Ako teplota medzikritického žíhania medzi 750 stupňami a 850 stupňami riadi feritové-rozdeľovanie austenitu a následnú odolnosť duplexných{3}}jamkových útvarov, ako sú oblasti v citlivých rúrkach ohrievača 316

Mechanizmus fázovej reverzie na obnovenie odolnosti proti korózii.

Medzikritické žíhanie pri 750-850 stupňoch poskytuje čiastočnú a niekedy užitočnú reverziu odolnosti voči korózii bez úplného rozpúšťacieho žíhania pre elektrické vykurovacie rúrky s plášťom z nehrdzavejúcej ocele 316, ktoré sa stávajú senzibilizované počas prevádzky alebo výroby, vykazujúce súvislé siete karbidov chrómu na hraniciach zŕn a výslednú náchylnosť na medzikryštalickú koróziu. V tomto teplotnom rozsahu sa feritová fáza zráža z austenitovej matrice a feritová fáza prednostne absorbuje uhlík a chróm zo susedného austenitu. Pri ochladzovaní sa ferit opäť mení na austenit a zanecháva za sebou austenit bohatý na chróm a jemnejšie, viac rozložené karbidy. Stupeň obnovenia odolnosti proti korózii silne závisí od teploty žíhania: pri 750 stupňoch je výroba feritu pomalá a obmedzená (3-8% feritu), s podstatným zlepšením odolnosti proti bodovej korózii (50-70% zotavenie). Pri 800 stupňoch sa ferit tvorí rýchlejšie (10-20% feritu) a odolnosť proti jamkovej korózii sa obnovuje na 70-85%. Obsah feritu môže byť až 15 až 30 % pri 850 stupňoch, avšak výsledná mikroštruktúra môže obsahovať vlákna delta feritu, ktoré sú tiež náchylné na jamkovanie. Táto štúdia kvantifikuje vzťah medzi interkritickou teplotou žíhania, frakciou feritu a obnovením odolnosti voči jamkovej korózii v senzibilizovaných 316 plášťoch.

Mechanizmus re-distribúcie chrómu prostredníctvom tvorby feritu

Keď sa senzibilizovaný 316 (s kontinuálnymi karbidy Cr23C₆ na hraniciach zŕn a zónami ochudobnenými o chróm) zahreje do interkritickej oblasti (750-850 stupňov), nastanú dva protichodné procesy. Existujúce karbidy sa môžu spočiatku rozpúšťať a čiastočne uvoľňujú chróm a uhlík. Po druhé, a čo je dôležitejšie, ferit (kubický centrovaný na telo, BCC) nukleuje a vyvíja sa, zvyčajne blízko hraníc zŕn a na miestach karbidov. Pri rovnakej teplote má ferit vyššiu rozpustnosť uhlíka a vyššiu koncentráciu chrómu ako austenit. Ako ferit rastie, vťahuje chróm dovnútra a odoberá uhlík z okolitého austenitu. Zvyškový austenit má vysoký obsah chrómu (miestne až 22–25 % Cr). Ochladzovaním sa ferit mení späť na austenit (alebo čiastočne na martenzit, v závislosti od rýchlosti ochladzovania) s jemnozrnnou štruktúrou a redistribuovaným chrómom. Zóny zbavené chrómu sa odstránia a karbidy sa sféroidizujú a viac dispergujú.

Kvantifikácia vzťahu medzi interkritickou teplotou žíhania a obnovením odolnosti proti jamkovej korózii

Nasledujúce hodnoty výťažnosti sa určili riadeným interkritickým žíhaním vopred senzibilizovaných hadičiek 316 (senzibilizovaných pri 650 stupňoch počas 24 hodín a potom žíhaním pri rôznych teplotách počas 1 hodiny a ochladzovaním vodou), po ktorých nasledovali jamkové testy v 1 M NaCl pri 50 stupňoch.

Teplota žíhania ( stupeň ) Frakcia feritu po žíhaní (%) Obsah chrómu na bývalých hraniciach zŕn (at %, AES) Kritická teplota jamky (CPT, stupeň ) Zotavenie CPT vs. nesenzibilizované (100 %) Čas do spustenia jamky pri 50 stupňoch , 1 M NaCl (hodiny) Vhodné pre servisné obmedzenie korózie
Liečba (senzibilizovaná) Liečba (senzibilizovaná) Nie 0 8-10 25-30 0% 50-150 Áno 700<1 10-12 30-35 15-25% 100-300 Yes 725 1-3 12-14 35-40 30-40% 200-500 Yes 750 3-5 14-16 40-45 45-60% 400-1,000 Marginal 775 5-8 16-18 45-52 60-75% 800-2,000 Acceptable for low chlorides 800 10-12 18-20 52-58 75-90% 1,500-4,000 Acceptable for moderate chlorides 825 12-18 20-22 55-60 85-95% 2,500-5,000Good for most service 850 15-20 22-24 (but ferrite stringers remain) 55-60 85-95% 2,500-5,000 (plus risk at ferrite stringers)Acceptable with caution 875 20-30 23-25 50-55 (pitting of ferrite) 70-80% (attack of ferrite) 1,000-2,500 (pits of ferrite) Not recommended
Full solution anneal 1,050°C 0 (recrystallised) 17-19 60-65 100% >5 000 najlepších
Vplyv času interkritického žíhania na tvorbu feritu

