например, высоколегированная сталь, содержащая титан), чрезмерное обжатие во время одной операции холодной прокатки может легко привести к растрескиванию. В таких случаях процесс отжига на промежуточный раствор может быть выполнен во время холодной прокатки для смягчения стали перед второй холодной прокаткой.
Конфигурация производственной линии. Обработка раствором холоднокатаных рулонов-обычно выполняется на крупных линиях непрерывного отжига и травления (CAPL или APL). Стальная полоса непрерывно проходит через секцию нагрева, секцию выдержки, секцию закалки и секцию травления в рамках одного непрерывного процесса.
5.Какие типичные дефекты могут возникнуть, если обработка раствором не контролируется должным образом?
Недостаточная температура нагрева или время выдержки: карбиды не растворяются полностью, оставляя остаточный карбид хрома на границах зерен, что приводит к межкристаллитной коррозии при последующем использовании или испытаниях на коррозию (апельсиновая корка-поверхность или растрескивание после изгиба).
Чрезмерно высокая температура нагрева (перегрев): зерна аустенита быстро растут, в результате чего стальная пластина становится хрупкой (понижение пластичности). На поверхности могут появиться сильные оксидные окалины или даже следы плавления, ухудшающие механические свойства.
Недостаточная скорость охлаждения (медленное охлаждение). Это серьезное нет-нет! Если после высокотемпературного плавления-плавления температура остается в диапазоне температур сенсибилизации (450–850 градусов) слишком долго, углерод снова выпадает в осадок в виде карбида хрома на границах зерен, что снова приводит к истощению хрома и значительно снижает коррозионную стойкость. Для тонких-холоднокатаных- рулонов необходимо обеспечить достаточную скорость охлаждения.
Дефекты поверхности. Плохой контроль атмосферы в нагревательной печи может привести к чрезмерному окислению поверхности, которое невозможно удалить травлением, что приводит к чрезмерному-травлению (шероховатая поверхность) или недостаточному-травлению (остаточная оксидная окалина).