Kako se mijenja mikrostruktura tokom termičke obrade AISI 310 bara?

Hej tamo! Ja sam dobavljač šipki od AISI 310 i bavim se ovim poslom već duže vrijeme. Tokom godina, vidio sam kako toplinska obrada može učiniti čuda na ovim šipkama, mijenjajući njihovu mikrostrukturu na prilično nevjerovatne načine. Dakle, mislio sam da podijelim neke uvide o tome kako se mikrostruktura šipki od AISI 310 mijenja tokom termičke obrade.

Prvo, hajde da pričamo malo o AISI 310 šipkama. Ove šipke su napravljene od vrste nerđajućeg čelika poznatog po visokom sadržaju hroma i nikla. Ovaj sastav daje šipkama AISI 310 odličnu otpornost na oksidaciju i koroziju, što ih čini popularnim izborom u primjenama na visokim temperaturama kao što su dijelovi peći, izmjenjivači topline i oprema za hemijsku obradu.

Kada počnemo sa već primljenim AISI 310 barom, njegova mikrostruktura je uglavnom austenitna. Austenit je kubična (FCC) kristalna struktura koja čeliku daje dobru duktilnost i žilavost. To je poput dobro organizirane rešetke u kojoj su atomi uredno raspoređeni, omogućavajući lako kretanje dislokacija, što je ono što čini čelik deformabilnim bez lakog lomljenja.

Sada, zaronimo u proces termičke obrade. Prvi korak u mnogim procesima termičke obrade je zagrijavanje AISI 310 bara na određenu temperaturu. Kako zagrijavamo šipku, atomi u austenitnoj strukturi počinju dobivati ​​više energije. Oni vibriraju snažnije, a ova povećana pokretljivost atoma može dovesti do nekih promjena.

Jedna uobičajena termička obrada za šipke od AISI 310 je žarenje rastvorom. Prilikom žarenja rastvorom, šipku zagrevamo na visoku temperaturu, obično oko 1065 - 1120°C (1950 - 2050°F). Na ovoj temperaturi svi karbidi koji su se mogli formirati u čeliku prelaze u otopinu. Karbidi su spojevi ugljika i drugih elemenata poput hroma. U AISI 310, hrom karbidi se mogu formirati tokom normalne obrade ili ako je čelik izložen određenim uslovima. Ovi karbidi mogu biti problem jer mogu iscrpiti okolno područje hroma, smanjujući otpornost čelika na koroziju.

Tokom žarenja u rastvoru, kako se karbidi rastvaraju, hrom se ponovo ravnomerno raspoređuje po austenitnoj matrici. Time se vraćaju svojstva čelika otporna na koroziju. Mikrostruktura nakon žarenja otopinom ostaje austenitna, ali je čistiji, homogeniji austenit. Zrna austenita mogu takođe malo porasti tokom ovog tretmana na visokim temperaturama. Rast zrna nastaje zato što atomi na granicama zrna imaju više energije i mogu se kretati kako bi spojili veća zrna. Veća veličina zrna ponekad može dovesti do smanjenja čvrstoće, ali povećanja duktilnosti.

Drugi važan korak termičke obrade je gašenje. Nakon žarenja otopinom, šipku često gasimo brzo, obično u vodi ili ulju. Gašenje je poput zamrzavanja mikrostrukture u njenom stanju visoke temperature. U slučaju AISI 310, budući da je austenitni nehrđajući čelik, gašenje obično ne rezultira faznom transformacijom kao što je to kod nekih drugih čelika. Umjesto toga, pomaže da se učvrsti homogena austenitna struktura i spriječi stvaranje karbida tokom hlađenja.

Međutim, ako se gašenje ne obavi kako treba, može doći do nekih problema. Na primjer, ako je brzina hlađenja presporo, neki karbidi mogu ponovo početi da se talože. To se zove senzibilizacija. Senzibilizirane AISI 310 šipke su sklonije intergranularnoj koroziji, što može biti veliki problem u aplikacijama gdje je otpornost na koroziju ključna.

Kaljenje je još jedan proces termičke obrade koji se može primijeniti na AISI 310 šipke. Kaljenje se obično vrši na nižoj temperaturi, obično između 425 - 815°C (800 - 1500°F). Svrha kaljenja je da se oslobodi bilo kakvog unutrašnjeg naprezanja koji bi mogao biti uveden tokom gašenja. Ova unutrašnja naprezanja mogu uzrokovati pucanje ili deformaciju šipke tokom vremena.

Tokom temperiranja, atomi u austenitnoj strukturi počinju se lagano preuređivati. To može dovesti do taloženja finih čestica unutar austenita. Ove čestice mogu djelovati kao prepreka kretanju dislokacija, što može donekle povećati čvrstoću čelika. Međutim, kaljenje na pogrešnoj temperaturi također može imati negativne posljedice. Ako je temperatura kaljenja previsoka, to može uzrokovati pretjerani rast zrna ili čak stvaranje novih faza, što može smanjiti mehanička svojstva šipke.

Sada je važno uporediti AISI 310 sa drugim tipovima šipki od nerđajućeg čelika. na primjer,AISI 316L šipkaiAISI 304L šipkatakođer su popularne šipke od nehrđajućeg čelika. AISI 316L ima niži sadržaj ugljika i sadrži molibden, što mu daje bolju otpornost na koroziju u određenim sredinama, posebno u onim s hloridnim jonima. AISI 304L je osnovni austenitni nerđajući čelik sa dobrom otpornošću na koroziju opšte namene.

Reakcije na termičku obradu ovih čelika su različite od AISI 310. Na primjer, AISI 316L i AISI 304L također se mogu žariti i kaliti u otopini, ali njihove mikrostrukturne promjene tokom ovih procesa mogu biti različite zbog njihovog različitog hemijskog sastava. Oni mogu formirati različite vrste karbida ili imati različita ponašanja fazne transformacije.

Tu je iPrilagođena šipka od nerđajućeg čelika 455, koji je nerđajući čelik za taloženje. Njegov proces termičke obrade se prilično razlikuje od AISI 310. Custom 455 prolazi kroz seriju tretmana starenja kako bi formirao fine taloge koji značajno povećavaju njegovu čvrstoću. Nasuprot tome, AISI 310 se uglavnom oslanja na svoju austenitnu strukturu i odgovarajuću otopinu karbida za svoja svojstva.

Zaključno, toplinska obrada šipki AISI 310 je pažljivo kontroliran proces koji može značajno promijeniti mikrostrukturu i svojstva šipki. Razumijevanjem kako se mikrostruktura mijenja tokom svakog koraka termičke obrade, možemo proizvesti šipke AISI 310 sa željenom kombinacijom čvrstoće, duktilnosti i otpornosti na koroziju.

Ako ste na tržištu visokokvalitetnih AISI 310 šipki ili imate bilo kakva pitanja o toplinskoj obradi i njenim efektima na mikrostrukturu, slobodno se obratite za raspravu o nabavci. Uvijek mi je drago podijeliti svoje znanje i pomoći vam da pronađete pravo rješenje za vaše potrebe.

Reference

• ASM priručnik, svezak 4: Toplinska obrada. ASM International.
• Metalni priručnik Desk Edition, treće izdanje. ASM International.
• Nerđajući čelik: Praktični vodič. CRC Press.