Ruostumattoman teräksen kaksoismuovaussäteen rajat, takajousto ja kylmätyöstöefektit

Duplex ruostumaton teräsvoidaan muotoilla, mutta se on vähemmän anteeksiantava kuin 316L: käytä suurempia vähimmäistaivutussäteitä (noin 2x paksuus mallille 2205, 2,5-3x 2507:lle), odota enemmän joustavuutta sen suuremman myötörajan vuoksi ja hallitse kylmätyöskentelyä huolellisesti, koska se lisää lujuutta, mutta voi vähentää sitkeyttä ja korroosiomarginaalia, jos sitä tehdään liikaa. Raskasta kylmämuovausta tulisi seurata liuoshehkutus.

Yhdellä lauseella: dupleksimuodot kuten vahvempi, joustavampi, vähemmän sitkeä austeniittisen ruostumattoman teräksen - serkku, jolla on suurempia säteitä, enemmän ylitaivutuskykyä takaisinjoustoa varten ja jälki{1}}muodon hehkutus ankaran kylmätyön jälkeen.

Key Takeaways

• Pienin kylmätaivutussäde: noin 2x paksuus (t) 2205:lle, 2,5-3x t superduplexille 2507 - suunnilleen kaksinkertainen 316L:lle tyypilliseen 1x t.
• Takaisinjousi on suurempi kuin austeniittiset lajikkeet: duplex pomppii enemmän suuremman tuoton ansiosta (450 MPa vs. ~170-310 MPa 316 litralle). Taivuta kohdekulmaa yli kompensoidaksesi.
• Kylmätyöstö lisää myötö-/vetolujuutta ja kovuutta, mutta myös alentaa sitkeyttä ja iskunkestävyyttä - rajoittaa kylmätyöstöä ja hehkutusta kovan muovauksen jälkeen.
• Ferriittityö-kovettuu nopeammin kuin austeniitti; liiallinen kylmätyö ja myöhempi kuumennus 600-900 asteen C-alueella vaarantaa sigmavaiheen. Pidä ferriitti 35-65 %:ssa.
• Kuumamuovaus on suoritettava liuoksen -hehkutusalueen yläpuolella (noin 1000-1100 celsiusastetta 2205:lle), jota seuraa nopea jäähdytys – älä koskaan jäähdytä hitaasti sigman vaaravyöhykkeen läpi.
• Raskaan kylmä- tai kuumamuovauksen jälkeen liuoshehkutus + karkaisu palauttaa korroosionkestävyyden ja tasapainoisen duplex-mikrorakenteen.

Mikä tekee ruostumattomasta duplex-teräksestä muodoltaan erilaisen?

Duplex on noin 50/50 ferriitin ja austeniitin seos, mikä antaa sille korkean lujuuden ja hyvän korroosionkestävyyden, mutta myös alhaisemman sitkeyden ja paremman joustokyvyn kuin täysin austeniittisella 316L -, joten muovaus vaatii suurempia säteitä ja voimaa.

Ferriittinen puolisko tekee duplexista vahvemman ja jäykemmyyden; austeniittinen puolisko antaa sitkeyttä ja sitkeyttä. Yhdessä ne muodostavat materiaalin, joka kestää muodonmuutoksia yli 316 litraa, joustaa enemmän takaisin taivutuksen jälkeen ja kovettuu helposti. Prosessuunnittelijoiden on otettava huomioon nämä kolme ominaisuutta: suurempi taivutussäde, ylitaivutus takaisinjoustoa varten ja huolellinen kylmän-työtason hallinta.

Mitkä ovat taivutussäteen vähimmäisrajat?

Käytä konservatiivisia taivutussäteitä: noin 1,5-2x paksuus (t) mallille 2205 90 asteen mutkissa (2-3x t tiukille 180 asteen mutkille) ja noin 2,5-3x t superduplex 2507:lle. Nämä ovat suunnilleen kaksi kertaa 316L:lle tavalliset ~1x t.

Taivutussäde mitataan sisäpinnalle. Tiukemmat säteet uhkaavat halkeilua ulkokuidulla (jännityspuolella) ja liiallista työstökovettumista. Alla olevat arvot ovat käytännöllisiä alan ohjeita kylmätaivuttamiseen; tarkat rajat riippuvat seinämän paksuudesta, menetelmästä (puristusjarru, tela, pyörivä veto) ja temperistä.

