1. درمان محلول چیست؟ چرا باید کویلهای فولاد ضد زنگ نورد سرد- تحت این درمان قرار گیرند؟
درمان محلول یک فرآیند عملیات حرارتی است که شامل گرم کردن سیمپیچهای فولادی نورد سرد تا دمای بالا (معمولاً حدود 1050 درجه تا 1100 درجه برای فولاد ضد زنگ آستنیتی) و نگهداشتن آنها در این دما برای مدتی است. این اجازه می دهد تا کاربیدها (مانند کاربیدهای کروم) و سایر فازهای آلیاژی در فولاد به طور کامل در ماتریس آستنیتی حل شوند. سپس خنکسازی سریع (مانند خنککردن با آب یا هوای اجباری) رخ میدهد که منجر به یک محلول جامد تک فاز فوقاشباع در دمای اتاق میشود.
چرا لازم است؟
کلافهای نورد سرد در طول فرآیند نورد سختکاری شدیدی میکنند که منجر به افزایش سختی و کاهش انعطافپذیری میشود و مستقیماً غیرقابل استفاده میشوند. به طور همزمان، اگر نورد گرم قبلی یا بازپخت نامناسب باشد، یا اگر سیم پیچ فولادی به آرامی سرد شود، کربن و کروم به راحتی ترکیب می شوند و کاربید کروم (Cr23C6) را تشکیل می دهند که در مرزهای دانه رسوب می کند و منجر به کاهش کروم در مقاومت فولاد و از دست دادن ذرات آن می شود. راه حل درمان دقیقا برای حل این دو مشکل وجود دارد.
2. چگونه درمان محلول مقاومت به خوردگی کویلهای نورد سرد- را بازیابی و بهبود میبخشد؟
این رابطه بسیار نزدیک است و شامل جلوگیری از خوردگی بین دانه ای می شود. در طول نورد سرد یا سرد شدن آهسته، کربن موجود در فولاد با کروم ترکیب می شود و کاربید کروم را در مرز دانه ها رسوب می دهد. با توجه به سرعت انتشار آهسته کروم، ماتریس احاطه کننده کاربید کروم مناطق خالی از کروم را تشکیل می دهد (محتوای کروم کمتر از مقدار بحرانی مورد نیاز برای مقاومت در برابر خوردگی، مانند 11.5٪) با حذف کروم.
انحلال: در حین گرم شدن محلول، دما از دمایی که کاربیدها به طور کامل در آن حل می شوند (معمولاً بالای 1050 درجه) بیشتر می شود و باعث می شود این کاربیدهای مضر در مرز دانه ها دوباره به ماتریس حل شوند.
همگنی: اتمهای کروم در دماهای بالا پخش میشوند و مناطق خالی شده از کروم را حذف میکنند و توزیع کروم را در سراسر ماتریکس آستنیتی دوباره همگن میکنند.
محلول و خنکسازی سریع: در هنگام خنکسازی سریع (کوئنچ)، کربن فرصتی برای رسوب مجدد ندارد و در داخل دانههای آستنیتی محکم میشود. این امر فولاد را به یکنواختی ترکیب شیمیایی بهینه باز میگرداند و مقاومت آن را به طور قابل توجهی در برابر خوردگی بین دانهای، خوردگی حفرهای و خوردگی تنشی بهبود میبخشد.
3. علاوه بر جلوگیری از زنگ زدگی، درمان محلول چه تأثیری بر خواص مکانیکی ورقهای فولادی نورد سرد- دارد؟
از بین بردن سخت شدن کار و بازیابی پلاستیسیته: ورقهای فولادی- نورد سرد دارای دانههای دراز و تکه تکه شده با چگالی نابجایی بسیار بالا هستند که منجر به سختی و شکنندگی بالا میشود. دمای بالای عملیات محلول باعث تبلور مجدد، تولید دانه های هم محور جدید و بدون اعوجاج، حذف کامل تنش داخلی و سخت شدن کار ایجاد شده در هنگام نورد سرد می شود.
