Limitele razei de curbură de formare din oțel inoxidabil duplex, înapoi elastic și efecte de lucru la rece

Oțel inoxidabil duplexpoate fi format, dar este mai puțin îngăduitor decât 316L: utilizați raze minime de îndoire mai mari (aproximativ 2x grosime pentru 2205, 2,5-3x pentru 2507), așteptați-vă la mai multă elasticitate datorită limitei de curgere mai mare și controlați cu atenție lucrul la rece deoarece crește rezistența, dar poate reduce duritatea și marja de coroziune dacă este exagerat. Formarea grea la rece trebuie urmată de o recoacere în soluție.

Într-o singură propoziție: duplexul se formează ca un plan mai puternic, mai elastic, mai puțin ductil al inoxidabilului austenitic - pentru raze mai mari, mai mult îndoire pentru a învinge backback-ul și o recoacere post-după o muncă severă la rece.

Recomandări cheie

• Raza minimă de îndoire la rece: aproximativ 2x grosime (t) pentru 2205, 2,5-3x t pentru super duplex 2507 - aproximativ dublu față de 1x t tipic pentru 316L.
• Springback este mai mare decât clasele austenitice: duplexul revine mai mult datorită randamentului său mai mare (450 MPa vs ~170-310 MPa pentru 316L). Îndoiți unghiul țintă pentru a compensa.
• Prelucrarea la rece crește rezistența la curgere/la tracțiune și duritatea, dar scade și ductilitatea și rezistența la impact - limitează lucrul la rece și recoacerea după formare severă.
• Lucrările de ferită-se întăresc mai repede decât austenita; lucru la rece excesiv plus încălzirea ulterioară în banda de 600-900 de grade C riscă faza sigma. Păstrați ferita în 35-65%.
• Formarea la cald trebuie efectuată deasupra intervalului de recoacere a soluției-(aproximativ 1000-1100 de grade C pentru 2205) urmată de stingere rapidă - nu se răcește niciodată încet prin zona de pericol sigma.
• După formare grea la rece sau la cald, o soluție de recoacere + călire restabilește rezistența la coroziune și microstructura duplex echilibrată.

Ce face ca oțelul inoxidabil duplex să fie diferit de formă?

Duplexul este un amestec de aproximativ 50/50 de ferită și austenită, ceea ce îi conferă rezistență ridicată și rezistență bună la coroziune, dar și ductilitate mai mică și revenire la elasticitate mai mare decât 316L complet austenitic -, astfel încât formarea necesită raze mai mari și mai multă forță.

Jumătatea feritică face duplexul mai puternic și mai rigid; jumatatea austenitica confera ductilitate si tenacitate. Împreună, ele formează un material care rezistă la deformare mai mult de 316 L, se retrage mai mult după îndoire și lucrul-se întărește ușor. Planificatorii de proces trebuie să țină cont de aceste trei trăsături: razele de îndoire mai mari, îndoirea excesivă pentru întoarcere elastică și controlul atent al-nivelului de lucru la rece.

Care sunt limitele minime ale razei de curbură?

Folosiți raze minime de îndoire conservatoare: aproximativ 1,5-2x grosime (t) pentru 2205 într-o îndoire de 90 de grade (2-3x t pentru coturi strânse de 180 de grade) și aproximativ 2,5-3x t pentru super duplex 2507. Acestea sunt aproximativ de două ori mai mari decât ~1x t obișnuit pentru 316L.

Raza de îndoire este măsurată până la suprafața interioară. Razele mai strânse riscă crăparea fibrei exterioare (partea tensionată) și întărirea excesivă. Valorile de mai jos sunt îndrumări practice ale industriei pentru îndoirea la rece; limitele exacte depind de grosimea peretelui, metodă (presă frână, ruliu, tragere rotativă) și temperatură.

De ce duplexul se retrage mai mult de 316L?

Springback este recuperarea elastică a unei îndoiri după ce sarcina este îndepărtată. Deoarece duplexul are o limită de curgere mult mai mare (aproximativ 450 MPa față de 170-310 MPa pentru 316L), o parte mai mare a deformației este elastică și se recuperează - astfel încât îndoirile duplexului se răstoarnă mai mult și necesită supraîndoire deliberată.

Respingerea elastică este determinată de raportul dintre forța de curgere și modul. Randamentul duplex este mai mare, în timp ce modulul său de elasticitate este similar cu al altor oțeluri, astfel încât o secțiune mai mare a îndoirii este „elastică” și revine. Practic, unghiul de presă-frână sau matriță trebuie setat mai jos (îndoit) decât ținta, astfel încât recul să aterizeze pe unghiul dorit.

Cea mai bună practică: faceți o îndoire de probă pe materialul tăiat, măsurați revenirea și blocați unghiul matriței corectat înainte de producție.

Cum afectează lucrul la rece oțelul inoxidabil duplex?

Prelucrarea la rece (îndoire, rulare, întindere) întărește duplexul prin călirea prin lucru - curgerea și creșterea la tracțiune și creșterea durității -, dar reduce și ductilitatea, rezistența la impact și poate reduce marja de coroziune dacă este transportată prea departe sau este urmată de o încălzire necorespunzătoare.

Efecte mecanice

Limita de curgere de 2205 poate crește de la 450 MPa la 550-650 MPa după o muncă grea la rece.

Duritatea crește; ductilitatea (alungirea) și scăderea tenacității la impact Charpy.

