1.Vad är lösningsbehandling? Varför måste kallvalsade rullar av rostfritt stål genomgå denna behandling?
Lösningsbehandling är en värmebehandlingsprocess som involverar uppvärmning av kallvalsade-stålrullar till en hög temperatur (vanligtvis runt 1050 grader ~1100 grader för austenitiskt rostfritt stål) och håll dem vid denna temperatur under en viss tid. Detta tillåter karbider (som kromkarbider) och andra legeringsfaser i stålet att helt lösas upp i den austenitiska matrisen. Snabb nedkylning (som vattenkylning eller forcerad luftkylning) sker sedan, vilket resulterar i en övermättad enfas- fast lösning vid rumstemperatur.
Varför är det nödvändigt?
Kall-valsade rullar genomgår en kraftig härdning under valsningsprocessen, vilket resulterar i ökad hårdhet och minskad plasticitet, vilket gör dem oanvändbara direkt. Samtidigt, om den föregående varmvalsningen eller glödgningen är felaktig, eller om stålspolen långsamt kyls, kombineras kol och krom lätt för att bilda kromkarbid (Cr₂3C₆), som fälls ut vid korngränserna, vilket leder till kromutarmning nära korngränserna för att kausera dess korsningsbeständighet mot stålet. Lösningsbehandling finns just för att lösa dessa två problem.
2.Hur återställer och förbättrar lösningsbehandling korrosionsbeständigheten hos kallvalsade rullar?
Detta förhållande är mycket nära och involverar förhindrande av intergranulär korrosion. Under kallvalsning eller långsam kylning kombineras kol i stålet med krom, vilket utfäller kromkarbid vid korngränserna. På grund av den långsamma diffusionshastigheten av krom bildar matrisen som omger kromkarbiden krom-utarmade zoner (kromhalt under det kritiska värdet som krävs för korrosionsbeständighet, såsom 11,5%) när krom avlägsnas.
Upplösning: Under uppvärmning av lösningen överstiger temperaturen temperaturen vid vilken karbider helt löses upp (vanligtvis över 1050 grader), vilket får dessa skadliga karbider vid korngränserna att lösas tillbaka i matrisen.
Homogenitet: Kromatomer diffunderar vid höga temperaturer, eliminerar krom-utarmade zoner och återhomogeniserar kromfördelningen genom den austenitiska matrisen.
Lösning och snabbkylning: Under snabb kylning (släckning) hinner inte kolet fällas ut igen och är fast fixerat i de austenitiska kornen. Detta återställer stålet till optimal kemisk sammansättningshomogenitet, vilket avsevärt förbättrar dess motståndskraft mot intergranulär korrosion, gropkorrosion och spänningskorrosion.
3. Förutom att förhindra rost, vilken inverkan har lösningsbehandling på de mekaniska egenskaperna hos kallvalsade-plåtar?
Eliminerar arbetshärdning och återställande av plasticitet: Kall-valsade stålplåtar har långsträckta och fragmenterade korn med extremt hög dislokationsdensitet, vilket resulterar i hög hårdhet och sprödhet. De höga temperaturerna vid lösningsbehandling orsakar omkristallisering, genererar nya, oförvrängda likaxliga korn, vilket helt eliminerar den inre spänningen och arbetshärdningen som genereras under kallvalsning.
Att uppnå optimala mjuka-tillståndsegenskaper: Sträckgränsen för behandlat austenitiskt rostfritt stål (som 304) sjunker vanligtvis till cirka 200-250 MPa, medan töjningen kan återhämta sig till över 40 %. Detta tillstånd med låg-hårdhet och hög plasticitet gör att stålplåten kan genomgå efterföljande stansning, bockning och andra formningsprocesser smidigt.
Ytkvalitet: Betningsprocessen (eller användningen av en skyddande atmosfär) efter lösningsbehandling tar bort järnoxidbeläggningen som genereras under kallvalsning, återställer metallglansen och säkerställer ytfinishen på slutprodukten.
4.I tillverkningsprocessen av kall-valsad stålplåt, i vilket skede utförs vanligtvis lösningsbehandling?
För kall-valsade rullar utförs lösningsbehandling vanligtvis efter kallvalsning. Men för att uppfylla olika prestandakrav kan beställningen variera:
Konventionell process (vanligast): Varmvalsade-rullar (svart skal) → Glödgning och betning (behandling av varmvalsad lösning) → Kallvalsning → Slutlig lösningsbehandling (kontinuerlig glödgning och betningslinje) → Utjämning/spänningsuträtning.
För rostfritt stål härdar kallvalsning materialet, vilket kräver en slutlig lösningsbehandling efter kallvalsning innan leverans till kund.
Mellanlösningsbehandling (mindre vanligt): För vissa extremt tunna tjocklekar eller stålsorter som är svåra att deformera (som hög-legerat stål som innehåller titan), kan överdriven reduktion under en enda kallvalsning lätt leda till sprickbildning. I sådana fall kan en mellanliggande glödgningsprocess utföras under kallvalsning för att mjuka upp stålet före en andra kallvalsning.
Produktionslinjekonfiguration: Lösningsbehandling för kallvalsade-rullar utförs vanligtvis på stora kontinuerliga glödgnings- och betningslinjer (CAPL eller APL). Stålbandet passerar kontinuerligt genom värmesektionen, blötläggningssektionen, härdsektionen och betningssektionen i en kontinuerlig process.
5. Vilka är några typiska defekter som kan uppstå om lösningsbehandlingen inte kontrolleras ordentligt?
Otillräcklig uppvärmningstemperatur eller hålltid: Karbider löses inte upp helt, vilket lämnar kvarvarande kromkarbid vid korngränserna, vilket leder till intergranulär korrosion vid efterföljande användning eller korrosionstestning (apelsinskal-som yta eller sprickbildning efter böjning).
För hög uppvärmningstemperatur (överhettning): Austenitkorn växer snabbt, vilket gör att stålplåten blir spröd (minskad plasticitet). Svår oxidskala eller till och med smältmärken kan uppstå på ytan, vilket försämrar de mekaniska egenskaperna.
Otillräcklig kylhastighet (långsam kylning): Detta är ett stort nej-nej! Efter hög-temperatursmältning, om temperaturen förblir inom sensibiliseringstemperaturområdet (450 grader ~850 grader) för länge, kommer kol att fällas ut igen som kromkarbid vid korngränserna, vilket orsakar kromutarmning igen och avsevärt minskar korrosionsbeständigheten. För tunna-kallvalsade-rullar måste en tillräcklig kylhastighet säkerställas.
Ytdefekter: Dålig atmosfärskontroll i uppvärmningsugnen kan leda till överdriven ytoxidation, som betning inte kan avlägsna, vilket resulterar i över-betning (rå yta) eller under-betning (rester av oxidbeläggning).