Optimalizace Odlitky z nerezové oceli zlepšení jejich odolnosti proti korozi a mechanických vlastností zahrnuje mnoho aspektů, jako je výběr materiálu, optimalizace procesu odlévání, technologie následného zpracování a analýza scénáře aplikace. Následují konkrétní optimalizační opatření a technické cesty:
Vyberte si správný nerezový materiál
Upravte poměr hlavních prvků
Zvýšení obsahu chrómu (Cr) (18%-25%): Zvyšte odolnost odlitků vůči oxidaci a korozi.
Zvýšení obsahu niklu (Ni) (8%-12%): Zlepšete odolnost materiálu proti praskání korozí pod napětím a zlepšujte houževnatost.
Přidejte klíčové stopové prvky
Molybden (Mo): Výrazně zlepšuje odolnost proti důlkové a štěrbinové korozi, zvláště vhodný pro prostředí s vysokým obsahem chloridů.
Dusík (N): Zvyšuje mechanickou pevnost a zlepšuje místní odolnost proti korozi.
Titan (Ti) nebo niob (Nb): Zabraňuje mezikrystalové korozi, zejména po svařování.
Vyberte typ oceli podle scénáře použití
Austenitická nerezová ocel (jako 304, 316): má dobré komplexní vlastnosti a je vhodná pro většinu prostředí.
Duplexní nerezová ocel (jako 2205): má vysokou pevnost a vynikající odolnost proti korozi, vhodná pro chemické a mořské prostředí.
Precipitační tvrzená nerezová ocel (jako je 17-4PH): Vynikající ve vysoké pevnosti a odolnosti proti korozi, lze ji použít v letectví a medicíně.
Optimalizujte proces odlévání
Zlepšení čistoty kovu
Použijte vakuové tavení nebo elektrostruskové přetavování ke snížení plynů a vměstků v materiálech a zlepšení hustoty odlitků.
Optimalizujte systém nalévání
Správně navrhněte licí nálitky a výfukové kanály, abyste snížili vady, jako jsou póry a smršťovací dutiny, a zlepšili kvalitu odlitku.
Řízení rychlosti chlazení
Úpravou materiálu formy nebo chladicího média se můžeme vyhnout hrubým nebo nerovnoměrným zrnům uvnitř odlitku a zlepšit rovnoměrnost materiálu.
Technologie numerické simulace
Použijte počítačový simulační software (jako je ProCAST) k předpovědi teplotního pole a rozložení napětí během procesu tuhnutí a optimalizaci plánu návrhu.
zjemnění zrna
Zušlechťovače zrn (jako jsou prvky vzácných zemin) se přidávají během procesu odlévání, aby se zlepšila mikrostruktura odlitku, a tím se zlepšily mechanické vlastnosti a odolnost proti korozi.
Zlepšit proces tepelného zpracování
Léčba roztokem
Klíčové body procesu
Odlitek se zahřeje na vhodnou teplotu (1050℃-1150℃), udržuje se po dostatečnou dobu a poté se rychle ochladí, aby se rozpustily karbidy a obnovila se struktura austenitu.
Zlepšení výkonu
Odstraňuje mezikrystalovou korozi a zlepšuje odolnost proti korozi.
Homogenizuje mikrostrukturu, zvyšuje houževnatost a pevnost v tahu.
ošetření stárnutí
Rozsah použití
U precipitačně kalené nerezové oceli se provádí ošetření stárnutím, aby se vysrážely zpevňující fáze, čímž se výrazně zvýšila pevnost a tvrdost.
Typická teplota
Proces stárnutí při 450℃-550℃ může zlepšit mechanické vlastnosti při zachování určité houževnatosti.
Technologie povrchové úpravy
Pasivační léčba
princip
Pro zlepšení odolnosti proti korozi se na povrchu odlitku vytvoří stabilní pasivační film oxidu chromitého.
Optimalizace procesů
Používejte kyselinu dusičnou, citrónovou nebo jiné pasivační roztoky šetrné k životnímu prostředí za přísně kontrolovaných teplotních a časových podmínek.
Pokovování nebo ochrana nátěrem
Běžně používané techniky
Galvanické pokovování niklem nebo chrómem na povrchu odlitku pro zvýšení odolnosti povrchu proti korozi.
Pro zvládnutí extrémního korozního prostředí používejte fluorované povlaky nebo keramické povlaky.
Věci k poznámce
Tloušťka povlaku by měla být stejnoměrná, aby se zabránilo korozi v důsledku místní slabosti.
mechanické zpevnění
shot peening
Nástřikem částic s vysokou tvrdostí se zlepšuje stav zbytkového napětí na povrchu, zlepšuje se únavová pevnost a odolnost proti důlkové korozi.
elektrolytické leštění
Zlepšuje povrchovou úpravu a redukuje povrchové trhliny a mikroskopické defekty, čímž pomáhá snižovat možnost lokální koroze.
Testování a kontrola kvality
nedestruktivní testování
Ultrazvukové testování: identifikujte vnitřní vady odlitků, jako jsou póry a praskliny, aby byla zajištěna vnitřní těsnost.
Rentgenová kontrola: Zkontrolujte skryté vady u složitých konstrukčních odlitků, zvláště vhodné pro vysoce přesné díly.
Test odolnosti proti korozi
Test solné mlhy: simuluje odolnost proti korozi ve vysoce korozivním prostředí.
Experiment s elektrochemickou korozí: Určete parametry elektrochemického výkonu odlitků (jako je potenciál odolnosti proti důlkové korozi) pro hodnocení odolnosti materiálu proti korozi.
Testování mechanických vlastností
Zkouška tahem: Zkoušení pevnosti v tahu a tažnosti odlitků.
Rázová zkouška: Speciálně pro prostředí s nízkou teplotou, pro hodnocení houževnatosti odlitků.
Návrh aplikace a optimalizace
Optimalizováno pro prostředí použití
Chemický průmysl: Použijte vysoce molybdenovou austenitickou nerezovou ocel (jako je 316L), abyste se vyrovnali s prostředím s vysokým obsahem kyselin a zásad.
Mořské pole: Použijte duplexní nerezovou ocel, abyste zabránili důlkové a štěrbinové korozi.
Potravinářský průmysl: Použijte nízkouhlíkovou nerezovou ocel (jako je 304L) ke snížení mezikrystalové koroze v oblasti svařování.
Vylepšení konstrukčního návrhu
Snížení koncentrace napětí: Optimalizujte tvar odlitku, abyste zabránili lokální korozi nebo prasklinám v ostrých rozích a přechodových oblastech.
Snižte rozdíly v tloušťce stěny: Udržujte rovnoměrnou tloušťku stěny a snižte vliv tepelného namáhání na odolnost proti korozi.
Vědeckým výběrem materiálů, zlepšením procesů odlévání a posílením tepelného zpracování a povrchové úpravy lze výrazně zlepšit odolnost proti korozi a mechanické vlastnosti odlitků z nerezové oceli. Zároveň by optimalizační řešení měla být přizpůsobena na základě konkrétních scénářů použití a požadavků na výkon, aby bylo dosaženo nejlepší rovnováhy mezi nákladovou efektivitou a výkonem.
