Pagpapatigas ng hindi kinakalawang na asero

Pagpapatigas ng hindi kinakalawang na asero

1. Kakayahang magpatigas

Ang pangunahing problema sa pagpapatigas gamit ang hindi kinakalawang na asero ay ang oxide film sa ibabaw ay seryosong nakakaapekto sa pagkabasa at pagkalat ng panghinang. Ang iba't ibang stainless steel ay naglalaman ng malaking halaga ng Cr, at ang ilan ay naglalaman din ng Ni, Ti, Mn, Mo, Nb at iba pang elemento, na maaaring bumuo ng iba't ibang oxide o maging composite oxide sa ibabaw. Kabilang sa mga ito, ang mga oxide na Cr2O3 at TiO2 ng Cr at Ti ay medyo matatag at mahirap tanggalin. Kapag nagpapatigas sa hangin, dapat gamitin ang active flux upang alisin ang mga ito; Kapag nagpapatigas sa protective atmosphere, ang oxide film ay maaari lamang mabawasan sa mataas na kadalisayan na atmosphere na may mababang dew point at sapat na mataas na temperatura; Sa vacuum brazing, kinakailangan na magkaroon ng sapat na vacuum at sapat na temperatura upang makamit ang mahusay na epekto ng pagpapatigas.

Isa pang problema ng pagpapatigas gamit ang hindi kinakalawang na asero ay ang temperatura ng pag-init ay may malubhang epekto sa istruktura ng base metal. Ang temperatura ng pag-init gamit ang pagpapatigas ng austenitic stainless steel ay hindi dapat mas mataas sa 1150 ℃, kung hindi ay lalago nang husto ang butil; Kung ang austenitic stainless steel ay walang matatag na elementong Ti o Nb at may mataas na nilalaman ng carbon, dapat ding iwasan ang pagpapatigas sa loob ng temperatura ng sensitization (500 ~ 850 ℃). Upang maiwasan ang pagbaba ng resistensya sa kalawang dahil sa presipitasyon ng chromium carbide. Mas mahigpit ang pagpili ng temperatura ng pagpapatigas para sa martensitic stainless steel. Ang isa ay ang pagtutugma ng temperatura ng pagpapatigas sa temperatura ng pagsusubo, upang pagsamahin ang proseso ng pagpapatigas sa proseso ng paggamot sa init; Ang isa pa ay ang temperatura ng pagpapatigas ay dapat na mas mababa kaysa sa temperatura ng pagpapatigas upang maiwasan ang paglambot ng base metal habang nagpapatigas. Ang prinsipyo ng pagpili ng temperatura ng pagpapatigas ng presipitasyon ng hindi kinakalawang na asero ay kapareho ng sa martensitic stainless steel, ibig sabihin, ang temperatura ng pagpapatigas ay dapat tumugma sa sistema ng paggamot sa init upang makuha ang pinakamahusay na mga mekanikal na katangian.

Bukod sa dalawang pangunahing problema sa itaas, may tendensiya rin na magkaroon ng stress cracking kapag nagpapatigas ng austenitic stainless steel, lalo na kapag nagpapatigas gamit ang copper zinc filler metal. Upang maiwasan ang stress cracking, ang workpiece ay dapat munang i-anneal bago magpatigas, at ang workpiece ay dapat na pantay na initin habang nagpapatigas.

2. Materyal na pang-brazing

(1) Ayon sa mga kinakailangan sa paggamit ng mga hinang na hindi kinakalawang na asero, ang mga karaniwang ginagamit na filler metal na pangbalat para sa mga hinang na hindi kinakalawang na asero ay kinabibilangan ng filler metal na pangbalat na may Tin Lead, filler metal na pangbalat na may silver, filler metal na pangbalat na may copper, filler metal na pangbalat na may manganese, filler metal na pangbalat na may nickel, at filler metal na pangbalat na may precious metal.