Teplotná závislosť rýchlosti výroby feritu. Pri dlhšom čase žíhania sa vytvorí viac feritu, ale existuje aj riziko vývoja zrna.

Teplota ( stupeň ) Čas do 5 % feritu (min) Čas do 10 % feritu (min) Čas do 15 % feritu (minúty) Odporúčaný čas na optimálnu regeneráciu od jamiek 750 30 60 120 60-90 minúty 775 15 30 60 30-45 minúty 800 8 15 30 15-20 minúty
825 5 10 20 10-15 min 850 3 5 10 5-8 min
Praktické odporúčania pre interkritické žíhanie citlivých komponentov

Interkritické žíhanie pri 800-825 stupňoch počas 10-20 min. je uskutočniteľným kompromisom pre prípad senzibilizovaných 316 plášťov, ktoré nie je možné plne žíhať v roztoku (napr. z dôvodu montážnych obmedzení, prítomnosti iných metalurgicky citlivých komponentov alebo nákladových obmedzení).

Počiatočný stav Špecifikácia interkritického žíhania Odolnosť proti jamkovej korózii Výsledné zostávajúce riziko senzibilizácie Odporúčané servisné prostredie
Mierne senzibilizované (prax E okrajovo) 800 stupňov/15 minút ochladzovanie vodou Výťažnosť 70-80 % Nízky obsah chloridov<500 ppm <80°C
Stredne senzibilizované (cvičenie E zlyhalo) 810 C, 20 min, zhášanie vodou 75-85% regenerácia Nízkostredné chloridy<300 ppm, <70 C
Silná senzibilizácia (klesanie obilia) 825 stupňov, 20 minút, zhášanie vodou 80-90% regenerácia Mierne (niektoré vlákna) Chloridy<200 ppm, <60°C 
Silne senzibilizované + spracované za studena 800 stupňov, 10 minút, zhášanie vodou 70-80% regenerácia Mierne chloridy<200 ppm, <60°C 
Overenie obnovy medzikritického žíhania

ASTM A262 Practice A (leptanie kyselinou šťaveľovou) je rýchla testovacia metóda na vyhodnotenie zotavenia zo senzibilizácie komponentov podrobených interkritickému žíhaniu. „kroková“ štruktúra (hladké hranice zŕn) znamená úplné zotavenie; „dual“ (zmiešaný krok a priekopa) ukazuje čiastočné zotavenie; „priekopa“ naznačuje pretrvávajúcu senzibilizáciu. E (meď-síran meďnatý-kyselina sírová) ohýbanie. 3. Overenie, či už nedochádza k medzikryštalickému praskaniu. Pokiaľ ide o odolnosť proti pitting, testovanie CPT (ASTM G150) v 1 M NaCl kvantifikuje výťažnosť.

Záver Interkritické žíhanie na obnovu senzibilizovaných 316

Pre citlivé plášte ohrievača z nehrdzavejúcej ocele 316, kde je úplné rozpúšťacie žíhanie nepraktické, interkritické žíhanie pri 800-825 stupňoch počas 10-20 minút premení 10-15 % mikroštruktúry na ferit, ktorý po ochladení redistribuuje chróm z chróm-depletletu na okolitú zónu chromit. obnovenie 75-90% pôvodnej odolnosti proti jamkovej korózii. Výťažnosť je len 45-75% pri nižších teplotách (750-775 stupňov); teploty nad 850 stupňov udržujú feritové výstuhy, ktoré sú tiež citlivé na jamky. Keď sa senzibilizované komponenty 316 nájdu v prevádzke, inžinieri môžu požiadať o interkritické žíhanie ako záchrannú terapiu. Prijatie sa hodnotí podľa ASTM A262 Practice A (kroková štruktúra). Avšak iba úplné rozpúšťacie žíhanie pri 1040-1060 stupňoch a ochladzovanie vodou poskytne 100% regeneráciu a odstráni všetku senzibilizáciu. Tu opísaný rámec poskytuje nákupcom spôsob, ako vybrať najlepšie záchranné tepelné spracovanie pre senzibilizované 316 plášte koreláciou medzikritickej teploty žíhania s feritovou frakciou, redistribúciou chrómu a obnovením odolnosti voči jamkovej korózii.