Cần xử lý nhiệt như thế nào để khôi phục lại tính chất của Monel 400 sau khi hàn?
Sau khi hàn Monel 400, là hợp kim niken-đồng dung dịch rắn một pha, quy trình hàn sẽ tạo ra ứng suất dư, khả năng làm cứng vật liệu và sự không đồng nhất về cấu trúc vi mô cục bộ trong vùng chịu ảnh hưởng nhiệt (HAZ) và kim loại hàn. Những yếu tố này có thể làm giảm độ dẻo, độ dẻo dai và khả năng chống ăn mòn, đồng thời có thể làm tăng nguy cơ nứt và biến dạng do ăn mòn ứng suất. Để khôi phục các tính chất cơ học của nó và giảm bớt ứng suất dư, xử lý nhiệt tiêu chuẩn và được khuyến nghị là xử lý ủ hoàn toàn, còn được gọi là ủ giảm căng thẳng hoặc ủ dung dịch, với sự kiểm soát chặt chẽ về nhiệt độ, thời gian giữ và phương pháp làm mát.
1. Nhiệt độ xử lý nhiệt và thời gian giữ nhiệt
Nhiệt độ ủ tối ưu cho các bộ phận hàn Monel 400 là 870 độ đến 980 độ (1600 độ F đến 1800 độ F).
Thời gian giữ phụ thuộc vào độ dày của phôi: đối với mỗi 25 mm độ dày của mặt cắt, thời gian giữ thường là 1 giờ trên inch (25,4 mm), với thời gian giữ tối thiểu là 15 phút để đảm bảo gia nhiệt đồng đều khắp bộ phận và giảm bớt ứng suất hoàn toàn.
Nhiệt độ dưới 870 độ không đủ để loại bỏ hoàn toàn ứng suất dư và làm mềm cấu trúc vi mô đã cứng, trong khi nhiệt độ vượt quá 980 độ có thể gây ra hiện tượng thô hạt, làm giảm độ bền cơ học và khả năng chống ăn mòn.
2. Phương pháp làm mát
Sau khi ngâm ở nhiệt độ mục tiêu, bộ phận phải được làm mát bằng cách làm mát không khí nhanh hoặc làm mát nhanh có kiểm soát, thay vì làm mát lò chậm.
Làm mát nhanh chóng ngăn chặn sự kết tủa của các hợp chất liên kim loại và cacbua ở ranh giới hạt, nếu không sẽ làm giảm độ dẻo và khả năng chống ăn mòn.
Nói chung, tôi không nên làm nguội bằng nước đối với các bộ phận dày hoặc có hình dạng phức tạp vì nó có thể tạo ra ứng suất nhiệt mới và gây biến dạng hoặc nứt. Đối với hầu hết các kết cấu Monel 400 được hàn, làm mát bằng không khí cưỡng bức là phương pháp được ưu tiên và an toàn.
3. Chức năng cốt lõi của phương pháp xử lý nhiệt này
Giảm ứng suất dư khi hàn: Loại bỏ ứng suất bên trong sinh ra trong chu trình nhiệt hàn, giảm khả năng bị biến dạng, nứt, nứt ăn mòn do ứng suất trong quá trình sử dụng.
Làm mềm cấu trúc vi mô đã cứng: Đảo ngược quá trình làm cứng và làm cứng nhiệt ở kim loại hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt-, khôi phục độ dẻo và độ bền vốn có của hợp kim.
Ổn định cấu trúc vi mô: Duy trì cấu trúc austenit một pha đồng nhất, ngăn chặn sự kết tủa ở pha thứ hai có hại và duy trì khả năng chống chịu tuyệt vời của Monel 400 đối với nước biển, axit flohydric và các môi trường ăn mòn khác.
4. Ghi chú bổ sung
Monel 400 không trải qua quá trình biến đổi pha trong quá trình gia nhiệt hoặc làm mát, do đó, các phương pháp xử lý tôi và tôi thường được sử dụng cho thép cacbon và thép hợp kim thấp sẽ không được áp dụng. Xử lý nhiệt sau hàn chỉ cần thiết đối với các bộ phận chịu tải trọng cơ học cao, môi trường ăn mòn hoặc yêu cầu nghiêm ngặt về độ ổn định kích thước. Đối với các ứng dụng không quan trọng, ứng suất thấp, có thể bỏ qua xử lý nhiệt sau hàn dựa trên thông số kỹ thuật thiết kế và điều kiện sử dụng.