Ang tin lead solder ay pangunahing ginagamit para sa paghihinang na gawa sa hindi kinakalawang na asero, at angkop ito para sa mataas na nilalaman ng lata. Kung mas mataas ang nilalaman ng lata ng solder, mas mahusay ang pagkabasa nito sa hindi kinakalawang na asero. Ang shear strength ng 1Cr18Ni9Ti stainless steel joints na pina-braze gamit ang ilang karaniwang tin lead solders ay nakalista sa Table 3. Dahil sa mababang lakas ng mga joints, ginagamit lamang ang mga ito para sa pagpapabraze ng mga bahagi na may maliit na bearing capacity.

Talahanayan 3 lakas ng paggupit ng 1Cr18Ni9Ti na pinagdugtong na hindi kinakalawang na asero na pinatigas gamit ang tin lead solder

Ang mga silver based filler metal ang pinakakaraniwang ginagamit na filler metal para sa pagpapatigas ng hindi kinakalawang na asero. Kabilang sa mga ito, ang silver copper zinc at silver copper zinc cadmium filler metal ang pinakamalawak na ginagamit dahil ang temperatura ng pagpapatigas ay may kaunting epekto sa mga katangian ng base metal. Ang lakas ng mga ICr18Ni9Ti stainless steel joints na pinatigas gamit ang ilang karaniwang silver based solders ay nakalista sa Table 4. Ang mga stainless steel joints na pinatigas gamit ang silver based solders ay bihirang gamitin sa mga highly corrosive media, at ang working temperature ng mga joints sa pangkalahatan ay hindi hihigit sa 300 ℃. Kapag nagpapatigas ng hindi kinakalawang na asero nang walang nickel, upang maiwasan ang kalawang ng pinatigas na joint sa mahalumigmig na kapaligiran, dapat gamitin ang filler metal na may mas maraming nickel, tulad ng b-ag50cuzncdni. Kapag nagpapatigas ng martensitic stainless steel, upang maiwasan ang paglambot ng base metal, dapat gamitin ang filler metal na may temperatura ng pagpapatigas na hindi hihigit sa 650 ℃, tulad ng b-ag40cuzncd. Kapag nagpapatigas ng hindi kinakalawang na asero sa isang proteksiyon na kapaligiran, maaaring gamitin ang mga self-brazing flux na naglalaman ng lithium, tulad ng b-ag92culi at b-ag72culi. Kapag nagpapatigas ng hindi kinakalawang na asero sa vacuum, maaaring pumili ng mga elementong naglalaman ng pilak na filler metal tulad ng Mn, Ni at RD upang mapanatiling basa ang filler metal kahit na wala itong mga elementong tulad ng Zn at CD na madaling matuyo.

Talahanayan 4 lakas ng ICr18Ni9Ti na pinagdugtong na hindi kinakalawang na asero na pinatigas gamit ang silver based filler metal

Ang mga filler metal na gawa sa brazing na nakabase sa tanso na ginagamit para sa pagpapatigas ng iba't ibang bakal ay pangunahing purong tanso, tansong nickel, at tansong manganese cobalt. Ang filler metal na gawa sa purong tanso ay pangunahing ginagamit para sa pagpapatigas sa ilalim ng proteksyon ng gas o vacuum. Ang temperatura ng pagtatrabaho ng stainless steel joint ay hindi hihigit sa 400 ℃, ngunit ang joint ay may mahinang resistensya sa oksihenasyon. Ang filler metal na gawa sa copper nickel ay pangunahing ginagamit para sa flame brazing at induction brazing. Ang lakas ng brazed 1Cr18Ni9Ti stainless steel joint ay ipinapakita sa Table 5. Makikita na ang joint ay may parehong lakas ng base metal, at mataas ang temperatura ng pagtatrabaho. Ang filler metal na gawa sa Cu Mn co brazing ay pangunahing ginagamit para sa pagpapatigas ng martensitic stainless steel sa protective atmosphere. Ang lakas at temperatura ng pagtatrabaho ng joint ay maihahambing sa mga brazed gamit ang gold based filler metal. Halimbawa, ang 1Cr13 stainless steel joint na brazed gamit ang b-cu58mnco solder ay may parehong performance ng parehong stainless steel joint na brazed gamit ang b-au82ni solder (tingnan ang Table 6), ngunit ang gastos sa produksyon ay lubhang nabawasan.

