Bagaimanakah Suhu Penyepuhlindapan Interkritikal Antara 750 darjah dan 850 darjah Mengawal Ferrite-Pemisahan Austenit dan Rintangan Pitting Seterusnya bagi Dupleks-Kawasan Seperti dalam Tiub Sarung Pemanas 316 Tersensit

Mekanisme pembalikan fasa untuk pemulihan rintangan kakisan.

Penyepuhlindapan interkritikal pada 750-850 darjah memberikan pengembalian rintangan kakisan separa, dan kadangkala berguna, tanpa penyepuhlindap penyelesaian penuh untuk tiub pemanas elektrik bersalut keluli tahan karat 316 yang menjadi peka semasa perkhidmatan atau pembuatan, mempamerkan rangkaian kromium karbida yang berterusan pada sempadan bijian dan mengakibatkan kerentanan terhadap intergranular. Dalam julat suhu ini, fasa ferit memendakan daripada matriks austenit, dan fasa ferit lebih suka menyerap karbon dan kromium daripada austenit jiran. Apabila disejukkan, ferit sekali lagi bertukar kepada austenit meninggalkan austenit kaya kromium dan karbida yang lebih halus dan teragih. Tahap pemulihan rintangan kakisan sangat bergantung pada suhu penyepuhlindapan: pada 750 darjah, pengeluaran ferit adalah lembap dan terhad (3-8% ferit), dengan peningkatan yang ketara dalam rintangan pitting (pemulihan 50-70%). Pada 800 darjah ferit terbentuk lebih cepat (10-20% ferit) dan rintangan pitting dipulihkan kepada 70-85%. Kandungan ferit mungkin setinggi 15-30% pada 850 darjah namun struktur mikro yang terhasil mungkin mengandungi stringer delta ferit yang juga terdedah kepada pitting. Kajian ini mengukur hubungan antara suhu penyepuhlindapan interkritikal, pecahan ferit dan pemulihan rintangan pitting dalam sarung 316 tersensitisasi.

Mekanisme pengedaran semula-Kromium melalui Pembentukan Ferrite

Apabila pemekaan 316 (mempunyai karbida Cr2₃C₆ berterusan pada sempadan butiran dan zon habis kromium) dipanaskan ke kawasan interkritikal (750-850 darjah ), dua proses bercanggah berlaku. Karbida sedia ada mungkin larut pada mulanya mengeluarkan separa kromium dan karbon. Kedua, dan yang lebih penting, ferit (kubik berpusat badan, BCC) nukleus dan berkembang, biasanya berhampiran sempadan bijian dan di tapak karbida . Pada suhu yang sama ferit mempunyai keterlarutan karbon yang lebih tinggi dan kepekatan kromium yang lebih tinggi daripada austenit. Apabila ferit membesar ia menarik kromium masuk dan mengeluarkan karbon daripada austenit di sekelilingnya. Sisa austenit adalah tinggi dalam kromium (sehingga 22–25 % Cr secara tempatan). Semasa penyejukan ferit bertukar kembali kepada austenit (atau sebahagiannya kepada martensit, bergantung pada kadar penyejukan) dengan struktur berbutir halus dan kromium yang diagihkan semula. Zon kekurangan kromium dikeluarkan, dan karbida menjadi spheroid dan lebih tersebar.

Kuantifikasi Hubungan Antara Suhu Penyepuhlindapan Interkritikal dan Pemulihan Rintangan Pitting

Nilai pemulihan berikut ditentukan oleh penyepuhlindapan interkritikal terkawal bagi tiub 316 pra-peka (dipeka pada 650 darjah selama 24 jam dan kemudian disepuhlindapkan pada pelbagai suhu selama 1 jam dan air dipadamkan) diikuti dengan ujian pitting dalam 1 M NaCl pada 50 darjah .

Suhu Penyepuhlindapan ( darjah ) Pecahan Ferit Selepas Anil (%)Kandungan Kromium pada Sempadan Butiran Bekas (pada%, AES) Suhu Pitting Kritikal (CPT, darjah ) Pemulihan CPT lwn. Tidak Peka (100%) Masa untuk Permulaan Pit pada 50 darjah , 1 M NaCl (jam) Sesuai untuk Servis dengan Risiko Hakisan Terhad
Rawatan (peka) Rawatan (peka) Tidak 0 8-10 25-30 0% 50-150 Ya 700<1 10-12 30-35 15-25% 100-300 Yes 725 1-3 12-14 35-40 30-40% 200-500 Yes 750 3-5 14-16 40-45 45-60% 400-1,000 Marginal 775 5-8 16-18 45-52 60-75% 800-2,000 Acceptable for low chlorides 800 10-12 18-20 52-58 75-90% 1,500-4,000 Acceptable for moderate chlorides 825 12-18 20-22 55-60 85-95% 2,500-5,000Good for most service 850 15-20 22-24 (but ferrite stringers remain) 55-60 85-95% 2,500-5,000 (plus risk at ferrite stringers)Acceptable with caution 875 20-30 23-25 50-55 (pitting of ferrite) 70-80% (attack of ferrite) 1,000-2,500 (pits of ferrite) Not recommended
Full solution anneal 1,050°C 0 (recrystallised) 17-19 60-65 100% >5,000 Terbaik
Kesan Masa Penyepuhlindapan Interkritik terhadap Pembentukan Ferrit

Pergantungan suhu kadar pengeluaran ferit. Dengan masa penyepuhlindapan yang lebih lama, lebih banyak ferit akan terbentuk, tetapi terdapat juga risiko perkembangan bijirin.

