Austenitisk rustfrit stål kan ikke hærdes gennem varmebehandling. Formålet med varmebehandling på disse legeringer er at fjerne den koldbearbejdningshærdende effekt, opløse skadelige sekundære faser igen og reducere restspænding til et acceptabelt niveau. Varmebehandling kan også producere omkrystalliserede strukturer med mindre kornstørrelser i koldbearbejdet rustfrit stål.
Opløsningsudglødning kan blødgøre materialer efter koldbearbejdning og opløse sekundære faser, der kan udfældes under varmbearbejdning eller svejseprocesser. Udtrykket "fuldstændig udglødning" refererer sædvanligvis til, at materialet er i sin optimale metallurgiske tilstand med fuldstændig opløsning af den sekundære fase og fuldstændig homogenisering af den metallografiske struktur. Fuldstændig udglødet rustfrit stål har den bedste korrosionsbestandighed og duktilitet. På grund af det faktum, at fast opløsningsudglødning udføres ved høje temperaturer, kan udglødning i et luftmiljø generere oxidbelægninger på overfladen, som skal fjernes ved afkalkning eller bejdsning for at genoprette overfladens korrosionsbestandighed.
forberede
Før udglødning er det nødvendigt at fjerne overfladefedt, olie, skærevæske, dannelse af smøremiddel, farvede pennemarkeringer og andre forurenende stoffer. Udglødning kan få forurenende stoffer til at "brænde" ind i overfladen og skal slibes, ellers er det svært at fjerne. Indtrængning af kulstofholdige forurenende stoffer i overfladen kan forårsage forkulning eller sensibilisering, hvilket let kan føre til intergranulær korrosion under brug. Derfor er overfladerengøring før varmebehandling afgørende for at sikre produktkvaliteten. Rengøringsmetoder omfatter iblødsætning eller sprøjtning af kemiske reagenser. De rengøringsmidler, der bruges til affedtning af rustfrit stål, omfatter varme alkaliske opløsninger og kemiske opløsningsmidler.
Metaller med lavt smeltepunkt som bly, kobber og zink skal undgås i at forurene overfladen. Under udglødning kan de forårsage korngrænseinfiltration, hvilket fører til såkaldt flydende metalskørhed og intergranulær revnedannelse. Derfor er det nødvendigt at rense de resterende forurenende stoffer på overfladen før højtemperaturbehandling såsom udglødning og svejsning.
temperatur
Den minimale udglødningstemperatur refererer til den laveste temperatur, ved hvilken mikrostrukturen homogeniserer og opløser carbider og intermetalliske præcipitater. For at sikre fuldstændig opløsning af bundfald og genoprette korrosionsbestandigheden skal udglødningstemperaturen være højere end denne temperatur. Den øvre grænse for udglødningstemperatur er baseret på ingen vridning, undgåelse af overdreven kornvækst og minimering af antallet af vanskelige at rengøre oxidskæl så meget som muligt. Følgende tabel viser minimumsudglødningstemperaturerne for nogle austenitiske rustfrie stål. Højtydende austenitisk rustfrit stål kræver homogenisering af dets mikrostruktur ved høje temperaturer, så deres opløsningsudglødningstemperatur er højere end standard austenitisk rustfrit stål.
udglødningstid
At opretholde opløsningens udglødningstemperatur i 2-3 minutter er tilstrækkeligt til at opløse en lille mængde karbider og andre sekundære faser og kan også blødgøre det koldformede materiale. Under opløsningsudglødning er isoleringstiden normalt 2-3 minutter pr. millimeter tykkelse for at sikre, at emnet når opløsningsudglødningstemperaturen fra ydersiden til indersiden. Hvis mængden af bundfald er stor, især med χ og σ I fase, er det nødvendigt at forlænge isoleringstiden.