Talahanayan 5 lakas ng paggupit ng 1Cr18Ni9Ti na pinagdugtong na hindi kinakalawang na asero na pinatigas gamit ang mataas na temperaturang tansong base filler metal

Talahanayan 6 lakas ng paggugupit ng 1Cr13 hindi kinakalawang na asero na pinagtahian

Ang mga filler metal na pang-brazing na nakabase sa manganese ay pangunahing ginagamit para sa gas shielded brazing, at kinakailangang mataas ang kadalisayan ng gas. Upang maiwasan ang paglaki ng butil ng base metal, dapat piliin ang katumbas na filler metal na pang-brazing na may temperatura ng brazing na mas mababa sa 1150 ℃. Makakamit ang kasiya-siyang epekto ng brazing para sa mga joint na hindi kinakalawang na asero na pina-bra gamit ang manganese based solder, tulad ng ipinapakita sa Table 7. Ang temperatura ng pagtatrabaho ng joint ay maaaring umabot sa 600 ℃.

Talahanayan 7 lakas ng paggugupit ng lcr18ni9fi stainless steel joint na pinatigas gamit ang manganese based filler metal

Kapag ang hindi kinakalawang na asero ay pina-braze gamit ang nickel base filler metal, ang joint ay may mahusay na performance sa mataas na temperatura. Ang filler metal na ito ay karaniwang ginagamit para sa gas shielded brazing o vacuum brazing. Upang malampasan ang problema ng mas malutong na compound na nalilikha sa brazed joint habang binubuo ang joint, na lubhang nakakabawas sa lakas at plasticity ng joint, dapat bawasan ang puwang sa joint upang matiyak na ang mga elementong madaling mabuo na brittle phase sa solder ay ganap na nakakalat sa base metal. Upang maiwasan ang paglitaw ng paglaki ng butil ng base metal dahil sa mahabang oras ng paghawak sa temperatura ng pagpapa-braze, maaaring gawin ang mga hakbang sa proseso ng panandaliang paghawak at diffusion treatment sa mas mababang temperatura (kumpara sa temperatura ng pagpapa-braze) pagkatapos ng welding.

Ang mga noble metal brazing filler metal na ginagamit para sa pagpapatigas ng stainless steel ay pangunahing kinabibilangan ng mga gold-based filler metal at palladium containing filler metal, kung saan ang pinakakaraniwang ay ang b-au82ni, b-ag54cupd at b-au82ni, na may mahusay na pagkabasa. Ang brazed stainless steel joint ay may mataas na lakas at resistensya sa oksihenasyon, at ang pinakamataas na temperatura ng pagtatrabaho ay maaaring umabot sa 800 ℃. Ang B-ag54cupd ay may katulad na mga katangian sa b-au82ni at mababa ang presyo nito, kaya may posibilidad itong palitan ang b-au82ni.

(2) Ang ibabaw ng hindi kinakalawang na asero sa atmospera ng flux at furnace ay naglalaman ng mga oxide tulad ng Cr2O3 at TiO2, na maaari lamang alisin sa pamamagitan ng paggamit ng flux na may malakas na aktibidad. Kapag ang hindi kinakalawang na asero ay pinapa-bra gamit ang tin lead solder, ang angkop na flux ay phosphoric acid aqueous solution o zinc oxide hydrochloric acid solution. Maikli ang oras ng aktibidad ng phosphoric acid aqueous solution, kaya dapat gamitin ang mabilis na pagpapainit na paraan ng pagpapa-bra. Maaaring gamitin ang mga flux na Fb102, fb103 o fb104 para sa pagpapa-bra ng hindi kinakalawang na asero gamit ang mga filler metal na nakabase sa pilak. Kapag pinapa-bra ang hindi kinakalawang na asero gamit ang filler metal na nakabase sa tanso, ginagamit ang fb105 flux dahil sa mataas na temperatura ng pagpapa-bra.

