Optymalizacja Części odlewane ze stali nierdzewnej poprawa ich odporności na korozję i właściwości mechanicznych obejmuje wiele aspektów, takich jak dobór materiału, optymalizacja procesu odlewania, technologia obróbki końcowej i analiza scenariuszy zastosowań. Poniżej przedstawiono szczegółowe działania optymalizacyjne i ścieżki techniczne:
Wybierz odpowiedni materiał ze stali nierdzewnej
Dostosuj proporcje głównych elementów
Zwiększ zawartość chromu (Cr) (18% -25%): Zwiększ odporność odlewów na utlenianie i korozję.
Zwiększ zawartość niklu (Ni) (8% -12%): Popraw odporność materiału na pękanie korozyjne naprężeniowe i popraw wytrzymałość.
Dodaj kluczowe pierwiastki śladowe
Molibden (Mo): Znacząco poprawia odporność na korozję wżerową i szczelinową, szczególnie odpowiedni do środowisk o wysokiej zawartości chlorków.
Azot (N): Zwiększa wytrzymałość mechaniczną i poprawia lokalną odporność na korozję.
Tytan (Ti) lub niob (Nb): Zapobiega korozji międzykrystalicznej, szczególnie po spawaniu.
Wybierz rodzaj stali zgodnie ze scenariuszem zastosowania
Austenityczna stal nierdzewna (taka jak 304, 316): ma dobre wszechstronne właściwości i nadaje się do większości środowisk.
Stal nierdzewna typu duplex (taka jak 2205): ma zarówno wysoką wytrzymałość, jak i doskonałą odporność na korozję, odpowiednią do środowisk chemicznych i morskich.
Stal nierdzewna utwardzana wydzieleniowo (taka jak 17-4PH): Doskonała pod względem wysokiej wytrzymałości i odporności na korozję, może być stosowana w przemyśle lotniczym i medycznym.
Zoptymalizuj proces odlewania
Popraw czystość metalu
Stosuj procesy topienia próżniowego lub przetapiania elektrożużlowego w celu redukcji gazów i wtrąceń w materiałach oraz poprawy gęstości odlewów.
Zoptymalizuj system nalewania
Prawidłowo zaprojektuj piony odlewnicze i kanały wylotowe, aby zredukować defekty, takie jak pory i wnęki skurczowe, oraz poprawić jakość odlewu.
Kontroluj szybkość chłodzenia
Dostosowując materiał formy lub medium chłodzące, możemy uniknąć grubych lub nierównych ziaren wewnątrz odlewu i poprawić jednorodność materiału.
Technologia symulacji numerycznej
Użyj oprogramowania do symulacji komputerowej (takiego jak ProCAST), aby przewidzieć pole temperatury i rozkład naprężeń podczas procesu krzepnięcia oraz zoptymalizować plan projektu.
uszlachetnianie ziarna
Rafinatory ziarna (takie jak pierwiastki ziem rzadkich) dodawane są podczas procesu odlewania w celu poprawy mikrostruktury odlewu, poprawiając w ten sposób właściwości mechaniczne i odporność na korozję.
Usprawnij proces obróbki cieplnej
Leczenie roztworem
Kluczowe punkty procesu
Odlew podgrzewa się do odpowiedniej temperatury (1050℃-1150℃), utrzymuje przez odpowiedni czas, a następnie szybko schładza w celu rozpuszczenia węglików i przywrócenia struktury austenitu.
Ulepszenia wydajności
Wyeliminuj korozję międzykrystaliczną i popraw odporność na korozję.
Ujednolica mikrostrukturę, zwiększa wytrzymałość i wytrzymałość na rozciąganie.
leczenie starzenia
Zakres zastosowania
W przypadku stali nierdzewnej utwardzanej wydzieleniowo, obróbkę starzeniową przeprowadza się w celu wytrącenia faz wzmacniających, co znacznie zwiększa wytrzymałość i twardość.
Typowa temperatura
Proces starzenia w temperaturze 450℃-550℃ może poprawić właściwości mechaniczne przy zachowaniu określonej wytrzymałości.
