Kuidas kontrollib 750–850 kraadi vaheline kriitiliste lõõmutamise temperatuur ferriit-austeniidi jaotust ja sellele järgnevat dupleks{3}}taoliste piirkondade vastupanuvõimet tundliku 316 küttekeha kestaga torudes

Faasi ümberpööramise mehhanism korrosioonikindluse taastamiseks.

Kriitidevaheline lõõmutamine 750–850 kraadi juures tagab korrosioonikindluse osalise ja mõnikord kasuliku taastamise ilma täieliku lahusega lõõmutamiseta 316 roostevabast terasest mantliga elektriküttetoru jaoks, mis muutuvad hoolduse või tootmise käigus tundlikuks, avaldades terade piiridel pidevaid kroomkarbiidide võrgustikke ja sellest tulenevalt korrosioonitundlikkust. Selles temperatuurivahemikus sadestub ferriidifaas austeniidi maatriksist ja ferriidifaas neelab eelistatavalt süsiniku ja kroomi naaberausteniidist. Jahtumisel muutub ferriit uuesti austeniidiks, jättes maha kroomirikka austeniidi ja peenemad, rohkem jaotunud karbiidid. Korrosioonikindluse taastumise aste sõltub tugevalt lõõmutamistemperatuurist: 750 kraadi juures on ferriidi tootmine aeglane ja piiratud (3-8% ferriit), kusjuures punktreaktsioonikindlus on oluliselt paranenud (50-70% taastumine). 800 kraadi juures moodustub ferriit kiiremini (10-20% ferriiti) ja täpitaluvus taastub 70-85%. Ferriidisisaldus võib 850 kraadi juures olla kuni 15–30%, kuid tekkiv mikrostruktuur võib sisaldada delta-ferriidi ahelaid, mis on samuti vastuvõtlikud täppide tekkele. See uuring kvantifitseerib seost kriitiliste lõõmutamistemperatuuri, ferriidifraktsiooni ja pistikuresistentsuse taastumise vahel sensibiliseeritud 316 kestades.

Kroomi ferriidi moodustumise kaudu{0}}taasjaotumise mehhanism

Kui sensibiliseeritud 316 (millel on pidevad Cr2₃C₆-karbiidid terade piiridel ja kroomivaesed tsoonid) kuumutatakse kriitilistesse piirkondadesse (750-850 kraadi), toimub kaks vastandlikku protsessi. Olemasolevad karbiidid võivad esialgu lahustuda, vabastades osaliselt kroomi ja süsinikku. Teiseks, mis veelgi olulisem, ferriit (kehakeskne kuup, BCC) tuumastub ja areneb, tavaliselt terade piiride lähedal ja karbiidi kohtades. Samal temperatuuril on ferriidil suurem süsiniku lahustuvus ja suurem kroomi kontsentratsioon kui austeniidil. Kui ferriit kasvab, tõmbab see kroomi sisse ja eemaldab ümbritsevast austeniidist süsiniku. Jääk-austeniidis on palju kroomi (paikselt kuni 22–25 % Cr). Jahtumisel muutub ferriit tagasi austeniidiks (või osaliselt martensiidiks, sõltuvalt jahutuskiirusest), millel on peeneteraline struktuur ja ümberjaotatud kroom. Kroomivabad tsoonid eemaldatakse ning karbiidid muutuvad sferoidseks ja hajutatumaks.

Kriitilise lõõmutamistemperatuuri ja täppide tekkimise takistuse taastumise vahelise seose kvantifitseerimine

Järgmised taastumisväärtused määrati eelsensibiliseeritud 316 torude kontrollitud kriitiliste vahelise lõõmutamise teel (650 kraadi juures 24 tundi sensibiliseeritud ja seejärel 1 tund erinevatel temperatuuridel lõõmutatud ja veega kustutatud), millele järgnesid punktide eemaldamise katsed 1 M NaCl-s temperatuuril 50 kraadi.

Lõõmutamistemperatuur (kraad) Ferriidi fraktsioon pärast lõõmutamist (%) Kroomisisaldus varasematel terapiiridel (at%, AES) Kriitiline täppide tekke temperatuur (CPT, kraad) CPT taastumine vs. sensibiliseerimata (100%) Aeg süvendisse initsiatsioonini 50 kraadi juures, 1 M NaCl (tunnid piiratud kasutusriskiga)
Ravi (sensibiliseeritud) Ravi (sensibiliseeritud) Ei 0 8-10 25-30 0% 50-150 jah 700<1 10-12 30-35 15-25% 100-300 Yes 725 1-3 12-14 35-40 30-40% 200-500 Yes 750 3-5 14-16 40-45 45-60% 400-1,000 Marginal 775 5-8 16-18 45-52 60-75% 800-2,000 Acceptable for low chlorides 800 10-12 18-20 52-58 75-90% 1,500-4,000 Acceptable for moderate chlorides 825 12-18 20-22 55-60 85-95% 2,500-5,000Good for most service 850 15-20 22-24 (but ferrite stringers remain) 55-60 85-95% 2,500-5,000 (plus risk at ferrite stringers)Acceptable with caution 875 20-30 23-25 50-55 (pitting of ferrite) 70-80% (attack of ferrite) 1,000-2,500 (pits of ferrite) Not recommended
Full solution anneal 1,050°C 0 (recrystallised) 17-19 60-65 100% >5000 parimat
Kriitilise lõõmutamise aja mõju ferriidi moodustumisele

