1. Què és el tractament amb solució? Per què les bobines d'acer inoxidable-laminades en fred s'han de sotmetre a aquest tractament?
El tractament amb solució és un procés de tractament tèrmic que consisteix a escalfar bobines d'acer laminats en fred-a una temperatura elevada (normalment al voltant de 1050 ~ 1100 graus per a l'acer inoxidable austenític) i mantenir-les a aquesta temperatura durant un període de temps. Això permet que els carburs (com els carburs de crom) i altres fases d'aliatge de l'acer es dissolguin completament a la matriu austenítica. Aleshores es produeix un refredament ràpid (com ara el refredament per aigua o el refredament per aire forçat), que dóna lloc a una solució sòlida-monofàsica supersaturada a temperatura ambient.
Per què és necessari?
Les bobines-laminades en fred experimenten un dur enduriment per treball durant el procés de laminació, cosa que augmenta la duresa i la plasticitat disminuïda, la qual cosa les fa inutilitzables directament. Simultàniament, si la laminació en calent o el recuit anteriors són inadequats, o si la bobina d'acer es refreda lentament, el carboni i el crom es combinen fàcilment per formar carbur de crom (Cr₂₃C₆), que precipita als límits del gra, provocant l'esgotament del crom prop dels límits del gra i fent que l'acer perdi la seva resistència a la corrosió. El tractament de solució existeix precisament per resoldre aquests dos problemes.
2.Com el tractament amb solució restaura i millora la resistència a la corrosió de les bobines-laminades en fred?
Aquesta relació és molt estreta i implica la prevenció de la corrosió intergranular. Durant la laminació en fred o el refredament lent, el carboni de l'acer es combina amb el crom, precipitant el carbur de crom als límits del gra. A causa de la velocitat de difusió lenta del crom, la matriu que envolta el carbur de crom forma zones esgotades de crom-(contingut de crom per sota del valor crític necessari per a la resistència a la corrosió, com ara l'11,5%) a mesura que s'elimina el crom.
Dissolució: durant l'escalfament de la solució, la temperatura supera la temperatura a la qual els carburs es dissolen completament (generalment per sobre dels 1050 graus), fent que aquests carburs nocius als límits del gra es tornin a dissoldre a la matriu.
Homogeneïtat: els àtoms de crom es difonen a altes temperatures, eliminant les zones-esgotades de crom i rehomogeneïtzant la distribució del crom a tota la matriu austenítica.
Solució i refredament ràpid: durant el refredament ràpid (extinció), el carboni no té temps de precipitar de nou i queda fermament fixat dins dels grans austenítics. Això restaura l'acer a una homogeneïtat de composició química òptima, millorant significativament la seva resistència a la corrosió intergranular, la corrosió per picats i la corrosió per estrès.
3.A més de la prevenció de l'òxid, quin impacte té el tractament amb solució en les propietats mecàniques de les xapes d'acer-laminades en fred?
Eliminació de l'enduriment per treball i restauració de la plasticitat: les làmines d'acer-laminades en fred tenen grans allargats i fragmentats amb una densitat de dislocació extremadament alta, la qual cosa resulta en una gran duresa i fragilitat. Les altes temperatures de tractament de la solució provoquen la recristal·lització, generant nous grans equiaxials sense distorsió, eliminant completament l'estrès intern i l'enduriment per treball generat durant la laminació en fred.
Aconseguint propietats òptimes d'estat suau: el límit elàstic de l'acer inoxidable austenític tractat (com el 304) normalment baixa a uns 200-250 MPa, mentre que l'allargament es pot recuperar fins a més del 40%. Aquest estat de baixa -duresa i alta plasticitat permet que la xapa d'acer se sotmeti a processos d'estampació, plegat i altres processos de conformació posteriors sense problemes.
Qualitat de la superfície: El procés de decapat (o l'ús d'una atmosfera protectora) després del tractament amb solució elimina l'escala d'òxid de ferro generada durant la laminació en fred, restaurant la brillantor metàl·lica i assegurant l'acabat superficial del producte final.
4.En el procés de producció de xapes d'acer-laminades en fred, en quina etapa es realitza normalment el tractament amb solució?
Per a les bobines-laminades en fred, el tractament amb solució es realitza normalment després de la laminació en fred. Tanmateix, per satisfer diferents requisits de rendiment, l'ordre pot variar:
Procés convencional (més comú): bobina-laminada en calent (pell negra) → Recuit i decapat (tractament amb solució laminada- en calent) → Laminació en fred → Tractament amb solució final (línia de recuit i decapat contínua) → Anivellació/ redreçament per tensió.
Per a l'acer inoxidable, la laminació en fred endureix el material, la qual cosa requereix un tractament de solució final després de la laminació en fred abans del lliurament al client.
Tractament de solució intermèdia (menys comú): per a alguns calibres extremadament prims o graus d'acer que són difícils de deformar (com ara l'acer d'alt-aliatge que conté titani), una reducció excessiva durant una única operació de laminació en fred pot provocar fàcilment esquerdes. En aquests casos, es pot dur a terme un procés de recuit de solució intermèdia durant la laminació en fred per suavitzar l'acer abans d'una segona laminació en fred.
Configuració de la línia de producció: el tractament de solució per a bobines-laminades en fred es realitza normalment en línies de recuit i decapat contínues grans (CAPL o APL). La cinta d'acer passa contínuament per la secció de calefacció, la secció de remull, la secció d'extinció i la secció de decapat en un procés continu.
5. Quins són alguns defectes típics que es poden produir si el tractament de la solució no es controla adequadament?
Temperatura d'escalfament o temps de retenció insuficients: els carburs no es dissolen completament, deixant el carbur de crom residual als límits del gra, la qual cosa condueix a corrosió intergranular en l'ús posterior o en proves de corrosió (superfície com la-de pell de taronja o esquerdes després de la flexió).
Temperatura d'escalfament excessivament alta (sobreescalfament): els grans d'austenita creixen ràpidament, fent que la placa d'acer es torni trencadissa (plasticitat reduïda). A la superfície poden aparèixer escates d'òxid greus o fins i tot marques de fusió, deteriorant les propietats mecàniques.
Velocitat de refrigeració insuficient (refrigerament lent): aquest és un no-no important! Després de la fusió a alta -temperatura, si la temperatura es manté en el rang de temperatura de sensibilització (450 graus ~ 850 graus) durant massa temps, el carboni precipitarà de nou com a carbur de crom als límits del gra, provocant un esgotament de crom de nou i reduint significativament la resistència a la corrosió. Per a bobines laminades en fred-calibre prim-, s'ha de garantir una velocitat de refrigeració suficient.
Defectes superficials: un mal control de l'atmosfera al forn de calefacció pot provocar una oxidació superficial excessiva, que el decapat no pot eliminar, donant lloc a un sobre-decapatge (superfície rugosa) o un-decapatge inferior (escala d'òxid residual).