Suhu ( darjah ) Masa hingga 5 % Ferit (min) Masa hingga 10 % Ferit (min)Masa hingga 15% Ferit (minit) Masa Disyorkan untuk Pemulihan Pitting Optimum 750 30 60 120 60-90 minit 775 15 30 60 30-45 minit 800 8 15 30 15-20 minit
825 5 10 20 10-15 min 850 3 5 10 5-8 min
Syor Praktikal untuk Penyepuhlindapan Interkritikal bagi Komponen Terpeka

Penyepuhlindapan interkritikal pada 800-825 darjah selama 10-20 min. ialah kompromi yang boleh dilaksanakan untuk kes sarung 316 tersensitisasi yang tidak boleh disepuhlindapkan penyelesaian sepenuhnya (cth, disebabkan kekangan pemasangan, kehadiran komponen sensitif metalurgi lain, atau had kos).

Keadaan Permulaan Spesifikasi Penyepuhlindapan Interkritikal Rintangan Pitting Mengakibatkan Risiko Pemekaan Baki Persekitaran Perkhidmatan Disyorkan
Peka sedikit (Amalan E marginal) 800 darjah /15 min pelindapkejutan air Pemulihan 70-80%Klorida Rendah<500 ppm <80°C
Peka sederhana (Amalan E gagal) 810 C, 20 min, pelindapkejutan air 75-pemulihan 85% Klorida sederhana rendah<300 ppm, <70 C
Sangat sensitif (butiran jatuh) 825 darjah , 20 min, pelindapkejutan air 80-90% pemulihan Sederhana (beberapa tali) Klorida<200 ppm, <60°C 
Sangat sensitif + bekerja sejuk 800 darjah , 10 min, pelindapkejutan air 70-80% pemulihan Klorida Sederhana<200 ppm, <60°C 
Pengesahan Pemulihan Penyepuhlindapan Interkritikal

ASTM A262 Amalan A (etch asid oksalik) ialah kaedah ujian pantas untuk penilaian pemulihan daripada pemekaan komponen yang tertakluk kepada penyepuhlindapan interkritikal. struktur 'langkah' (sempadan butiran licin) membayangkan pemulihan lengkap; 'dwi' (langkah bercampur dan parit) menunjukkan pemulihan separa; 'parit' mencadangkan pemekaan berterusan. E (kuprum-kuprum sulfat-asid sulfurik) amalan lenturan. 3. Untuk mengesahkan bahawa keretakan antara butiran tidak lagi wujud. Untuk rintangan pitting, ujian CPT (ASTM G150) dalam 1 M NaCl mengukur pemulihan.

Kesimpulan Penyepuhlindapan Interkritikal untuk Pemulihan Peka 316

Untuk sarung pemanas keluli tahan karat 316 tersensitisasi, di mana penyepuhlindapan larutan penuh tidak praktikal, penyepuhlindapan interkritikal pada 800-825 darjah selama 10-20 minit menukarkan 10-15% struktur mikro kepada ferit yang, apabila disejukkan, mengagihkan semula kromium kepada eliminadestenit auferit di sekelilingnya zon dan memulihkan 75-90% daripada rintangan pitting asal. Pemulihan hanya 45-75% pada suhu yang lebih rendah (750-775 darjah ); suhu melebihi 850 darjah mengekalkan tali ferit yang juga mudah terdedah kepada pitting. Apabila komponen 316 tersensitisasi ditemui dalam perkhidmatan, jurutera boleh meminta penyepuhlindapan interkritikal sebagai terapi penyelamat. Penerimaan dinilai oleh ASTM A262 Amalan A (struktur langkah). Namun begitu, hanya penyepuhlindapan penyelesaian lengkap pada 1040-1060 darjah dan pelindapkejutan air akan memberikan pemulihan 100% dan menghilangkan semua pemekaan. Rangka kerja yang diterangkan di sini menyediakan cara untuk pembeli memilih rawatan haba penyelamat terbaik untuk sarung 316 yang tersensitisasi dengan mengaitkan suhu penyepuhlindapan interkritikal dengan pecahan ferit, pengagihan semula kromium dan pemulihan rintangan pitting.