Precipitatieharden Roestvrij staal.

Wat we doen

Precipitatieharden: Roestvast staal

Precipitatiewarmtebehandelingen versterken materialen door de gecontroleerde afgifte van bestanddelen om neerslagclusters te vormen die de sterkte van het onderdeel aanzienlijk verhogen.

Voordelen van precipitatieveroudering: Roestvrij staal

Er bestaat een groot aantal legeringen van gegoten en gesmeed roestvrij staal waarvan diverse gewenste eigenschappen kunnen worden verbeterd door middel van een oplossingsbehandeling of door een combinatie van een oplossingsbehandeling en precipitatieveroudering. Eigenschappen zoals mechanische sterkte bij kamertemperatuur en/of bij verhoogde temperatuur en corrosiebestendigheid worden doorgaans verbeterd door dergelijke warmtebehandelingen.

Toepassingen & materialen

De eigenschappen van precipitatiehardbaar roestvrij staal kunnen verbeterd worden door de juiste warmtebehandelingsparameters te kiezen. Bij precipitatiehardbaar roestvrij staal wordt vaak gebruikgemaakt van uitsluitend een oplossingsbehandeling of van een oplossingsbehandeling gevolgd door precipitatieveroudering.

Oplosgloeien

• Tijdens het productieproces kunnen de meeste materialen verharden, waardoor de mogelijkheid om het materiaal verder te bewerken beperkt wordt. Tijdens het proces kan oplossingsbehandeling (spanningsontlasting) deze vorm van verharding verminderen zodat verdere verwerking mogelijk is.
• Productieprocessen zoals hardsolderen, lassen of laser/vlamsnijden kunnen een ongewenste invloed hebben op de materiaaleigenschappen die teruggedraaid kunnen worden door behandeling in een oplossing voorafgaand aan verdere verwerking.
• Fabricageprocessen kunnen tot een voortijdig begin van het uiteindelijke precipitatieverouderingsproces leiden, dat ongedaan gemaakt kan worden door opnieuw te oplosgloeien voorafgaand aan verdere verwerking.
• Het wordt niet aanbevolen om materiaal dat alleen met een oplossing is behandeld in gebruik te nemen vanwege de aanwezigheid van niet-getemperde martensiet dat tot brosse breuken en ongewenst verlies van corrosiebestendigheid kan leiden. Voorbeelden hiervan zijn 15-5PH, 17-4PH en Ph13-8Mo.

Precipitatieveroudering

• Om de uiteindelijke materiaaleigenschappen te verkrijgen die nodig zijn om aan de specifieke ontwerpcriteria voor een onderdeel te voldoen, moet het materiaal (gietstuk/smeedstuk) doorgaans een langdurige warmtebehandelingscyclus bij lagere temperaturen ondergaan om een legeringsspecifieke microstructuur te ontwikkelen; dit proces wordt precipitatieveroudering genoemd.
• Gewoonlijk wordt deze stap uitgevoerd aan of vlak voor het einde van het fabricageproces, omdat het warmtebehandelingsproces in een aanzienlijke toename van de hardheid van het materiaal resulteert en er een voorspelbare verandering in grootte optreedt (krimp) waar rekening mee moet worden gehouden. De bewerkingskosten kunnen drastisch toenemen als er nabewerking voor het harden nodig is.
• Typische voorbeelden van materialen zijn: 15-5PH, 17-4PH, 17-7PH en Maraging 250.
• Typische aanduidingen voor warmtebehandeling zijn H900 of H1075; waarbij H900 staat voor veroudering bij 900 °F gedurende één uur en H1075 voor veroudering bij 1075 °F gedurende 4 uur. In alle gevallen is het belangrijk om te beginnen met materiaal dat zich in de toestand bevindt waarin het een solutiebehandeling heeft ondergaan, ook wel toestand A genoemd.

Precipitatieharden: Procesdetails roestvrij staal

• Oplosbehandeling wordt meestal uitgevoerd bij temperaturen tussen 1700 en 1950 °F in vacuüm, gevolgd door snelle afkoeling tot kamertemperatuur door een gasventilator. Het materiaal moet gewoonlijk afgekoeld worden tot onder 90 °F (of lager, in sommige gevallen) voor verdere verwerking.
• Een groep meta-stabiele legeringen (bijvoorbeeld 17-7PH) vereisen verschillende tussenstappen na het behandelen in oplossing om de gewenste eigenschappen te bereiken vóór de precipitatieveroudering. Deze stappen omvatten een austenietconditioneringsbehandeling en een vriesbehandeling om een volledige austeniet naar martensiet transformatie te garanderen.
• Precipitatieveroudering wordt meestal uitgevoerd bij temperaturen tussen 900 en 1150 °F in vacuüm, inerte atmosfeer of lucht met een houdduur van 1 tot 4 uur, afhankelijk van het exacte materiaal en de gespecificeerde eigenschappen.
• Toepasselijke industriële specificaties zijn onder andere SAE AMS 2759/3.