Các bước trong quy trình xử lý nhiệt của ống đúc inox là gì

Là thành phần chính của hệ thống đường ống công nghiệp hiện đại, đúc ống thép không gỉ được sử dụng rộng rãi trong hóa chất, dầu khí, đóng tàu, điện và các lĩnh vực khác. Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và tính chất cơ học quyết định độ tin cậy của nó trong môi trường khắc nghiệt. Quá trình xử lý nhiệt là mắt xích quan trọng trong việc cải thiện hiệu suất của ống thép không gỉ đúc, ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc vi mô, tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn của nó.

Mục đích và tầm quan trọng của xử lý nhiệt
Trong quá trình đúc, ống thép không gỉ đúc thường gặp các vấn đề như ứng suất bên trong và cấu trúc vi mô không đồng đều do tốc độ làm nguội không đồng đều và tổ chức thô. Quá trình xử lý nhiệt hợp lý có thể loại bỏ ứng suất đúc, tinh chế hạt, phân bố đều các mô và cải thiện tính chất cơ học và khả năng chống ăn mòn. Đặc biệt đối với thép không gỉ austenit, chẳng hạn như 304, 316, v.v., xử lý nhiệt có thể cải thiện khả năng chống rỗ và ăn mòn giữa các hạt và kéo dài tuổi thọ của phụ kiện đường ống.

Giải thích chi tiết các bước của quy trình xử lý nhiệt
1. Xử lý gia nhiệt trước
Nhiệt độ làm nóng trước thường được kiểm soát ở mức 400oC ~ 600oC. Mục đích chính là để giảm bớt ứng suất nhiệt bên trong vật đúc và giảm nguy cơ nứt trong quá trình gia nhiệt tiếp theo. Thời gian làm nóng trước phụ thuộc vào đường kính ống và độ dày thành ống để đảm bảo nhiệt độ thấm đều vào vật đúc.
2. Ủ dung dịch (solution Treatment)
Ủ dung dịch là bước cốt lõi để nâng cao hiệu suất của ống đúc thép không gỉ. Thông thường, nhiệt độ gia nhiệt được kiểm soát trong khoảng 1040oC ~ 1120oC và duy trì một thời gian nhất định để cho phép các cacbua hòa tan hoàn toàn vào ma trận và loại bỏ hiện tượng pha kết tủa và phân tách. Sưởi ấm đồng đều là chìa khóa để tránh quá nhiệt cục bộ hoặc quá nhiệt.
Ưu điểm của bước này là:
Loại bỏ căng thẳng bên trong, giảm độ giòn và cải thiện độ dẻo dai.
Tăng cường khả năng chống ăn mòn, đặc biệt là chống ăn mòn giữa các hạt.
Tinh chỉnh cấu trúc hạt và cải thiện tính chất cơ học.
Thời gian giữ thường được xác định theo độ dày thành và kích thước của ống đúc, thường là 1 ~ 3 giờ, để đảm bảo dẫn nhiệt đủ.
3. Làm lạnh nhanh (làm nguội)
Sau khi ủ dung dịch, cần làm mát nhanh, thường bằng cách làm mát bằng nước, làm mát bằng dầu hoặc làm mát bằng không khí. Làm mát nhanh có thể ngăn cacbua tái kết tủa và khóa trạng thái dung dịch rắn.
Tốc độ làm nguội ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc vi mô và hiệu suất của thép không gỉ:
Làm mát quá chậm có thể dễ dàng dẫn đến kết tủa cacbua và giảm khả năng chống ăn mòn.
Làm mát quá nhanh có thể gây ra ứng suất nhiệt, cần được kiểm soát hợp lý.
Trong sản xuất chuyên nghiệp, hãy chọn phương pháp làm mát phù hợp với thông số kỹ thuật của sản phẩm để đảm bảo phụ kiện đường ống hoạt động ổn định.
4. Ủ ở nhiệt độ thấp (tùy chọn)
Một số ống đúc bằng thép không gỉ có yêu cầu đặc biệt sẽ được tôi luyện ở nhiệt độ thấp và nhiệt độ thường là 150oC ~ 300oC. Mục đích là để loại bỏ hơn nữa ứng suất dư, cải thiện độ dẻo dai và độ dẻo của ống, đồng thời tránh các vết nứt nhỏ trong quá trình sử dụng.
Thiết bị xử lý nhiệt và kiểm soát quá trình
Việc xử lý nhiệt của ống đúc bằng thép không gỉ chủ yếu sử dụng lò bảo vệ khí quyển hoặc lò chân không để ngăn chặn quá trình oxy hóa và khử cacbon trong quá trình gia nhiệt. Hệ thống kiểm soát nhiệt độ tự động đảm bảo rằng nhiệt độ của quá trình làm nóng và làm mát là chính xác và ổn định, đồng thời đảm bảo tính nhất quán về hiệu suất của sản phẩm ở mức độ lớn nhất.
Các thông số xử lý nhiệt được thực hiện nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn vật liệu và yêu cầu thiết kế, chẳng hạn như ASTM A351, A743, v.v. Trong kiểm soát quy trình, đường cong nhiệt độ, thời gian cách nhiệt và tốc độ làm mát đều được quy định chi tiết để đảm bảo rằng mỗi lô sản phẩm đều đáp ứng các chỉ số hiệu suất thiết kế.

Vai trò của xử lý nhiệt trong việc cải thiện hiệu suất sản phẩm
Sau khi xử lý nhiệt khoa học, ống thép không gỉ đúc có những ưu điểm đáng kể sau:
Cải thiện tính chất cơ học: Độ bền kéo và cường độ năng suất được cải thiện đáng kể, độ dẻo được tăng cường để đáp ứng yêu cầu trong điều kiện làm việc khắc nghiệt.
Tăng cường khả năng chống ăn mòn: Ăn mòn giữa các hạt, ăn mòn rỗ và ăn mòn kẽ hở giảm đáng kể, đảm bảo đường ống vận hành ổn định lâu dài trong môi trường axit, kiềm và muối cao.
Giảm ứng suất bên trong: Loại bỏ ứng suất dư sinh ra trong quá trình đúc, tránh biến dạng và nứt sản phẩm, đồng thời nâng cao độ an toàn khi sử dụng.
Chất lượng bề mặt được cải thiện: Cơ cấu tổ chức thống nhất giúp bề mặt ống mịn hơn, thuận tiện cho việc xử lý và lắp đặt tiếp theo.