Яка термічна обробка потрібна для відновлення властивостей Монель 400 після зварювання?
Після зварювання Monel 400, який є однофазним твердим розчином нікелево-мідного сплаву, у процесі зварювання з’являться залишкові напруги, потенційне деформаційне зміцнення та локальні мікроструктурні неоднорідності в зоні теплового впливу (ЗТВ) і металі шва. Ці фактори можуть знизити пластичність, міцність і стійкість до корозії, а також можуть збільшити ризик корозійного розтріскування під напругою та деформації. Щоб відновити його механічні властивості та зняти залишкові напруги, стандартною та рекомендованою термічною обробкою є повний відпал, також відомий як відпал для зняття напруги або відпал розчину, із суворим контролем температури, часу витримки та методу охолодження.
1. Температура термообробки та час витримки
Оптимальна температура відпалу для зварних компонентів Monel 400 становить від 870 градусів до 980 градусів (1600 градусів F до 1800 градусів F).
Час витримки залежить від товщини заготовки: для кожні 25 мм товщини профілю зазвичай рекомендується витримувати 1 годину на дюйм (25,4 мм) з мінімальним часом витримки 15 хвилин, щоб забезпечити рівномірне нагрівання по всьому компоненту та повну релаксацію напруги.
Температури нижче 870 градусів недостатні для повного усунення залишкових напруг і пом'якшення затверділої мікроструктури, тоді як температури вище 980 градусів можуть спричинити укрупнення зерна, що погіршує механічну міцність і стійкість до корозії.
2. Спосіб охолодження
Після витримки при цільовій температурі компонент необхідно охолодити шляхом швидкого охолодження повітрям або контрольованого швидкого охолодження, а не повільного охолодження в печі.
Швидке охолодження пригнічує випадання інтерметалічних сполук і карбідів на границях зерен, що в іншому випадку може погіршити пластичність і стійкість до корозії.
Загартування водою, як правило, не рекомендується для товстих або складних деталей, оскільки це може створити нові термічні напруги та спричинити деформацію або розтріскування. Для більшості зварних конструкцій Monel 400 примусове повітряне охолодження є кращим і безпечним методом.
3. Основні функції цієї термічної обробки
Зменшення залишкових напруг під час зварювання: усуває внутрішні напруги, що виникають під час термічного циклу зварювання, зменшуючи ймовірність викривлення, розтріскування та корозійного розтріскування під час експлуатації.
Пом’якшення загартованої мікроструктури: змінює робоче та термічне зміцнення в металі зварного шва та в зоні-термічного впливу, відновлюючи притаманну сплаву пластичність і міцність.
Стабілізація мікроструктури: зберігає рівномірну однофазну аустенітну структуру, запобігаючи шкідливому осадженню другої фази та зберігаючи чудову стійкість Monel 400 до морської води, фтористоводневої кислоти та інших корозійних середовищ.
4. Додаткові примітки
Monel 400 не піддається фазовому перетворенню під час нагрівання або охолодження, тому процедури гарту та відпуску, які зазвичай використовуються для вуглецевих і низьколегованих сталей, не застосовуються. Термічна обробка після зварювання необхідна лише для компонентів, які піддаються високим механічним навантаженням, корозійним середовищам або суворим вимогам до стабільності розмірів. Для некритичних застосувань із низьким навантаженням термічну обробку після зварювання можна не проводити на основі технічних характеристик конструкції та умов експлуатації.
