Optimalizácia Odliatky z nehrdzavejúcej ocele zlepšenie ich odolnosti proti korózii a mechanických vlastností zahŕňa mnoho aspektov, ako je výber materiálu, optimalizácia procesu odlievania, technológia následného spracovania a analýza scenára aplikácie. Nasledujú špecifické optimalizačné opatrenia a technické cesty:
Vyberte si správny nerezový materiál
Upravte pomer hlavných prvkov
Zvýšte obsah chrómu (Cr) (18%-25%): Zvýšte odolnosť odliatkov voči oxidácii a korózii.
Zvýšte obsah niklu (Ni) (8%-12%): Zlepšite odolnosť materiálu voči praskaniu koróziou pod napätím a zlepšite húževnatosť.
Pridajte kľúčové stopové prvky
Molybdén (Mo): Výrazne zlepšuje odolnosť voči jamkovej a štrbinovej korózii, zvlášť vhodný pre prostredie s vysokým obsahom chloridov.
Dusík (N): Zvyšuje mechanickú pevnosť a zlepšuje lokálnu odolnosť proti korózii.
Titán (Ti) alebo niób (Nb): Zabraňuje medzikryštalickej korózii, najmä po zváraní.
Vyberte typ ocele podľa scenára aplikácie
Austenitická nehrdzavejúca oceľ (napríklad 304, 316): má dobré komplexné vlastnosti a je vhodná pre väčšinu prostredí.
Duplexná nehrdzavejúca oceľ (napríklad 2205): má vysokú pevnosť a vynikajúcu odolnosť proti korózii, vhodná pre chemické a morské prostredie.
Zrážaná kalená nehrdzavejúca oceľ (napríklad 17-4PH): Vynikajúca vo vysokej pevnosti a odolnosti proti korózii, môže byť použitá v leteckom a kozmickom priemysle a v zdravotníctve.
Optimalizujte proces odlievania
Zlepšite čistotu kovu
Na zníženie obsahu plynov a inklúzií v materiáloch a zlepšenie hustoty odliatkov použite procesy vákuového tavenia alebo elektrotroskového pretavovania.
Optimalizujte systém nalievania
Správne navrhnite nalievacie stúpačky a výfukové kanály, aby ste znížili chyby, ako sú póry a zmršťovacie dutiny, a zlepšili kvalitu odlievania.
Ovládajte rýchlosť chladenia
Úpravou materiálu formy alebo chladiaceho média sa môžeme vyhnúť hrubým alebo nerovným zrnám vo vnútri odliatku a zlepšiť rovnomernosť materiálu.
Numerická simulačná technológia
Použite počítačový simulačný softvér (napríklad ProCAST) na predpovedanie teplotného poľa a distribúcie napätia počas procesu tuhnutia a optimalizujte plán návrhu.
zušľachťovanie zrna
Zjemňovače obilia (ako prvky vzácnych zemín) sa pridávajú počas procesu odlievania na zlepšenie mikroštruktúry odliatku, čím sa zlepšujú mechanické vlastnosti a odolnosť proti korózii.
Zlepšite proces tepelného spracovania
Liečba roztokom
Kľúčové body procesu
Odliatok sa zahreje na vhodnú teplotu (1050 ℃ - 1150 ℃), udržiava sa dostatočne dlho a potom sa rýchlo ochladí, aby sa rozpustili karbidy a obnovila sa štruktúra austenitu.
Vylepšenia výkonu
Eliminuje medzikryštalickú koróziu a zlepšuje odolnosť proti korózii.
Homogenizuje mikroštruktúru, zvyšuje húževnatosť a pevnosť v ťahu.
liečba starnutia
Rozsah pôsobnosti
Pri precipitačne kalenej nehrdzavejúcej oceli sa vykonáva úprava starnutím, aby sa vyzrážali fázy spevňovania, čím sa výrazne zvyšuje pevnosť a tvrdosť.