Technologia obróbki powierzchni
Leczenie pasywacyjne
zasada
Na powierzchni odlewu tworzy się stabilna warstwa pasywacyjna tlenku chromu, która poprawia odporność na korozję.
Optymalizacja procesów
Stosować kwas azotowy, kwas cytrynowy lub inne przyjazne dla środowiska roztwory pasywacyjne w ściśle kontrolowanych warunkach temperatury i czasu.
Ochrona galwaniczna lub powłokowa
Powszechnie stosowane techniki
Galwanizacja niklem lub chromem na powierzchni odlewu w celu zwiększenia odporności powierzchni na korozję.
Do pracy w ekstremalnie korozyjnych środowiskach należy stosować powłoki fluorowe lub powłoki ceramiczne.
Rzeczy warte uwagi
Grubość powłoki powinna być jednakowa, aby uniknąć korozji spowodowanej miejscowym osłabieniem.
wzmocnienie mechaniczne
śrutowanie
Poprzez natryskiwanie cząstek o wysokiej twardości poprawia się stan naprężeń szczątkowych powierzchni, poprawia się wytrzymałość zmęczeniowa i odporność na korozję wżerową.
elektropolerowanie
Poprawia wykończenie powierzchni i zmniejsza pęknięcia powierzchni i mikroskopijne defekty, pomagając zmniejszyć możliwość miejscowej korozji.
Testowanie i kontrola jakości
badania nieniszczące
Badania ultradźwiękowe: identyfikacja wad wewnętrznych odlewów, takich jak pory i pęknięcia, w celu zapewnienia wewnętrznej szczelności.
Kontrola rentgenowska: sprawdzanie ukrytych wad w złożonych odlewach konstrukcyjnych, szczególnie odpowiednich w przypadku części o wysokiej precyzji.
Test odporności na korozję
Test mgły solnej: symuluje odporność na korozję w środowiskach silnie korozyjnych.
Eksperyment z korozją elektrochemiczną: Określ parametry wydajności elektrochemicznej odlewów (takie jak potencjał odporności na korozję wżerową), aby ocenić odporność materiału na korozję.
Badanie właściwości mechanicznych
Próba rozciągania: Badanie wytrzymałości na rozciąganie i plastyczności odlewów.
Test udarności: Szczególnie w środowiskach o niskiej temperaturze, w celu oceny wytrzymałości odlewów.
Projektowanie aplikacji i optymalizacji
Zoptymalizowany pod kątem środowiska użytkowania
Przemysł chemiczny: Stosuj austenityczną stal nierdzewną o wysokiej zawartości molibdenu (taką jak 316L), aby radzić sobie w środowiskach o wysokiej zawartości kwasów i zasad.
Obszar morski: Stosuj stal nierdzewną typu duplex, aby zapobiec korozji wżerowej i szczelinowej.
Przemysł spożywczy: Stosuj niskowęglową stal nierdzewną (np. 304L), aby ograniczyć korozję międzykrystaliczną w obszarze spawania.
Ulepszenia projektu konstrukcyjnego
Zmniejsz koncentrację naprężeń: Zoptymalizuj kształt odlewu, aby uniknąć miejscowej korozji lub pęknięć w ostrych narożnikach i obszarach przejściowych.
Zmniejsz różnice w grubości ścian: Utrzymaj jednolitą grubość ścianki i zmniejsz wpływ naprężeń termicznych na odporność na korozję.
Dzięki naukowemu doborowi materiałów, ulepszeniu procesów odlewania oraz wzmocnieniu obróbki cieplnej i obróbki powierzchni można znacznie poprawić odporność na korozję i właściwości mechaniczne odlewów ze stali nierdzewnej. Jednocześnie rozwiązania optymalizacyjne należy dostosowywać w oparciu o konkretne scenariusze użytkowania i wymagania dotyczące wydajności, aby osiągnąć najlepszą równowagę pomiędzy opłacalnością i wydajnością.
