Plošča iz nerjavečega jekla: vroče valjana vs. hladno valjana, lužena vs. žarjena razlaga

Plošča iz nerjavečega jeklaspecifikacije redno navajajo metodo valjanja in stanje končne obdelave drug ob drugem - "vroče valjano, žarjeno in pikirano" ali "hladno valjano, 2B" - in kupci, ki niso seznanjeni s terminologijo, pogosto obravnavajo obe oznaki kot zamenljivi. Opisujeta dve različni stopnji proizvodnje. Metoda valjanja (vroče ali hladno) določa, kako se plošča zmanjša na debelino in kakšne so mehanske in dimenzijske lastnosti.

Dekapiranje in žarjenje opisujeta toplotno-obdelavo in korak-čiščenja površine, ki lahko sledi kateri koli poti valjanja. Določanje napačne kombinacije lahko pomeni plačilo za tolerance ali kakovost površine, ki je projekt ne potrebuje, ali premalo-določanje dela, ki pozneje ne izpolnjuje zahtev glede ravnosti, korozije ali oblikovanja. Ta vodnik ločuje obe spremenljivki, ju vzporedno primerja z merili ASTM A240 in ASTM A480 ter ponuja preprost okvir za izbiro med njima.

Kakšna je razlika med vroče valjano in hladno valjano ploščo iz nerjavečega jekla?

Vroče valjano (HR) in hladno valjano (CR) opisujeta temperaturo, pri kateri se jeklo zmanjša na končno debelino, in ta ena sama spremenljivka poganja skoraj vse razlike v strukturi površine, toleranci, trdnosti in ceni.

Postopek vročega valjanja

Kontinuirano{0}}lito ploščo ponovno segrejemo na približno 1100–1250 stopinj - precej nad temperaturo rekristalizacije zlitine - in jo spustimo skozi niz valjarnih stojal, ki jo zmanjšajo na ciljno debelino, medtem ko zrnata struktura nenehno rekristalizira. Ker je kovina pri tej temperaturi mehka in plastična, so velika zmanjšanja debeline dosežena v relativno malo prehodih, zaradi česar je vroče valjanje ekonomično za debelejše profile. Kompromis je groba, sivo-črna oksidna lestvica na površini in ohlapnejši nadzor končne debeline in ravnosti.

Postopek hladnega valjanja

Hladno valjanje se začne z vroče-valjanim, žarjenim in luženim zvitkom in ga dodatno reducira pri ali blizu sobne temperature, pod temperaturo rekristalizacije. Ker se hladna kovinska obdelava-otrdi, ko se deformira, hladno stiskanje zahteva veliko lahkih prehodov namesto nekaj težkih, z vmesnimi žarjenji za obnovitev duktilnosti med prehodi pri višjih-razporedih redukcije. Postopek je počasnejši ter zahteva več energije- in kapitala-na tono, vendar daje gladkejšo površino, nižje tolerance debeline in ravnosti ter skromno povečanje trdnosti zaradi zadržane hladne obdelave.

Neposredno se je vredno posvetiti skupni točki zmede: v skladu z ASTM A480/A480M so izrazi "pločevina", "trak" in "plošča" opredeljeni predvsem z debelino in širino, ne z metodo valjanja. Ploščati izdelki, debeline pod približno 3/16 in. (4,76 mm), so klasificirani kot pločevine ali trakovi in ​​so običajno hladno valjani; ploščati izdelek te debeline ali nad njo je razvrščen kot plošča in se običajno proizvaja z vročim valjanjem. V komercialni rabi pa je "hladno valjana plošča" široko uporabljen trgovski izraz za hladno{8}}zmanjšane ploščate materiale - običajno 2B, BA ali 2D končni material -, dobavljen v debelini do približno 1/4 palca (6,35 mm) za rezervoarje, plošče naprav in arhitekturna dela. Kupci bi morali pri svojem dobavitelju potrditi, ali se »hladno valjana plošča« v ponudbi nanaša na pravo-definirano ploščo ASTM ali na debelejše-hladno valjane-pločevine, saj se veljavna tabela toleranc med obema razlikuje.

