برای بازیابی خواص مونل 400 پس از جوشکاری چه نوع عملیات حرارتی لازم است؟
پس از جوشکاری Monel 400 که یک آلیاژ نیکل-مس با محلول جامد تک فاز است، فرآیند جوشکاری تنشهای پسماند، سخت شدن کار بالقوه و ناهمگونیهای ریزساختاری محلی را در ناحیه متاثر از حرارت (HAZ) و فلز جوش معرفی میکند. این عوامل می توانند شکل پذیری، چقرمگی و مقاومت در برابر خوردگی را کاهش دهند و ممکن است خطر ترک خوردگی و تغییر شکل ناشی از تنش را افزایش دهند. برای بازیابی خواص مکانیکی و کاهش تنشهای پسماند، عملیات حرارتی استاندارد و توصیهشده، عملیات بازپخت کامل است که به عنوان آنیلینگ تنشزدایی یا آنیل محلول نیز شناخته میشود، با کنترل دقیق دما، زمان نگهداری و روش خنکسازی.
1. دمای عملیات حرارتی و زمان نگهداری
دمای آنیل بهینه برای اجزای جوش داده شده Monel 400 870 درجه تا 980 درجه (1600 درجه فارنهایت تا 1800 درجه فارنهایت) است.
زمان نگهداری به ضخامت قطعه کار بستگی دارد: برای هر 25 میلیمتر ضخامت مقطع، زمان نگهداری 1 ساعت در هر اینچ (25.4 میلیمتر) معمولاً توصیه میشود، با حداقل زمان نگهداری 15 دقیقه برای اطمینان از گرمایش یکنواخت در سراسر قطعه و کاهش استرس کامل.
دماهای کمتر از 870 درجه برای از بین بردن کامل تنش های پسماند و نرم کردن ریزساختار سخت شده کافی نیستند، در حالی که دمای بیش از 980 درجه ممکن است باعث درشت شدن دانه شود که استحکام مکانیکی و مقاومت در برابر خوردگی را مختل می کند.
2. روش خنک کننده
پس از خیساندن در دمای مورد نظر، قطعه باید با خنکسازی سریع هوا یا خنکسازی سریع کنترلشده به جای خنکسازی آهسته کوره خنک شود.
خنکسازی سریع رسوب ترکیبات بین فلزی و کاربیدها را در مرز دانهها سرکوب میکند، که در غیر این صورت شکلپذیری و مقاومت در برابر خوردگی را کاهش میدهد.
خاموش کردن آب معمولاً برای قطعات ضخیم یا پیچیده توصیه نمی شود، زیرا ممکن است باعث ایجاد تنش های حرارتی جدید و ایجاد اعوجاج یا ترک شود. برای اکثر سازه های مونل 400 جوش داده شده، خنک کردن هوای اجباری روش ارجح و ایمن است.
3. توابع اصلی این عملیات حرارتی
تنشهای پسماند جوشکاری را کاهش دهید: تنشهای داخلی ایجاد شده در طول چرخه حرارتی جوشکاری را حذف میکند و احتمال اعوجاج، ترکخوردگی و ترک خوردگی ناشی از تنش را کاهش میدهد.
ریزساختار سخت شده را نرم کنید: سخت شدن کار و سخت شدن حرارتی در فلز جوش و منطقه تحت تأثیر حرارت{0}} معکوس می شود و شکل پذیری و چقرمگی ذاتی آلیاژ را بازیابی می کند.
تثبیت ریزساختار: ساختار آستنیتی تک فاز یکنواخت را حفظ می کند، از بارش مضر فاز دوم جلوگیری می کند و مقاومت عالی Monel 400 را در برابر آب دریا، اسید هیدروفلوئوریک و سایر محیط های خورنده حفظ می کند.
4. نکات اضافی
Monel 400 در طول گرمایش یا سرمایش تغییر فاز نمی دهد، بنابراین عملیات خاموش کردن و تمپر که معمولاً برای فولادهای کربنی و کم آلیاژ استفاده می شود، قابل اجرا نیستند. عملیات حرارتی پس از جوشکاری فقط برای قطعاتی که در معرض بارهای مکانیکی بالا، محیطهای خورنده یا الزامات پایداری ابعادی دقیق هستند، ضروری است. برای کاربردهای غیر بحرانی و با تنش کم، عملیات حرارتی پس از جوشکاری را می توان بر اساس مشخصات طراحی و شرایط سرویس حذف کرد.
