1. ما هو العلاج الحل؟ لماذا يجب أن تخضع ملفات-الفولاذ المقاوم للصدأ المدلفنة على البارد لهذه المعالجة؟
معالجة المحاليل هي عملية معالجة حرارية تتضمن تسخين ملفات الفولاذ المدرفلة على البارد إلى درجة حرارة عالية (عادةً حوالي 1050 درجة ~ 1100 درجة للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي) والاحتفاظ بها عند درجة الحرارة هذه لفترة من الوقت. وهذا يسمح للكربيدات (مثل كربيد الكروم) ومراحل صناعة السبائك الأخرى في الفولاذ بالذوبان الكامل في المصفوفة الأوستنيتي. ثم يحدث التبريد السريع (مثل التبريد بالماء أو تبريد الهواء القسري)، مما يؤدي إلى الحصول على محلول صلب أحادي الطور -مفرط التشبع في درجة حرارة الغرفة.
لماذا هو ضروري؟
تخضع الملفات المدلفنة على البارد إلى عملية تصلب شديدة أثناء عملية الدرفلة، مما يؤدي إلى زيادة الصلابة وانخفاض اللدونة، مما يجعلها غير قابلة للاستخدام بشكل مباشر. في الوقت نفسه، إذا كانت عملية الدرفلة على الساخن أو التلدين السابقة غير مناسبة، أو إذا تم تبريد ملف الفولاذ ببطء، فإن الكربون والكروم يتحدان بسهولة لتكوين كربيد الكروم (Cr₂₃C₆)، الذي يترسب عند حدود الحبوب، مما يؤدي إلى استنفاد الكروم بالقرب من حدود الحبوب ويتسبب في فقدان الفولاذ لمقاومته للتآكل. علاج الحل موجود على وجه التحديد لحل هاتين المشكلتين.
2. كيف يمكن للمعالجة بالمحلول استعادة وتحسين مقاومة التآكل للملفات المدرفلة على البارد-؟
هذه العلاقة وثيقة جدًا، وتتضمن منع التآكل الحبيبي. أثناء الدرفلة على البارد أو التبريد البطيء، يتحد الكربون الموجود في الفولاذ مع الكروم، مما يؤدي إلى ترسيب كربيد الكروم عند حدود الحبوب. نظرًا لمعدل الانتشار البطيء للكروم، فإن المصفوفة المحيطة بكربيد الكروم تشكل مناطق مستنفدة من الكروم - (محتوى الكروم أقل من القيمة الحرجة المطلوبة لمقاومة التآكل، مثل 11.5%) عند إزالة الكروم.
الذوبان: أثناء تسخين المحلول، تتجاوز درجة الحرارة درجة الحرارة التي تذوب فيها الكربيدات تمامًا (عمومًا أعلى من 1050 درجة)، مما يتسبب في ذوبان هذه الكربيدات الضارة عند حدود الحبوب مرة أخرى في المصفوفة.
التجانس: تنتشر ذرات الكروم عند درجات حرارة عالية، مما يؤدي إلى التخلص من المناطق المستنفدة للكروم- وإعادة تجانس توزيع الكروم في جميع أنحاء المصفوفة الأوستنيتي.
الحل والتبريد السريع: أثناء التبريد السريع (التبريد)، لا يتوفر للكربون الوقت الكافي للترسيب مرة أخرى ويتم تثبيته بقوة داخل الحبيبات الأوستنيتي. يؤدي ذلك إلى استعادة الفولاذ إلى تجانس التركيب الكيميائي الأمثل، مما يحسن بشكل كبير مقاومته للتآكل بين الحبيبات، والتآكل الناتج عن الإجهاد، والتآكل الناتج عن الإجهاد.
3.إلى جانب منع الصدأ، ما هو تأثير المعالجة بالمحلول على الخواص الميكانيكية للصفائح الفولاذية المدرفلة على البارد-؟
التخلص من تصلب العمل واستعادة اللدونة: تحتوي صفائح الفولاذ المدرفلة على البارد على حبيبات ممدودة ومجزأة ذات كثافة خلع عالية للغاية، مما يؤدي إلى صلابة وهشاشة عالية. تؤدي درجات الحرارة المرتفعة لمعالجة المحلول إلى إعادة التبلور، مما يؤدي إلى توليد حبيبات متساوية جديدة وغير مشوهة، مما يزيل تمامًا الضغط الداخلي وتصلب العمل الناتج أثناء الدرفلة على البارد.
