Perlakuan Panas Baja Tahan Karat Austenitik

Elemen paduan paling dasar dari baja tahan karat austenitik adalah kromium dan nikel. Mutu representatifnya adalah baja tahan karat austenitik kromium-nikel dengan kandungan kromium sekitar 18% dan kandungan nikel sekitar 8%. Rasio elemen kromium dan nikel pada dasarnya memastikan bahwa struktur baja adalah austenit yang stabil. Baja tahan karat austenitik telah berkembang pesat. Untuk memenuhi kebutuhan kondisi yang berbeda, elemen paduan lainnya ditambahkan berdasarkan baja 18-8, memberikan kinerja yang lebih baik pada jenis baja tahan karat ini. Struktur organisasi baja tahan karat austenitik menentukan bahwa sifat mekanisnya dicirikan oleh kekuatan rendah dan plastisitas serta ketangguhan yang tinggi. Dalam standar baja tahan karat negara saya, kekuatan tarik baja tahan karat austenitik yang diberikan umumnya 480~520N/mm2, dan beberapa adalah 400N/mm2. Menurut standar, tidak ada nilai uji impak yang diberikan untuk tempa baja tahan karat austenitik dan produk canai. Faktanya, energi impak baja tahan karat austenitik setelah perlakuan panas larutan dapat mencapai 120J atau lebih tinggi. Sifat mekanis baja tahan karat austenitik tidak dapat disesuaikan dengan perlakuan panas. Baja tahan karat austenitik tipe 18-8 tahan korosi terhadap media pengoksidasi seperti udara, asam nitrat encer atau asam nitrat konsentrasi sedang dan asam sulfat pekat. Baja ini memiliki ketahanan korosi yang baik dalam larutan natrium hidroksida dan kalium hidroksida dalam kisaran konsentrasi dan suhu yang cukup luas. Namun, baja ini tidak tahan korosi dalam media pereduksi seperti asam klorida dan asam sulfat, maupun dalam asam nitrat pekat. Selain itu, ketika baja tahan karat austenitik didinginkan secara perlahan dalam kisaran 850 ~400 derajat setelah pemanasan, karbida kromium akan mengendap dari batas butir, menyebabkan area miskin kromium lokal pada batas butir, sehingga menyebabkan korosi intergranular. Ketahanan korosi intergranular baja tahan karat austenitik terkait dengan kandungan karbon. Semakin rendah kandungan karbon, semakin kuat ketahanan terhadap korosi intergranular. Baja tahan karat austenitik sensitif terhadap retak korosi tegangan. Kandungan nikel dalam baja memainkan peran penting dalam meningkatkan ketahanan terhadap retak korosi tegangan. Menurut komposisi kimia dan tujuan perlakuan panas, metode perlakuan panas yang umum digunakan untuk baja tahan karat austenitik meliputi perlakuan larutan, perlakuan anil stabilisasi, perlakuan pelepas tegangan, dan perlakuan sensitisasi.

(1) Perlakuan panas larutan

Perlakuan larutan baja tahan karat austenitik adalah metode proses di mana baja dipanaskan hingga suhu tertentu di mana fase berlebih larut sepenuhnya ke dalam larutan padat, dan kemudian didinginkan dengan cepat setelah disimpan selama jangka waktu tertentu. Tujuan dari perlakuan panas larutan baja tahan karat austenitik adalah untuk melarutkan karbida paduan yang dihasilkan atau diendapkan pada langkah-langkah pemrosesan sebelumnya, seperti (FeCr) 23C6, dll. dan fase o ke dalam austenit, dan memperoleh struktur austenit tunggal (beberapa mungkin mengandung sejumlah kecil ferit 8) untuk memastikan bahwa material tersebut memiliki sifat mekanis dan ketahanan korosi yang baik, dan sepenuhnya menghilangkan tegangan dan pengerasan kerja dingin. Perlakuan larutan cocok untuk baja tahan karat austenitik dari komposisi dan mutu apa pun. Perlakuan larutan dapat meningkatkan ketahanan korosi baja tahan karat secara signifikan, menghilangkan pengerasan kerja, mengurangi kekerasan, dsb. Teknologi pemrosesan utamanya adalah memanaskan baja hingga 1050~1150C, waktu penahanan dihitung berdasarkan ketebalan atau diameter material (sekitar 1 jam untuk setiap 25 mm), dan pendinginan air sebagian besar digunakan untuk pendinginan.

(2) Perlakuan panas stabilisasi

Perlakuan panas stabilisasi umumnya diatur setelah perlakuan larutan dan umumnya digunakan untuk baja 18-8 yang mengandung tantalum dan tantalum. Tujuan perlakuan panas stabilisasi baja tahan karat austenitik yang mengandung tantalum dan tantalum adalah untuk memaksimalkan efektivitas anti-korosi intergranular. Karena kromium karbida larut sepenuhnya, sementara tantalum karbida tidak larut sepenuhnya dan sepenuhnya diendapkan selama proses pendinginan, tidak mungkin bagi karbon untuk membentuk kromium karbida, sehingga secara efektif menghilangkan terjadinya korosi intergranular. Proses perlakuan utama umumnya diatur setelah perlakuan larutan. Baja dipanaskan hingga 850~950 derajat dan sepenuhnya diisolasi. Waktu isolasi didasarkan pada ketebalan atau diameter (sekitar 2 jam untuk setiap 25mm isolasi). Setelah isolasi, pendinginan udara atau pendinginan tungku digunakan. Kelas baja tanpa tantalum atau tantalum tidak dapat distabilkan, jika tidak efeknya akan kontraproduktif.

