Hærdning ved udskilning Rustfrit stål.

Hvad vi gør

Hærdning ved udskilning: Rustfrit stål

Hærdning ved udskilning styrker materialer ved at tillade kontrolleret frigivelse af bestanddele til at danne udfældningsklynger, som øger komponentens styrke betydeligt.

Fordele ved udskillelseshærdning: Rustfrit stål

Der findes et væld af støbte og smedede legeringer af rustfrit stål, som kan få forskellige ønskelige egenskaber forbedret ved enten opløsningsbehandling eller ved opløsningsbehandling og udskilningshærdning. Egenskaber som mekanisk styrke og korrosionsbestandighed ved stuetemperatur og/eller forhøjet temperatur forbedres typisk ved sådanne varmebehandlinger.

Anvendelse og materialer

Egenskaberne ved udskillelseshærdende rustfrit stål kan forbedres ved at vælge passende varmebehandlingsparametre. Brugen af opløsningsbehandling alene eller opløsningsbehandling efterfulgt af udskillelseshærdning er almindeligt anvendt med udskillelseshærdende rustfrit stål.

Behandling af løsningen

• Under fremstillingsprocessen kan de fleste materialer blive arbejdshærdede, hvilket begrænser muligheden for at bearbejde materialet yderligere. Opløsningsbehandling i processen (aflastning) kan reducere denne arbejdshærdede tilstand og muliggøre yderligere forarbejdning.
• Fremstillingsprocesser som lodning, svejsning eller laser-/flammeskæring kan have en uønsket indvirkning på materialeegenskaberne, som kan vendes ved hjælp af opløsningsbehandling før yderligere downstream-bearbejdning.
• Fremstillingsprocesser kan resultere i en for tidlig start af den endelige udskilningshærdningsproces, som kan vendes ved at opløsningsbehandle igen før videre forarbejdning.
• Det anbefales ikke, at kun opløsningsbehandlet materiale tages i brug på grund af tilstedeværelsen af uhærdet martensit, som kan føre til skøre fejl og uønskede tab i korrosionsbestandighed. Eksempler på disse er 15-5PH, 17-4PH og Ph13-8Mo.

Hærdning ved udfældning

• Udviklingen af de endelige materialeegenskaber, der kræves for at opfylde delens specifikke designkriterier, kræver typisk, at materialet (støbt/smeltet materiale) udsættes for en lang varmebehandlingscyklus ved lavere temperaturer for at udvikle en legeringsspecifik mikrostruktur; processen kaldes udskilningshærdning.
• Typisk udføres dette trin i eller nær slutningen af fremstillingsprocessen, da varmebehandlingsprocessen resulterer i en betydelig forøgelse af materialets hårdhed, og der sker en forudsigelig størrelsesændring (svind), som der skal tages højde for. Bearbejdningsomkostningerne kan stige dramatisk, hvis der er behov for bearbejdning efter ældningshærdning.
• Typiske eksempler på materialer er: 15-5PH, 17-4PH, 17-7PH og Maraging 250.
• Typiske varmebehandlingsbetegnelser er H900 eller H1075; hvor H900 angiver ældning ved 900°F i en time og H1075 angiver ældning ved 1075°F i 4 timer. I alle tilfælde er det vigtigt at starte med materiale, der er i den opløsningsbehandlede tilstand eller mere almindeligt kaldet tilstand A.

Udskillelseshærdning: Procesdetaljer for rustfrit stål

• Opløsningsbehandling udføres typisk ved temperaturer fra 1700 til 1950°F i vakuum, efterfulgt af hurtig afkøling med gasblæser til stuetemperatur. Typisk skal materialet afkøles til under 90°F (eller lavere i nogle tilfælde) før yderligere behandling.
• En gruppe metastabile legeringer (f.eks. 17-7PH) kræver flere mellemliggende behandlingstrin efter opløsningsbehandling for at opnå de ønskede egenskaber før udskilningshærdning. Disse trin omfatter en austenitkonditioneringsbehandling og en frysning for at sikre fuldstændig omdannelse af austenit til martensit.
• Udskilningshærdning udføres typisk ved temperaturer fra 900 til 1150°F i vakuum, inert atmosfære eller luft i holdetider fra 1 time til 4 timer afhængigt af det præcise materiale og de specificerede egenskaber.
• Gældende industrielle specifikationer omfatter SAE AMS 2759/3.