Miksi Duplex joustaa enemmän kuin 316 litraa?

Backback on taipuman elastinen palautuminen kuormituksen poistamisen jälkeen. Koska duplexin myötölujuus on paljon korkeampi (noin 450 MPa vs. 170-310 MPa 316 litralle), suurempi osa muodonmuutoksesta on elastista ja palautuu - joten duplex-taivutukset joutuvat takaisin enemmän ja vaativat tarkoituksellista ylitaivutta.

Takaisinjousetta ohjaa myötölujuuden suhde moduuliin. Duplex-saanto on suurempi, kun taas sen kimmokerroin on samanlainen kuin muilla teräksillä, joten suurempi osa taivutuksesta on "kimmoisa" ja pomppii. Käytännössä puristin-jarrun tai muotin kulma on asetettava alemmaksi (ylitaivutettu) kuin kohde, jotta palautus osuu haluttuun kulmaan.

Paras käytäntö: tee koekaivutus leikatussa materiaalissa, mittaa pomppiminen ja lukitse korjattu muottikulma ennen tuotantoa.

Kuinka kylmätyöstö vaikuttaa ruostumattomaan duplex-teräkseen?

Kylmämuokkaus (taivutus, rullaus, venytys) vahvistaa dupleksia kovettamalla - myötö ja vetolujuus lisääntyy ja kovuus kasvaa -, mutta se myös vähentää sitkeyttä, iskunkestävyyttä ja voi alentaa korroosiomarginaalia, jos sitä viedään liian pitkälle tai sitä seuraa väärä lämmitys.

Mekaaniset vaikutukset

2205:n myötölujuus voi nousta 450 MPa:sta 550-650 MPa:iin raskaan kylmätyön jälkeen.

Kovuus kasvaa; sitkeys (venymä) ja Charpyn iskusitkeys alenee.

Ferriittityö-kovettuu nopeammin kuin austeniitti, joten faasitasapaino siirtyy kohti kovempaa, vähemmän kovaa käyttäytymistä.

Korroosiovaikutukset

Kohtalainen kylmätyö ei yleensä heikennä pistesyöpymiskestävyyttä ja voi jopa hieman auttaa pintapuristusjännitystä.

Raskas kylmätyö ja myöhempi altistuminen 300-900 celsiusasteeseen (esim. hitsaus, kuivaus tai jännityksenpoisto) lisäävät sigmavaiheen riskiä, ​​koska epämuodostunut ferriitti on alttiimpi saostumiseen.

Jos kylmätyöstö ylittää noin 10-15 % (yleinen nyrkkisääntö kriittisissä palveluissa), määritä muovauksen jälkeinen liuoshehkutus ominaisuuksien palauttamiseksi.

Nyrkkisääntö: kevytmuovaus (pieni säde taivutukset, alhainen jännitys) on hieno -muodostettuna; vakavaa kylmämuovausta tulisi seurata liuoshehkutus + karkaisu.

Kylmämuovaus vs kuumamuovaus

Valitse kylmämuovaus ohuille osille ja kohtalaisille mutkille (nopeampi, halvempi, ei hilsettä); valitse kuumamuovaus paksuille levyille, tiukoille säteille tai monimutkaisille muodoille, joka suoritetaan liuos-hehkutuslämpötilan yläpuolella ja sammutetaan välittömästi.

Lämpökäsittely muotoilun jälkeen

Raskaan kylmä- tai kuumamuovauksen jälkeen suorita liuoshehkutus noin 1020-1100 celsiusasteessa (2205) tai 1050-1150 celsiusasteessa (2507), mitä seuraa nopea sammutus – tämä liuottaa saostuneet faasit, palauttaa 35-65 %:n ferriitti/austeniitin vastustuskyvyn. Älä koskaan poista stressiä 600-900 celsiusasteen alueella.

• Kevyt kylmätyöstö (alhainen rasitus): usein hyväksyttävä-muodostettuna, mutta tarkista palvelun kestävyys.
• Raskas kylmätyö / kuuma muoto: pakollinen liuoshehkutus + karkaisu.
• Hehkutuksen jälkeen: peittaus/passivointi palauttaa kromi{0}}rikkaan passiivikalvon.
• Tarkista ferriittipitoisuus (35-65 %) ja kriittisten osien Charpy-isku käsittelyn jälkeen.

