Durificarea prin precipitare: Oțel inoxidabil

Tratamentele termice cu precipitare întăresc materialele, permițând eliberarea controlată a constituenților pentru a forma grupuri de precipitate care sporesc semnificativ rezistența componentei.

Beneficii

Există o multitudine de aliaje din oțel inoxidabil turnat și forjat care pot avea diferite caracteristici dorite îmbunătățite fie prin tratarea în soluție, fie prin tratarea în soluție și durificarea la îmbătrânire prin precipitare. Caracteristici precum temperatura camerei și/sau rezistența mecanică la temperatură ridicată și rezistența la coroziune sunt, de obicei, îmbunătățite prin astfel de tratamente termice.

Aplicare și materiale

Proprietățile oțelurilor inoxidabile călibile rezistente la precipitare pot fi îmbunătățite prin selectarea parametrilor adecvați de tratament termic. Utilizarea exclusivă a tratării în soluție sau a tratării în soluție urmată de durificarea la îmbătrânire prin precipitare este utilizată în mod obișnuit cu oțeluri inoxidabile care pot fi durificate prin precipitare.

Tratament în soluție

• În timpul procesului de fabricație, majoritatea materialelor pot fi durificate prin prelucrare, limitând capacitatea de a prelucra materialul în continuare. Tratarea în soluție în cadrul procesului (eliminarea tensiunii) poate reduce această stare de durificare prin prelucrare pentru a permite prelucrarea suplimentară.
• Procesele de fabricație, cum ar fi lipirea, sudarea sau tăierea cu laser/flacără, pot avea un impact nedorit asupra proprietăților materialului, care pot fi inversate prin tratarea în soluție înainte de prelucrarea ulterioară în aval.
• Nu se recomandă ca doar materialul tratat în soluție să fie folosit din cauza prezenței martensitei netemperate care poate duce la defecțiuni legate de fragilitate și pierderi nedorite de rezistență la coroziune. Exemple de acestea sunt 15-5PH, 17-4PH and Ph13-8Mo.

Durificarea prin precipitare

• Dezvoltarea proprietăților finale ale materialului necesare pentru a îndeplini criteriile de proiectare specifice pieselor necesită, în mod obișnuit, ca materialul (material turnat/forjat) să fie supus unui ciclu de tratament termic la temperatură mai scăzută pentru o perioadă îndelungată, în scopul de a dezvolta o microstructură specifică aliajului; procesul se numește durificarea la îmbătrânire prin precipitare.
• De obicei, această etapă este realizată la finalul sau aproape de încheierea procesului de fabricare, întrucât procesul de tratare termică are ca rezultat o creștere semnificativă a durității materialului și se produce o schimbare previzibilă (micșorare), care trebuie să fie luată în considerare. Costurile de prelucrare pot crește în mod dramatic dacă este necesară prelucrarea post-îmbătrânire.
• Exemple tipice de materiale: 15-5PH, 17-4PH, 17-7PH și Maraging 250.
• Denumirile obișnuite de tratament termic sunt H900 sau H1075, unde H900 indică îmbătrânirea la 900°F timp de o oră și H1075 indică îmbătrânirea la 1075°F timp de 4 ore. În toate cazurile, este important să începeți cu materialul care se află în starea tratată în soluție sau numită mai frecvent starea A.

Detalii privind procesul

• Tratarea în soluție se efectuează, de obicei, la temperaturi cuprinse între 1700 și 1950°F în vid, urmată de răcirea rapidă a ventilatorului de gaz până la temperatura camerei. De obicei, materialul trebuie să fie răcit la mai puțin de 90°F (sau mai puțin, în unele cazuri) înainte de prelucrarea suplimentară.
• Un grup de aliaje meta-stabile (de exemplu, 17-7PH) necesită mai multe etape intermediare de prelucrare după tratarea în soluție, pentru a obține proprietățile dorite înainte de durificarea la îmbătrânire prin precipitare. Aceste etape includ un tratament de condiționare a austenitei și o înghețare pentru a asigura transformarea completă a austenitei în martensită.
• Durificarea la îmbătrânire prin precipitare se efectuează, în mod obișnuit, la temperaturi cuprinse între 900 și 1150°F în vid, atmosferă inertă sau aer pentru timpi de menținere cuprinși între 1 oră și 4 ore, în funcție de materialul exact și caracteristicile specificate.
• Specificațiile industriale aplicabile ar include SAE AMS 2759/3.