Tabela 1. Splošne značilnosti vroče{1}}v primerjavi s hladno{2}}valjano nerjavno pločevino. Območja so tipična mlinarska praksa; potrdite natančne številke glede na specifično izdajo ASTM A480/A480M in specifikacijo izdelka, ki velja za naročilo.

Kaj pomeni "vloženo in žarjeno" za ploščo iz nerjavečega jekla?

Izraz »lužena in žarjena« (in tesno povezana vroče{0}}valjana izraza HRAP in HRPO) opisuje toplotno{1}}obdelavo in -korak čiščenja po valjanju - ni samostojna metoda valjanja - in je tisto, kar obnovi odpornost plošče proti koroziji in pripravi površino za izdelavo.

Žarjenje

Kot-valjana nerjavna plošča, še posebej vroče{1}}valjana plošča, prihaja iz mlina z notranjo napetostjo in zrnato strukturo, ki ni optimizirana za duktilnost ali odpornost proti koroziji. Žarjenje ponovno segreje ploščo na temperaturo obdelave raztopine- (običajno 1010–1120 stopinj za običajne avstenitne stopnje, kot sta 304/304L in 316/316L) in jo zadrži dovolj dolgo, da raztopi karbide in homogenizira mikrostrukturo, nato pa jo dovolj hitro ohladi - običajno s kaljenjem v vodi ali hitrim zračnim hlajenjem na neprekinjeni liniji - za preprečevanje obarjanja kromovega karbida na mejah zrn. Pravilno žarjena plošča je mehka, duktilna in brez preobčutljivosti, ki lahko povzroči interkristalno korozijo pri kasnejšem varjenju ali servisiranju.

Kisanje

Tako vroče valjanje kot žarjenje tvorita oksidno lusko na površini, plast navadne kovine neposredno pod to lestvico pa je osiromašena s kromom, kar lokalno oslabi odpornost proti koroziji. Dekapiranje potopi ali razprši ploščo v kisli kopeli - običajno mešano dušikovo-raztopino fluorovodikove kisline -, ki raztopi vodni kamen in plast-osiromašeno s kromom pod njim, pri čemer se izpostavi čista kovina, ki lahko ob stiku z zrakom ponovno -tvori -polno močan pasivni film kromovega-oksida. Dekapiranje po ASTM A380 je-standardna metoda za ponovno vzpostavitev pasivizacije po vročem delu; prav tako rahlo naredi površino v primerjavi z nepikiranim ali svetlo{11}}žarjenim zaključkom.

Zakaj sta dva koraka vedno v paru

Pri žarjenju brez luženja na površini ostanejo luske in -plast brez kroma, zato plošča ne doseže nazivne korozijske učinkovitosti, čeprav so njene mehanske lastnosti pravilne. Luženje brez žarjenja ne obravnava strukture zrn ali notranje napetosti. Iz tega razloga so v certifikatih obrata za standardno blago našteto žarjenje in dekapiranje skupaj, kombinacija pa se enako uporablja za vroče-valjano ploščo (proizvaja HRAP/HRPO, končna št. ASTM. 1) in za hladno-valjane tuljave (konačna obdelava št.. 2D ali št.. 2B, ko dekapiranju sledi končni prehod kože).

Kakšne so mehanske lastnosti toplo valjane in hladno valjane plošče?

Tako vroče valjana kot hladno valjana avstenitna plošča morata izpolnjevati isto tabelo minimalnih mehanskih lastnosti ASTM A240/A240M za dano kakovost, ko je dobavljena v standardnem žarjenem stanju; hladno{4}}valjani material 2B je običajno bližje zgornjemu koncu tega razpona, ker končni prehod kože pusti majhno količino ohranjenega hladnega dela, vendar se ne prodaja v ločeni, višji tabeli lastnosti.

ASTM A240 minimalne mehanske lastnosti - običajne stopnje, žarjeno stanje

Tabela 2. Najmanjše mehanske lastnosti po ASTM A240/A240M za običajne vrste avstenitne plošče v žarjenem stanju. Ti minimumi veljajo ne glede na to, ali je bila plošča vroče ali hladno valjana; vedno preverite glede na trenutno izdajo A240/A240M in poročilo o preskusu mlina (MTR) za specifično toploto.