دستیابی به خواص نرم-بهینه: استحکام تسلیم فولاد زنگ نزن آستنیتی تیمار شده (مانند 304) معمولاً به حدود 200-250 مگاپاسکال کاهش مییابد، در حالی که ازدیاد طول میتواند تا بیش از 40 درصد بهبود یابد. این حالت{6}}سختی کم و انعطاف پذیری بالا به ورق فولادی اجازه می دهد تا مراحل بعدی مهر زنی، خمش و سایر فرآیندهای شکل دهی را به آرامی انجام دهد.
کیفیت سطح: فرآیند ترشی (یا استفاده از یک اتمسفر محافظ) پس از تصفیه محلول، رسوب اکسید آهن ایجاد شده در هنگام نورد سرد را حذف می کند، درخشش فلزی را بازیابی می کند و از پرداخت سطح محصول نهایی اطمینان حاصل می کند.
4. در فرآیند تولید ورقهای فولادی{{1} نورد سرد، معمولاً در کدام مرحله محلولکاری انجام میشود؟
برای سیمپیچهای سرد-نورد، درمان محلول معمولاً پس از نورد سرد انجام میشود. با این حال، برای برآوردن الزامات عملکرد مختلف، ترتیب می تواند متفاوت باشد:
فرآیند معمولی (متداولترین):-کویل نورد داغ (پوست سیاه) ← بازپخت و ترشی (تصفیه محلول-نورد گرم) ← نورد سرد ← عملیات محلول نهایی (خط بازپخت مداوم و ترشی) ← تراز کردن/ صاف کردن کشش.
برای فولاد ضد زنگ، نورد سرد مواد را سخت میکند، و نیاز به درمان نهایی پس از نورد سرد قبل از تحویل به مشتری دارد.
درمان با محلول میانی (کمتر رایج): برای برخی از گیج های بسیار نازک یا گریدهای فولادی که تغییر شکل آنها دشوار است (مانند فولاد آلیاژی بالا حاوی تیتانیوم)، کاهش بیش از حد در طول یک عملیات نورد سرد می تواند به راحتی منجر به ترک شود. در چنین مواردی، یک فرآیند بازپخت محلول میانی ممکن است در طول نورد سرد انجام شود تا فولاد قبل از نورد سرد دوم نرم شود.
پیکربندی خط تولید: درمان با محلول برای سیمپیچهای نورد سرد معمولاً روی خطوط بازپخت و ترشی پیوسته بزرگ (CAPL یا APL) انجام میشود. نوار فولادی به طور مداوم از بخش گرمایش، بخش خیساندن، بخش کوئنچ و بخش ترشی در یک فرآیند پیوسته عبور می کند.
5. اگر درمان محلول به درستی کنترل نشود، چه عیب های معمولی ممکن است رخ دهد؟
دمای گرمایش یا زمان نگهداری ناکافی: کاربیدها به طور کامل حل نمیشوند و کاربید کروم باقیمانده در مرز دانهها باقی میماند که منجر به خوردگی بین دانهای در استفاده بعدی یا تست خوردگی میشود (پوست پرتقال- مانند سطح یا ترک خوردن پس از خم شدن).
دمای حرارت بیش از حد بالا (گرم شدن بیش از حد): دانه های آستنیت به سرعت رشد می کنند و باعث می شود صفحه فولادی شکننده شود (کاهش شکل پذیری). پوسته های شدید اکسید یا حتی علائم ذوب ممکن است روی سطح ظاهر شوند و خواص مکانیکی را بدتر کنند.
سرعت سرمایش ناکافی (سرد شدن آهسته): این یک نه-نه اصلی است! پس از ذوب در دمای بالا، اگر دما برای مدت طولانی در محدوده دمای حساسیت (450 درجه تا 850 درجه) باقی بماند، کربن دوباره به صورت کاربید کروم در مرزهای دانه رسوب میکند و باعث کاهش مجدد کروم و کاهش قابل توجه مقاومت در برابر خوردگی میشود. برای سیمپیچهای نورد نازک-سنج سرد{{6}، سرعت خنکسازی کافی باید تضمین شود.
عیوب سطح: کنترل ضعیف جو در کوره گرمایش ممکن است منجر به اکسیداسیون بیش از حد سطح شود، که ترشی نمی تواند آن را حذف کند و در نتیجه ترشی بیش از حد- (سطح ناهموار) یا کمتر{1}}ترشی (مقیاس اکسید باقیمانده) می شود.