تحقيق خصائص الحالة الناعمة-المثالية: تنخفض عادةً مقاومة الخضوع للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المعالج (مثل 304) إلى حوالي 200-250 ميجا باسكال، بينما يمكن استعادة الاستطالة إلى ما يزيد عن 40%. تسمح هذه الحالة المنخفضة-من الصلابة واللدونة العالية للصفائح الفولاذية بالخضوع لعمليات الختم والثني وعمليات التشكيل الأخرى بسلاسة.
جودة السطح: تؤدي عملية التخليل (أو استخدام جو وقائي) بعد معالجة المحلول إلى إزالة مقياس أكسيد الحديد الناتج أثناء الدرفلة على البارد، واستعادة البريق المعدني وضمان الانتهاء من سطح المنتج النهائي.
4.في عملية إنتاج صفائح الفولاذ المدرفلة على البارد-، في أي مرحلة يتم عادةً إجراء المعالجة بالمحلول؟
بالنسبة للملفات المدرفلة على البارد-، يتم عادةً إجراء المعالجة بالمحلول بعد الدرفلة على البارد. ومع ذلك، لتلبية متطلبات الأداء المختلفة، يمكن أن يختلف الترتيب:
العملية التقليدية (الأكثر شيوعًا): لفائف مدرفلة على الساخن - (طبقة سوداء) ← التلدين والتخليل (معالجة المحاليل المدرفلة على الساخن-) ← درفلة على البارد ← معالجة المحلول النهائي (خط التلدين والتخليل المستمر) ← تسوية/تسوية التوتر.
بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ، تؤدي الدرفلة على البارد إلى صلابة المادة، مما يستلزم معالجة الحل النهائي بعد الدرفلة على البارد قبل تسليمها إلى العميل.
معالجة المحاليل المتوسطة (الأقل شيوعًا): بالنسبة لبعض المقاييس الرفيعة للغاية أو درجات الفولاذ التي يصعب تشويهها (مثل سبائك الفولاذ العالية-التي تحتوي على التيتانيوم)، يمكن أن يؤدي التخفيض المفرط خلال عملية درفلة باردة واحدة بسهولة إلى التشقق. في مثل هذه الحالات، يمكن إجراء عملية التلدين بمحلول وسيط أثناء الدرفلة على البارد لتليين الفولاذ قبل الدرفلة الثانية على البارد.
تكوين خط الإنتاج: يتم عادةً إجراء معالجة المحاليل للملفات المدرفلة على البارد -على خطوط التلدين والتخليل المستمرة الكبيرة (CAPL أو APL). يمر الشريط الفولاذي بشكل مستمر من خلال قسم التسخين، قسم النقع، قسم التبريد، وقسم التخليل في عملية واحدة مستمرة.
5. ما هي بعض العيوب النموذجية التي يمكن أن تحدث إذا لم يتم التحكم في معالجة المحلول بشكل صحيح؟
درجة حرارة تسخين غير كافية أو وقت احتجاز غير كافٍ: لا تذوب الكربيدات تمامًا، مما يترك كربيد الكروم المتبقي عند حدود الحبوب، مما يؤدي إلى تآكل بين الحبيبات في الاستخدام اللاحق أو اختبار التآكل (قشر البرتقال-مثل السطح أو التشقق بعد الثني).
ارتفاع درجة حرارة التسخين بشكل مفرط (ارتفاع درجة الحرارة): تنمو حبيبات الأوستنيت بسرعة، مما يتسبب في هشاشة اللوحة الفولاذية (انخفاض اللدونة). قد يظهر مقياس أكسيد شديد أو حتى علامات انصهار على السطح، مما يؤدي إلى تدهور الخواص الميكانيكية.
معدل تبريد غير كافٍ (تبريد بطيء): هذا رفض كبير-لا! بعد الانصهار بدرجة حرارة عالية-، إذا ظلت درجة الحرارة في نطاق درجة حرارة التحسس (450 درجة ~850 درجة ) لفترة طويلة جدًا، فسوف يترسب الكربون مرة أخرى على شكل كربيد الكروم عند حدود الحبوب، مما يتسبب في استنفاد الكروم مرة أخرى وتقليل مقاومة التآكل بشكل ملحوظ. بالنسبة للملفات الملفوفة الرقيقة-الباردة-، يجب ضمان معدل تبريد كافٍ.
عيوب السطح: قد يؤدي ضعف التحكم في الجو في فرن التسخين إلى أكسدة السطح المفرطة، والتي لا يمكن للتخليل إزالتها، مما يؤدي إلى زيادة-التخليل (سطح خشن) أو أقل من-التخليل (مقياس الأكسيد المتبقي).