Kapag nagpapatigas ng hindi kinakalawang na asero sa pugon, kadalasang ginagamit ang vacuum atmosphere o protective atmosphere tulad ng hydrogen, argon at decomposition ammonia. Sa panahon ng vacuum brazing, ang vacuum pressure ay dapat na mas mababa sa 10-2Pa. Kapag nagpapatigas sa isang protective atmosphere, ang dew point ng gas ay hindi dapat mas mataas sa -40 ℃. Kung ang kadalisayan ng gas ay hindi sapat o ang temperatura ng pagpapatigas ay hindi mataas, maaaring magdagdag ng kaunting gas brazing flux, tulad ng boron trifluoride, sa atmospera.

2. Teknolohiya ng pagpapatigas

Ang hindi kinakalawang na asero ay dapat linisin nang mas mahigpit bago i-brazing upang matanggal ang anumang grasa at oil film. Mas mainam na i-brazing kaagad pagkatapos linisin.

Ang pagpapatigas gamit ang hindi kinakalawang na asero ay maaaring gumamit ng mga pamamaraan ng pag-init gamit ang apoy, induction, at furnace medium. Ang furnace para sa pagpapatigas sa furnace ay dapat mayroong mahusay na sistema ng pagkontrol ng temperatura (ang paglihis ng temperatura ng pagpapatigas ay kinakailangang ± 6 ℃) at maaaring palamigin nang mabilis. Kapag ang hydrogen ay ginagamit bilang shielding gas para sa pagpapatigas, ang mga kinakailangan para sa hydrogen ay nakadepende sa temperatura ng pagpapatigas at komposisyon ng base metal, ibig sabihin, mas mababa ang temperatura ng pagpapatigas, mas maraming stabilizer ang nilalaman sa base metal, at mas mababa ang dew point ng hydrogen na kinakailangan. Halimbawa, para sa mga martensitic stainless steel tulad ng 1Cr13 at cr17ni2t, kapag nagpapatigas sa 1000 ℃, ang dew point ng hydrogen ay kinakailangang mas mababa sa -40 ℃; Para sa 18-8 chromium nickel stainless steel na walang stabilizer, ang dew point ng hydrogen ay dapat na mas mababa sa 25 ℃ habang nagpapatigas sa 1150 ℃; Gayunpaman, para sa 1Cr18Ni9Ti stainless steel na naglalaman ng titanium stabilizer, ang hydrogen dew point ay dapat na mas mababa sa -40 ℃ kapag pinapatigas sa 1150 ℃. Kapag pinapatigas gamit ang argon protection, kinakailangang mas mataas ang kadalisayan ng argon. Kung ang tanso o nickel ay nilagyan ng plate sa ibabaw ng stainless steel, maaaring mabawasan ang pangangailangan para sa kadalisayan ng shielding gas. Upang matiyak ang pag-alis ng oxide film sa ibabaw ng stainless steel, maaari ring idagdag ang BF3 gas flux, at maaari ring gamitin ang lithium o boron containing self flux solder. Kapag pinapatigas gamit ang vacuum ang stainless steel, ang mga kinakailangan para sa vacuum degree ay nakadepende sa temperatura ng pagpapatigas. Sa pagtaas ng temperatura ng pagpapatigas, maaaring mabawasan ang kinakailangang vacuum.

Ang pangunahing proseso ng hindi kinakalawang na asero pagkatapos ng pagpapatigas ay ang paglilinis ng natitirang flux at residual flow inhibitor, at pagsasagawa ng post brazing heat treatment kung kinakailangan. Depende sa flux at paraan ng pagpapatigas na ginamit, ang natitirang flux ay maaaring hugasan ng tubig, mekanikal na paglilinis o kemikal na paglilinis. Kung ang abrasive ay ginagamit upang linisin ang natitirang flux o oxide film sa pinainit na lugar malapit sa joint, dapat gamitin ang buhangin o iba pang pinong particle na hindi metal. Ang mga bahaging gawa sa martensitic stainless steel at precipitation hardening stainless steel ay nangangailangan ng heat treatment ayon sa mga espesyal na pangangailangan ng materyal pagkatapos ng pagpapatigas. Ang mga stainless steel joint na pinatigas gamit ang Ni Cr B at Ni Cr Si filler metals ay kadalasang ginagamot ng diffusion heat treatment pagkatapos ng pagpapatigas upang mabawasan ang mga kinakailangan para sa brazing gap at mapabuti ang microstructure at mga katangian ng mga joint.