Duplex vs 316L vs hiiliteräs: Muotoilun vertailu

Muovattavuuden vuoksi: hiiliteräs on helpoin, 316L next, duplex-kovin (suurin säde, eniten jousi). Jotta vahvuus-ja paino-muovauksen jälkeen, duplex voittaa. Valitse arvosana palvelun mukaan ja suunnittele muovausmenetelmä sen rajojen ympärille.

Usein kysytyt kysymykset

K: Mikä on Duplex 2205:n pienin taivutussäde?

V: Noin 1,5-2 kertaa paksuus 90 asteen kylmässä taivutuksessa ja 2-3 kertaa paksuus tiukoissa 180 asteen mutkissa. Super duplex 2507 tarvitsee noin 2,5-3 kertaa paksuuden. Nämä ovat suunnilleen kaksinkertaiset 316 litralle tyypilliseen ~ 1x paksuuteen verrattuna.

K: Miksi ruostumaton duplex-teräs joustaa enemmän kuin 316 litraa?

V: Duplexin myötölujuus on paljon korkeampi (noin 450 MPa vs. 170-310 MPa 316L:lla), joten suurempi osa taivutuksesta on elastista ja palautuu purkamisen jälkeen. Suunnittele tahallinen ylikaarta ja varmista kokeiluosalla.

K: Haittaako kylmätyöstö duplex-korroosionkestävyyttä?

V: Kohtalainen kylmätyö ei yleensä heikennä pistesyöpymiskestävyyttä. Riskinä on raskas kylmätyö, jota seuraa kuumennus 600-900 astetta C, mikä voi saostaa sigmavaiheen. Kovan kylmämuovauksen jälkeen liuoshehkutus + karkaisu korroosionkestävyyden palauttamiseksi.

K: Pitääkö minun hehkuttaa dupleksia muodostamisen jälkeen?

V: Vain raskaan kylmätyön tai kuumamuovauksen jälkeen. Kevyet taivutukset ovat usein hyväksyttäviä muotoiltuina, mutta kriittiset tai paksut{2}osien osat tulee liuosta-hehkuttaa (1020-1100 astetta 2205:lle) ja karkaista.

K: Voiko dupleksia kuumamuovata kuten hiiliterästä?

V: Kyllä, mutta lämpötilaikkuna on tiukempi: muotoile noin 1000-1100 °C yläpuolelle ja sammuta välittömästi. Vältä hidasta jäähdytystä 600-900 asteen sigma-vaaravyöhykkeen läpi ja kalkinpoistoa + suolakurkkua sen jälkeen.

K: Onko duplex vaikeampi muodostaa kuin 316L?

V: Kyllä. Se tarvitsee suurempia taivutussäteitä, enemmän taivutusvoimaa ja enemmän joustokompensaatiota kuin 316L, mutta se tarjoaa noin kaksinkertaisen lujuuden, mikä mahdollistaa ohuemmat seinät loppuosassa.

Johtopäätös

Ruostumaton duplex-teräs muodostaa onnistuneesti kolmea tosiasiaa: se tarvitsee suuremmat taivutussäteet kuin 316L (noin 2x t 2205:lle, 2,5-3x t 2507:lle), se ponnahtaa takaisin enemmän suuremman tuoton ansiosta ja kylmämuokkaus vahvistaa sitä, mutta voi vahingoittaa sitkeyttä ja korroosiomarginaalia, jos sitä käytetään liikaa. Voimakkaan kylmä- tai kuumamuovauksen tulee päättyä liuoshehkutukseen ja karkaisuun.

Nyrkkisääntö: suunnittele suuremmat säteet, ylitavuta takajousteen lyömiseksi, rajoita ja hehkuta raskasta kylmätyötä äläkä koskaan{0}}kevennä stressiä 600–900 celsiusasteen alueella. Näillä säätimillä duplex tuottaa noin kaksi kertaa vahvemman kuin 316 litraa muotoillussa osassa, joka kestää edelleen kloridikorroosiota.