Lucrarea cu ferită-se întărește mai repede decât austenita, astfel încât echilibrul de fază se deplasează către un comportament mai dur și mai puțin dur.

Efecte de coroziune

Lucrarea la rece moderată, în general, nu dăunează rezistenței la stropire și poate ajuta chiar ușor la stresul de compresiune la suprafață.

Lucrările intense la rece și expunerea ulterioară la 300-900 de grade C (de exemplu, sudare, uscare sau eliberare de stres) ridică riscul fazei sigma, deoarece ferita deformată este mai predispusă la precipitații.

Dacă lucrul la rece depășește aproximativ 10-15% (o regulă generală obișnuită pentru servicii critice), specificați o soluție de recoacere după formular pentru a restabili proprietățile.

Regula generală: formarea ușoară (coduri cu rază mică, deformare redusă) este bine așa cum s-a{0}}format; formarea severă la rece trebuie urmată de recoacere prin soluție + stingere.

Formare la rece vs formare la cald

Alegeți formarea la rece pentru secțiuni subțiri și coturi moderate (mai rapide, mai ieftine, fără scară); alegeți formarea la cald pentru plăci groase, raze strânse sau forme complexe, efectuată peste temperatura de recoacere a soluției-și stins imediat.

Tratament termic după formare

După formare grea la rece sau la cald, efectuați o recoacere cu soluție la aproximativ 1020-1100 grade C (2205) sau 1050-1150 grade C (2507) urmată de stingere rapidă - aceasta dizolvă orice faze precipitate, restabilește rezistența la 35-65% la coroziune ferită și austenită. Nu eliberați niciodată stresul în banda de 600-900 de grade C.

• Lucrări ușoare la rece (deformare redusă): adesea acceptabilă-așa cum s-a format, dar verificați duritatea pentru serviciu.
• Lucrări grele la rece / formă la cald: recoacere în soluție obligatorie + călire.
• După recoacere: decaparea/pasivarea restaurează pelicula pasivă bogată-crom.
• Confirmați conținutul de ferită (35-65%) și, pentru părțile critice, impactul Charpy după tratament.

Duplex vs 316L vs oțel carbon: comparație de formare

Pentru formabilitate: oțelul carbon este cel mai ușor, următorul 316L, cel mai dur duplex (raza cea mai mare, cea mai elastică). Pentru rezistență-pentru a-greutate după formare, duplex câștigă. Alegeți gradul de serviciu, apoi planificați metoda de formare în jurul limitelor sale.

Întrebări frecvente

Î: Care este raza minimă de îndoire pentru Duplex 2205?

R: Aproximativ 1,5-2 ori grosimea pentru o curbă la rece de 90 de grade și de 2-3 ori grosimea pentru coturi strânse de 180 de grade. Super duplex 2507 are nevoie de aproximativ 2,5-3 ori grosimea. Acestea sunt aproximativ duble față de ~1x grosimea tipică pentru 316L.

Î: De ce din duplex inoxidabil se ridică înapoi mai mult de 316L?

R: Duplexul are o limită de curgere mult mai mare (aproximativ 450 MPa față de 170-310 MPa pentru 316L), astfel încât o parte mai mare a îndoirii este elastică și se recuperează după descărcare. Planificați o supraîndoire intenționată și verificați cu o parte de probă.

Î: Lucrul la rece dăunează rezistenței la coroziune duplex?

R: Munca la rece moderată, de obicei, nu dăunează rezistenței la gropi. Riscul este munca grea la rece, urmată de încălzire în intervalul 600-900 grade C, care poate precipita faza sigma. După formare severă la rece, recoacere cu soluție + stingere pentru a restabili rezistența la coroziune.

Î: Trebuie să recoace duplex după formare?

R: Numai după lucrări grele la rece sau după formare la cald. Îndoirile ușoare sunt adesea acceptabile ca-formate, dar părțile critice sau cu secțiune-groasă trebuie să fie recoacete prin soluție-(1020-1100 grade C pentru 2205) și stinsă.

Î: Duplexul poate fi format la cald ca oțelul carbon?

R: Da, dar fereastra de temperatură este mai strânsă: se formează peste aproximativ 1000-1100 de grade C și se stinge imediat. Evitați răcirea lentă prin zona de pericol sigma de 600-900 grade C și apoi detartrați + murături.

Î: Duplexul este mai greu de format decât 316L?

A: Da. Are nevoie de raze de îndoire mai mari, mai multă forță de îndoire și mai multă compensare a returului elastic decât 316L, dar oferă aproximativ de două ori mai multă rezistență, permițând pereți mai subțiri în partea finală.

Concluzie

Oțelul inoxidabil duplex se formează cu succes atunci când respectați trei fapte: are nevoie de raze de îndoire mai mari decât 316L (aproximativ 2x t pentru 2205, 2,5-3x t pentru 2507), se întoarce mai mult din cauza randamentului său mai mare, iar lucrul la rece îl întărește, dar poate afecta duritatea și marja de coroziune dacă este exagerat. Formarea grea la rece sau la cald ar trebui să se încheie cu o recoacere în soluție și stingere.

Regula generală: planificați raze mai mari, îndoiți pentru a învinge înapoi, limitați și curățați lucrările grele la rece și nu eliberați niciodată{0}}de stres în banda de 600-900 de grade C. Cu aceste controale, duplexul oferă aproximativ de două ori mai mult decât 316L într-o piesă formată care încă rezistă la coroziunea clorură.