V praksi se hladno{0}}valjana plošča 2B pogosto testira na mejo tečenja nekoliko nad temi minimumi, ker lahki prehod (kožica) po žarjenju uvede majhno, nadzorovano količino deformacijskega utrjevanja, medtem ko se popolnoma vroče{2}}valjana-in-žarjena plošča -, ki ni deležna naknadne hladne redukcije -, testira bližje žarjeni izhodišče. Nobeden od pogojev ne spremeni odpornosti zlitine proti koroziji, ki je odvisna od kemije (vsebnost kroma, molibdena, dušika, izražena kot PREN) in od tega, kako popolno je bila med luženjem obnovljena pasivna plast, ne pa od poti valjanja.

Katere površinske obdelave so na voljo na plošči HR in CR?

Vroče{0}}valjana plošča je običajno dobavljena kot ASTM A480 št. 1 končna obdelava, medtem ko hladno{3}}valjani izdelki pokrivajo razpon od dolgočasne št. 2D prek splošne-namenske št. 2B do svetle, zrcalno-kot BA končne obdelave, in vsak je opredeljen s svojo proizvodno potjo in ne z enim samim vizualnim opisom.

Tabela 3. Površinske obdelave mlina, ki so običajno določene na plošči in pločevini iz nerjavečega jekla po ASTM A480/A480M. Mehansko polirani zaključki (št. . 3, št. . 4, št. . 8, HL) se naknadno izdelajo z brušenjem ali poliranjem in se lahko nanesejo na podlago HR ali CR.

Kako se primerjata razpon debeline in toleranca dimenzij?

Hladno{0}}valjani material ima strožje tolerance debeline, širine in ravnosti kot vroče{1}}valjana plošča primerljive velikosti, kar je glavni praktični razlog, da proizvajalci zanj plačujejo premijo pri delih s tesnim-prileganjem ali kozmetičnimi zahtevami.

ASTM A480/A480M objavlja ločene tabele toleranc za vroče-valjano ploščo ter za hladno-valjano pločevino in ploščo. Tolerance vroče{5}}valjane plošče se spreminjajo tako glede na debelino kot širino in so na splošno izražene v širših pasovih, ker ima vroče mlin manj natančen nadzor nad končnim profilom in ker toplotno krčenje med ohlajanjem uvaja dodatno variabilnost.

Tolerance hladno{0}}valjane pločevine so strožje v primerljivih razponih debeline, hladno{1}}valjana tuljava pa je pogosto izravnana-napetost kot končni korak, posebej za izpolnjevanje ploskosti, ki je vroče{3}}valjana plošča ne more ekonomično doseči brez ločenega postopka izravnave ali brušenja. Pri projektih z zahtevami glede strojne-strojne-tolerance, oblikovanja ali-zvarjenega{6}}sestavljanja-določanje hladno-valjane - ali vroče-pločevine, ki je bila poravnana in strojno obdelana na velikost -, je običajno stroškovno-učinkovitejše od poskušanja ohranjanja strogih toleranc neposredno iz vroče valjarne.

Ali je hladno valjana plošča dražja od vroče valjane plošče?

ja Hladno{1}}valjano nerjavno jeklo običajno stane več na tono kot vroče{2}}valjano nerjavno jeklo istega razreda, na splošno v območju opazne dvo-mestne odstotne premije, odvisno od premera, končne obdelave in tržnih pogojev, ker hladno{4}}zmanjševanje zahteva precej več korakov obdelave in strožji nadzor procesa.

Vrzel v stroških izhaja iz več faktorjev mešanja: hladno valjanje zahteva več lahkih prehodov namesto nekaj težkih, kar porabi več strojnega časa na tono; višji-razporedi zmanjševanja zahtevajo vmesna žarjenja med prehodi; svetlo žarjenje in več{1}}izravnavanje napetosti dodajata kapitalsko-intenzivne procesne korake; strožja toleranca glede dimenzij in-površinske kakovosti, povezana s hladno{4}}valjanim izdelkom, zahteva natančnej-inšpekcijo v procesu in višje stopnje ostankov/ponovne obdelave, kadar so tolerance zanemarjene.

