Какъв вид топлинна обработка е необходима за възстановяване на свойствата на Monel 400 след заваряване?
След заваряване на Monel 400, който е еднофазна никело-медна сплав с твърд разтвор, процесът на заваряване ще въведе остатъчни напрежения, потенциално втвърдяване при работа и локални микроструктурни нехомогенности в зоната на топлинно въздействие (HAZ) и заваръчния метал. Тези фактори могат да намалят пластичността, якостта и устойчивостта на корозия и могат да увеличат риска от корозионно напукване и деформация. За да се възстановят неговите механични свойства и да се облекчат остатъчните напрежения, стандартната и препоръчителна термична обработка е обработка с пълно отгряване, известно още като отгряване за освобождаване на напрежението или отгряване в разтвор, със строг контрол на температурата, времето на задържане и метода на охлаждане.
1. Температура на топлинна обработка и време на задържане
Оптималната температура на отгряване за заварени компоненти Monel 400 е 870 градуса до 980 градуса (1600 градуса F до 1800 градуса F).
Времето на задържане зависи от дебелината на детайла: за всеки 25 mm дебелина на сечението обикновено се препоръчва време на задържане от 1 час на инч (25,4 mm), с минимално време на задържане от 15 минути, за да се осигури равномерно нагряване на целия компонент и пълно отпускане на напрежението.
Температури под 870 градуса са недостатъчни, за да елиминират напълно остатъчните напрежения и да омекотят втвърдената микроструктура, докато температури над 980 градуса могат да причинят огрубяване на зърната, което влошава механичната якост и устойчивост на корозия.
2. Метод на охлаждане
След накисване при целевата температура, компонентът трябва да се охлади чрез бързо въздушно охлаждане или контролирано бързо охлаждане, вместо бавно охлаждане в пещта.
Бързото охлаждане потиска утаяването на интерметални съединения и карбиди по границите на зърната, което иначе би влошило пластичността и устойчивостта на корозия.
Закаляването с вода обикновено не се препоръчва за дебели или сложни части, тъй като може да доведе до нови топлинни напрежения и да причини изкривяване или напукване. За повечето заварени конструкции Monel 400 принудителното въздушно охлаждане е предпочитаният и безопасен метод.
3. Основни функции на тази топлинна обработка
Облекчаване на остатъчните напрежения при заваряване: Елиминира вътрешните напрежения, генерирани по време на термичния цикъл на заваряване, намалявайки вероятността от изкривяване, напукване и корозионно напукване по време на работа.
Омекотяване на закалената микроструктура: Обръща работното втвърдяване и термичното втвърдяване в заваръчния метал и зоната, засегната от топлина-, като възстановява присъщата пластичност и издръжливост на сплавта.
Стабилизиране на микроструктурата: Поддържа еднаква еднофазна аустенитна структура, предотвратявайки вредното утаяване на втората фаза и запазвайки отличната устойчивост на Monel 400 към морска вода, флуороводородна киселина и други корозивни среди.
4. Допълнителни бележки
Monel 400 не претърпява фазова трансформация по време на нагряване или охлаждане, така че обработките за охлаждане и отвръщане, които обикновено се използват за въглеродни и нисколегирани стомани, не са приложими. Термичната обработка след заваряване е необходима само за компоненти, подложени на големи механични натоварвания, корозивни среди или строги изисквания за стабилност на размерите. За некритични приложения с ниско напрежение термичната обработка след заваряване може да бъде пропусната въз основа на проектните спецификации и условията на експлоатация.