Hvis opløsningsudglødningstiden er for lang, eller temperaturen er for høj, vil der blive dannet en stor mængde oxidhud, hvilket gør rengøring vanskelig og dyr. Langtidsudglødning øger også muligheden for ukvalificeret dimensionsdeformation under varmebehandlingsprocessen. Højt molybdæn og højtydende austenitisk rustfrit stål danner hurtigt oxidskalaer i en naturligt ventileret ovn. Molybdæntrioxid fordamper normalt og forlader overfladen som en gas. Hvis fordampning hæmmes, vil flydende molybdæntrioxid ophobes på overfladen, hvilket fremskynder oxidationsprocessen. Det er det, man kalder "intens oxidation". Foranstaltningerne til at minimere oxidation af højmolybdænstål omfatter:
• Undgå forhold, der hæmmer fordampning (fyldning for tæt og forsegling af ovnen for tæt);
• Materialer med kraftig oxidskala kan ikke udglødes igen;
• Undgå langvarig udsættelse for miljøer over den minimale udglødningstemperatur;
• Brug den laveste udglødningstemperatur, der kan betjenes;
• Brug en beskyttende atmosfære.
atmosfære
Luft og oxiderende forbrændingsgasser danner den mest økonomiske og effektive udglødningsatmosfære for rustfrit stål. Oxidhuden, der dannes ved luftudglødning, skal dog fjernes for at genoprette korrosionsbestandigheden. Beskyttende atmosfærer såsom argon, helium, brint, krakket ammoniak, hydrogen/nitrogen-blanding og vakuum kan reducere dannelsen af oxidskalaer, men omkostningerne er relativt høje. Bright annealing udføres generelt i hydrogen eller krakket ammoniakgas med et dugpunkt på -40 grader C eller lavere. Under normale driftsforhold vil udglødning i en beskyttende atmosfære ikke producere synlig oxidhud, så det er ikke nødvendigt at rense det efter udglødning.
afkøling
For at forhindre udfældning af chromcarbid eller andre intermetalliske faser kan austenitisk rustfrit stål kræve hurtig afkøling efter udglødning. Behovet for hurtig afkøling og valget af kølemetode afhænger af tværsnitsstørrelse og kvalitet.
I langt de fleste tilfælde vil 304L og 316L med tynde snit ikke udfælde skadelige faser efter luftkøling. Efterhånden som tværsnitsstørrelsen, kulstofindholdet og legeringsindholdet stiger, øges behovet for hurtig afkøling også. Højtydende austenitisk rustfrit stål kræver hurtig afkøling uanset tykkelse. Almindelige kølemetoder omfatter tvungen luftkøling, vandspraykøling eller vandkøling. Efter vakuumudglødning vil quenching af inert gas ikke producere oxidhud.
Hvis det udglødede materiale stadig skal gennemgå en varm bearbejdning, såsom svejsning, er det bedst at udføre maksimal afkøling, såsom vandkøling efter udglødning. Dette kan gøre materialet bedre modstandsdygtigt over for de negative virkninger, der genereres af de efterfølgende termiske cyklusser. Ved valg af kølemetoder bør mulig deformation og nye restspændinger tages i betragtning.
Rengøring efter udglødning
På grund af det høje chromindhold i den varmebehandlede oxidhud reduceres chromindholdet i metallet, der støder op til oxidhuden, hvilket resulterer i et fald i korrosionsbestandigheden. For fuldt ud at genoprette korrosionsbestandigheden er det nødvendigt at fjerne oxidhuden og det dårlige chrommetallag.
Den mest almindeligt anvendte rengøringsmetode er shotpeening for at fjerne oxidbelægninger efterfulgt af syrevask for at fjerne dårligt chrommetal. Den mest almindelige metode til bejdsning af rustfrit stål er dyppebejdsning, som også kan udføres ved sprøjtning, gel og salve.
Syren, der bruges til bejdsning, er meget skadelig og skal anvendes i overensstemmelse med sikkerhedsbestemmelserne (ventilation, brug af briller og handsker, iført sikkerhedsbeklædning osv.). Arbejdsemnet efter bejdsning skal neutraliseres og skylles grundigt med en stor mængde rent klorfattigt vand. Indsaml og bortskaf affaldsvæske separat i henhold til lokale regler for håndtering af farligt affald.