Kupci bi morali pretehtati to premijo glede na dejansko funkcionalno zahtevo - določanje CR ali BA zaključka za komponento, ki bo pobarvana, izolirana ali kako drugače skrita pred očmi in nima tesne-tolerančne ujemajoče se površine je pogost vir stroškov, ki se jim je mogoče izogniti v kosovnici materiala.

Katero bi morali izbrati - HR, CR ali vloženo in žarjeno - za svojo aplikacijo?

Uskladite stanje plošče z veljavno zahtevo glede strukturnega odseka in debeline dela -, dimenzijske tolerance, videza površine ali korozijske lastnosti - namesto privzete možnosti najvišje-končne obdelave, saj vsak dodan korak obdelave poveča stroške, ne da bi nujno izboljšal zmogljivost za to zahtevo.

Tabela 4. Navodila za izbiro, ki ujemajo običajne gonilnike aplikacij s stanjem plošče. Vedno potrdite posebno ASTM A240/A480 končno obdelavo in oblaček tolerance v naročilnici in poročilu o preskusu mlina.

Pogosto zastavljena vprašanja

Q: Ali je plošča iz nerjavečega jekla vedno vroče valjana?

A: Ne. Material s približno 3/16 in. (4,76 mm) ali več je razvrščen kot "plošča" po ASTM A480 in je najpogosteje vroče valjan, vendar hladno{6}}reduktorske linije dobavljajo tudi težje{7}}hladno valjane-material -, ki se pogosto trži kot "hladno valjana plošča" - do približno 1/4 in. (6,35 mm) za rezervoarje, naprave in arhitekturno uporabo. Pri dobavitelju potrdite dejansko pot valjanja in ustrezno tolerančno tabelo, namesto da sklepate samo na besedi "plošča".

Q: Ali je zaradi hladnega valjanja nerjavno jeklo močnejše od vročega?

A: Obrobno in samo, če je kožni pas ostal v končnem stanju. Rahlo temperiranje po žarjenju (ki povzroči končno obdelavo št. . 2B) uvede majhno količino ohranjenega hladnega dela, ki zviša mejo tečenja nekoliko nad popolnoma žarjeno osnovno linijo, vendar morata vroče{2}}in hladno{3}}valjana plošča ustrezati isti tabeli minimalnih lastnosti ASTM A240 za stopnjo - hladno valjanje ni nadomestilo za določeno hladen-delan temperament.

Q: Kakšna je razlika med luženjem in pasiviranjem?

A: Dekapiranje (ASTM A380) uporablja kislino za odstranitev mlinskega kamna in kovinske plasti,-osiromašene s kromom pod njim, pri čemer se izpostavi navadna kovina, ki nato ob izpostavljenosti zraku tvori lasten pasivni film. Pasivacija (ASTM A967) je običajno ločena, blažja obdelava s kislino ali citronsko kislino, ki se uporablja po izdelavi za odstranitev kontaminacije s prostim železom - zaradi rezanja, brušenja ali ravnanja - in za spodbujanje tvorbe pasivnega filma na že-čisti površini. Mlin-priložena plošča je lužena; pasivacija je običajno korak proizvajalca ali končnega-uporabnika, ki se izvede po strojni obdelavi ali varjenju.

Q: Ali je mogoče toplo{0}}valjano ploščo nato še hladno valjati?

A: Ni ekonomično za samo osnovno ploščo, vendar je mogoče na vroče-valjano, dekapirano površino plošče nanesti mehansko poliran zaključek (Ne. 3, Ne. 4 ali Ne. 8), kar je običajna praksa za arhitekturne dele in dele,-ki so v stiku s hrano, izdelane iz težjega materiala, ki bi jih sicer lahko dobavila le hladno-valjana tuljava.

Q: Kateri pogoj naj navedem, če še nisem prepričan?

A: Za debelino 3/16 palca ali več, brez tesne ploskosti ali kozmetičnih zahtev, navedite vroče valjane, žarjene in lužene po ASTM A240/A480, brez . 1 zaključka. Za tanjšo debelino, ozko toleranco ali vidne površine določite hladno valjano, žarjeno in luženo obdelavo št. 2B kot splošno-privzeto uporabo in stopite na 2D, BA ali polirano površino samo, če to izrecno zahteva aplikacija.