Typická teplota
Proces starnutia pri 450 ℃ - 550 ℃ môže zlepšiť mechanické vlastnosti pri zachovaní určitej húževnatosti.
Technológia povrchovej úpravy
Pasivačná liečba
princíp
Na povrchu odliatku sa vytvorí stabilný pasivačný film oxidu chrómu na zlepšenie odolnosti proti korózii.
Optimalizácia procesov
Používajte kyselinu dusičnú, citrónovú alebo iné pasivačné roztoky šetrné k životnému prostrediu za prísne kontrolovaných teplotných a časových podmienok.
Pokovovanie alebo ochrana náterom
Bežne používané techniky
Galvanické pokovovanie niklu alebo chrómu na povrchu odliatku na zvýšenie odolnosti povrchu proti korózii.
Na zvládnutie extrémneho korozívneho prostredia používajte fluórované nátery alebo keramické nátery.
Čo treba poznamenať
Hrúbka náteru by mala byť rovnomerná, aby sa zabránilo korózii v dôsledku lokálnej slabosti.
mechanické spevnenie
shot peening
Striekaním častíc s vysokou tvrdosťou sa zlepšuje stav zvyškového napätia povrchu, zlepšuje sa únavová pevnosť a odolnosť proti bodovej korózii.
elektrolytické leštenie
Zlepšuje povrchovú úpravu a redukuje povrchové trhliny a mikroskopické defekty, čím pomáha znižovať možnosť lokalizovanej korózie.
Testovanie a kontrola kvality
nedeštruktívne testovanie
Ultrazvukové testovanie: identifikujte vnútorné chyby v odliatkoch, ako sú póry a praskliny, aby ste zabezpečili vnútornú tesnosť.
Röntgenová kontrola: Skontrolujte skryté chyby v zložitých konštrukčných odliatkoch, zvlášť vhodných pre vysoko presné diely.
Test odolnosti proti korózii
Test soľným postrekom: simuluje odolnosť proti korózii vo vysoko korozívnych prostrediach.
Experiment s elektrochemickou koróziou: Stanovte parametre elektrochemického výkonu odliatkov (ako je potenciál odolnosti proti jamkovej korózii) na vyhodnotenie odolnosti materiálu proti korózii.
Testovanie mechanických vlastností
Skúšanie ťahom: Skúšanie pevnosti v ťahu a ťažnosti odliatkov.
Rázová skúška: Špeciálne pre prostredie s nízkou teplotou, na vyhodnotenie húževnatosti odliatkov.
Návrh aplikácie a optimalizácie
Optimalizované pre prostredie používania
Chemický priemysel: Na zvládnutie prostredia s vysokým obsahom kyselín a zásad používajte austenitickú nehrdzavejúcu oceľ s vysokým obsahom molybdénu (napríklad 316L).
Morské pole: Použite duplexnú nehrdzavejúcu oceľ, aby ste zabránili jamkovej a štrbinovej korózii.
Potravinársky priemysel: Na zníženie medzikryštalickej korózie v oblasti zvárania použite nízkouhlíkovú nehrdzavejúcu oceľ (napríklad 304L).
Vylepšenia konštrukčného dizajnu
Znížte koncentráciu napätia: Optimalizujte tvar odliatku, aby ste predišli lokálnej korózii alebo trhlinám v ostrých rohoch a prechodových oblastiach.
Znížte rozdiely v hrúbke steny: Udržujte rovnomernú hrúbku steny a znížte vplyv tepelného namáhania na odolnosť proti korózii.
Vedeckým výberom materiálov, zlepšením procesov odlievania a posilnením tepelného spracovania a povrchovej úpravy možno výrazne zlepšiť odolnosť proti korózii a mechanické vlastnosti odliatkov z nehrdzavejúcej ocele. Zároveň by optimalizačné riešenia mali byť prispôsobené na základe konkrétnych scenárov použitia a požiadaviek na výkon, aby sa dosiahla najlepšia rovnováha medzi efektívnosťou nákladov a výkonom.