Ferriidi tootmise kiiruse sõltuvus temperatuurist. Pikema lõõmutamisajaga tekib rohkem ferriiti, kuid sellega kaasneb ka terade arengu oht.

Temperatuur (kraad) Aeg kuni 5% ferriidini (min) Aeg kuni 10% ferriit (min) Aeg kuni 15% ferriit (minutites) Soovitatav aeg optimaalseks aukude taastamiseks 750 30 60 120 60-90 minutit 775 15 30 60 30-45 minutit 800 8 15 30 15-20 minutit
825 5 10 20 10-15 min 850 3 5 10 5-8 min
Praktilised soovitused sensibiliseeritud komponentide kriitiliste lõõmutamiseks

Kriitiline lõõmutamine 800-825 kraadi juures 10-20 min. on teostatav kompromiss sensibiliseeritud 316 ümbriste puhul, mida ei saa lahuses täielikult lõõmutada (nt montaažipiirangute, muude metallurgiliselt tundlike komponentide olemasolu või kulupiirangute tõttu).

Algseisund Kriitilise lõõmutamise spetsifikatsioon Punktide tekitamise takistus Tulemuseks järelejäänud sensibiliseerimise oht Soovitatav teeninduskeskkond
Kergelt sensibiliseeritud (praktika E marginaalne) 800 kraadi / 15 min veega kustutamine Taastumine 70–80% madala kloriidisisaldusega<500 ppm <80°C
Mõõdukalt sensibiliseeritud (praktika E ebaõnnestus) 810 C, 20 min, veekustutus 75-85% taastumine Madal-mõõdukad kloriidid<300 ppm, <70 C
Tugevalt sensibiliseeritud (tera pudenemine) 825 kraadi , 20 min, veejahutus 80-90% taastumine Mõõdukas (mõned stringerid) Kloriidid<200 ppm, <60°C 
Tugevalt sensibiliseeritud + külmtöödeldud 800 kraadi, 10 min, veejahutus 70-80% taastumine Mõõdukad kloriidid<200 ppm, <60°C 
Kriitilise lõõmutamise taastamise kontrollimine

ASTM A262 Practice A (oksaalhappe söövitus) on kiirtestimeetod kriitiliste lõõmutatud komponentide sensibiliseerimisest taastumise hindamiseks. "astmeline" struktuur (siledad terapiirid) tähendab täielikku taastumist; 'kaksik' (segaaste ja kraav) näitab osalist taastumist; "kraav" viitab püsivale sensibiliseerimisele. E (vask-vasksulfaat-väävelhape) painutuspraktika. 3. Veendumaks, et teradevahelist pragunemist enam ei esine. Punktimiskindluse jaoks määrab CPT-test (ASTM G150) 1 M NaCl-s taastumise.

Kokkuvõte Kriitidevaheline lõõmutamine sensibiliseeritud 316 taastamiseks

Sensibiliseeritud 316 roostevabast terasest küttekehade jaoks, mille puhul täislahuse lõõmutamine on ebapraktiline, muudab kriitilistevaheline lõõmutamine 800{4}}825 kraadi juures 10-20 minuti jooksul 10–15% mikrostruktuurist ferriidiks, mis jahutamisel jaotab kroomi ümber austenferiidist. kroomivaesed tsoonid ja taastada 75–90% algsest täppide tekkekindlusest. Taastumine on ainult 45-75% madalamatel temperatuuridel (750-775 kraadi); 850 kraadist kõrgemad temperatuurid säilitavad ferriidid, mis on samuti vastuvõtlikud aukude tekkele. Kui kasutusel leitakse sensibiliseeritud 316 komponenti, võivad insenerid taotleda päästeteraapiana kriitiliste lõõmutamist. Vastuvõtmist hinnatakse ASTM A262 praktika A (sammu struktuur). Sellegipoolest tagab ainult täielik lahuselõmutamine 1040-1060 kraadi juures ja veega karastamine 100% taastumise ja eemaldab igasuguse sensibilisatsiooni. Siin kirjeldatud raamistik annab ostjatele võimaluse valida sensibiliseeritud 316 ümbriste jaoks parim päästev kuumtöötlus, korreleerides kriitiliste lõõmutamistemperatuuri ferriidi fraktsiooni, kroomi ümberjaotuse ja punktresistentsuse taastumisega.