(3) Perawatan panas penghilang stres

Tujuan dari perlakuan panas pelepas tegangan baja tahan karat austenitik adalah: Ⅰ. Untuk meningkatkan kekuatan lapisan material dan kekuatan lelah tanpa mengubah plastisitas material. Ⅱ. Menghilangkan kecenderungan korosi tegangan yang mungkin disebabkan oleh tegangan internal. Proses perlakuan utama adalah: Untuk tujuan Ⅰ, dapat dipanaskan pada suhu yang lebih rendah (300 ~ 350 derajat C) selama 1 ~ 2 jam dan kemudian didinginkan dengan udara. Untuk tujuan Ⅱ, suhu pemanasan harus di atas 800 derajat C dan kemudian didinginkan dengan cepat setelah isolasi. Untuk baja yang mengandung tantalum atau tantalum, pendinginan lambat digunakan setelah isolasi.
(4) Perawatan sensitisasi

Perlakuan sensitisasi sebenarnya bukanlah metode perlakuan panas yang harus digunakan dalam proses produksi baja tahan karat austenitik atau produk-produknya. Sebaliknya, ini adalah prosedur yang digunakan saat menguji ketahanan korosi intergranular baja tahan karat austenitik. Perlakuan sensitisasi pada dasarnya adalah perlakuan yang membuat baja tahan karat austenitik lebih sensitif terhadap korosi intergranular. Untuk beberapa kesempatan penggunaan khusus, untuk mengevaluasi ketahanan korosi intergranular material secara lebih ketat, dalam beberapa standar, sistem sensitisasi untuk baja tahan karat austenitik lebih ketat, dan sistem sensitisasi yang berbeda digunakan sesuai dengan suhu penggunaan benda kerja di masa mendatang dan kandungan karbon material serta apakah mengandung unsur tantalum. Beberapa juga mengontrol kecepatan pemanasan dan pendinginan perlakuan sensitisasi. Oleh karena itu, saat menentukan kecenderungan korosi intergranular baja tahan karat austenitik, perhatian harus diberikan pada sistem sensitisasi yang digunakan.

(5) Perlakuan penguatan kerja dingin dan penghilang tegangan baja tahan karat austenitik

Baja tahan karat austenitik tidak dapat diperkuat dengan metode perlakuan panas, tetapi dapat diperkuat dengan deformasi pengerjaan dingin (pengerasan dingin, penguatan deformasi), yang akan meningkatkan kekuatan dan mengurangi plastisitas. Setelah penguatan deformasi pengerjaan dingin, baja tahan karat austenitik atau produk (pegas, baut, dll.) memiliki tegangan pemrosesan yang besar. Adanya tegangan ini meningkatkan sensitivitas korosi tegangan saat digunakan dalam lingkungan korosi tegangan dan memengaruhi stabilitas dimensi. Untuk mengurangi tegangan, perawatan pelepas tegangan dapat digunakan. Umumnya, dipanaskan hingga 280~400 derajat dan dipertahankan selama 2 jam~3 jam, kemudian didinginkan dengan udara atau didinginkan secara perlahan. Perawatan pelepas tegangan tidak hanya dapat mengurangi tegangan produk, tetapi juga meningkatkan kekuatan kekerasan dan batas elastis tanpa perubahan perpanjangan yang signifikan.

(6) Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam perlakuan panas baja tahan karat austenitik.

Pertama-tama, perhatian harus diberikan pada pemilihan suhu pemanasan yang wajar untuk perlakuan larutan baja tahan karat austenitik. Dalam standar material baja tahan karat austenitik, kisaran suhu pemanasan larutan yang ditentukan relatif lebar. Dalam produksi perlakuan panas aktual, komposisi spesifik, kandungan, lingkungan penggunaan, kemungkinan bentuk kegagalan, dan faktor-faktor lain dari baja dapat dipertimbangkan untuk memilih suhu pemanasan yang optimal secara wajar. Namun, perhatian harus diberikan untuk mencegah suhu pemanasan peleburan menjadi terlalu tinggi, karena jika suhu pemanasan perlakuan larutan terlalu tinggi, butiran material yang telah disempurnakan dengan penempaan dan penggulungan dapat tumbuh. Pengkasaran butiran akan menyebabkan beberapa konsekuensi yang merugikan. Kedua, perhatian harus diberikan pada pengaruh perlakuan stabilisasi terhadap kinerja keadaan larutan padat. Untuk baja tahan karat austenitik yang mengandung elemen penstabil, ketika perlakuan panas larutan padat diikuti dengan perlakuan stabilisasi, sifat mekanis cenderung menurun. Fenomena ini terjadi pada kekuatan, plastisitas, dan ketangguhan. Alasan penurunan kekuatan mungkin karena selama proses stabilisasi, unsur pembentuk karbida yang kuat, boron, bergabung dengan lebih banyak karbon untuk membentuk TiC, yang mengurangi tingkat penguatan karbon dalam larutan padat austenit. Selain itu, TiC juga akan tumbuh dalam proses pemanasan dan isolasi, yang juga akan memengaruhi kekuatan.
Ketiga, suhu pemanasan untuk perawatan stabilisasi tidak boleh terlalu tinggi, dan umumnya dipilih antara 850~930 derajat. Baja tahan karat austenitik tidak boleh mengalami beberapa perawatan larutan padat, karena pemanasan beberapa larutan padat akan menyebabkan pertumbuhan butiran dan berdampak buruk pada kinerja material. Pada saat yang sama, perhatian harus diberikan pada polusi selama pemrosesan, dan setelah terkontaminasi, tindakan harus diambil untuk menghilangkan polusi.