Ploča od nehrđajućeg čelika: Objašnjenje vruće valjane naspram hladnovaljane, dekapirane naspram žarene

Ploča od nehrđajućeg čelikaspecifikacije rutinski navode metodu valjanja i stanje završne obrade jedan pored drugog - "vruće valjano, žareno i dekapirano" ili "hladno valjano, 2B" -, a kupci koji nisu upoznati s terminologijom često te dvije oznake tretiraju kao međusobno zamjenjive. Oni opisuju dvije različite faze proizvodnje. Metoda valjanja (toplo ili hladno) određuje kako se ploča smanjuje na debljinu i koje mehaničke i dimenzionalne karakteristike rezultiraju.

Dekapiranje i žarenje opisuju toplinsku-obradu i korak-čišćenja površine koji može slijediti oba puta valjanja. Određivanje pogrešne kombinacije može značiti plaćanje za tolerancije ili kvalitetu površine koja projektu nije potrebna, ili nedovoljno-određivanje dijela koji kasnije ne zadovoljava zahtjeve ravnosti, korozije ili oblikovanja. Ovaj vodič razdvaja dvije varijable, uspoređuje ih jednu pored druge s kriterijima ASTM A240 i ASTM A480 i daje jednostavan okvir za odabir između njih.

Koja je razlika između toplo valjane i hladno valjane ploče od nehrđajućeg čelika?

Vruće valjani (HR) i hladno valjani (CR) opisuju temperaturu na kojoj se čelik reducira do konačne debljine, a ta pojedinačna varijabla uzrokuje gotovo svaku daljnju razliku u teksturi površine, toleranciji, čvrstoći i cijeni.

Postupak vrućeg valjanja

Kontinuirano{0}}lijevana ploča ponovno se zagrijava na otprilike 1100–1250 stupnjeva - znatno iznad temperature rekristalizacije legure - i prolazi kroz niz valjačkih postolja koji je reduciraju na ciljnu debljinu dok se struktura zrna kontinuirano rekristalizira. Budući da je metal mekan i plastičan na ovoj temperaturi, velika smanjenja debljine postižu se u relativno malo prolaza, što čini vruće valjanje ekonomičnim za deblje dijelove. Kompromis je gruba, siva-crna oksidna ljuska na površini i slabija kontrola konačne debljine i ravnosti.

Postupak hladnog valjanja

Hladno valjanje počinje od vruće-valjanog, žarenog i dekapiranog svitka i dalje se smanjuje na ili blizu sobne temperature, ispod temperature rekristalizacije. Budući da se hladna metalna obrada-stvrdnjava dok se deformira, hladna redukcija zahtijeva mnogo laganih prolaza umjesto nekoliko teških, s međužarenjima za vraćanje rastezljivosti između prolaza na višim-planovima redukcije. Proces je sporiji i zahtijeva više energije- i kapitala-po toni, ali proizvodi glatkiju površinu, manje tolerancije debljine i ravnosti te skromno povećanje čvrstoće od zadržanog hladnog rada.

Vrijedi se izravno pozabaviti čestom točkom zabune: prema ASTM A480/A480M, pojmovi "list", "traka" i "ploča" definirani su prvenstveno debljinom i širinom, a ne metodom valjanja. Plosnati proizvod debljine ispod otprilike 3/16 in. (4,76 mm) klasificira se kao lim ili traka i normalno je hladno valjan; plosnati proizvod te debljine ili veće klasificira se kao ploča i obično se proizvodi vrućim valjanjem. U komercijalnoj upotrebi, međutim, "hladno valjani lim" široko je korišten trgovački izraz za hladno-smanjenu ravnu zalihu - obično 2B, BA ili 2D završni materijal - koji se isporučuje u debljinama do otprilike 1/4 inča (6,35 mm) za spremnike, ploče uređaja i arhitektonske radove. Kupci bi trebali sa svojim dobavljačem potvrditi odnosi li se "hladno valjana ploča" u ponudi na stvarnu ASTM-definiranu ploču ili na hladno valjani-lim težeg{19}}promjera, budući da se primjenjiva tablica tolerancija razlikuje za to dvoje.

Tablica 1. Opće karakteristike toplovaljane-nasuprot hladno{2}}valjane nehrđajuće ploče. Rasponi su tipična mlinska praksa; potvrdite točne brojke u odnosu na specifično izdanje ASTM A480/A480M i list sa specifikacijama proizvoda koji je na snazi ​​za narudžbu.

Što znači "kiseljeno i žareno" za ploču od nehrđajućeg čelika?

"Luženje i žarenje" (i blisko povezani vruće{0}}valjani pojmovi HRAP i HRPO) opisuje toplinsku-obradu i kemijsko-korak čišćenja koji se primjenjuje nakon valjanja - nije metoda valjanja sama po sebi - i to je ono što ploči vraća otpornost na koroziju i priprema površinu za izradu.

Žarenje

Pošto-valjana nehrđajuća ploča, posebno vruće{1}}valjana ploča, izlazi iz tvornice s unutarnjim naprezanjem i zrnatom strukturom koja nije optimizirana za rastezljivost ili otpornost na koroziju. Žarenjem se ploča ponovno zagrijava do-temperature obrade (obično 1010–1120 stupnjeva za uobičajene austenitne stupnjeve kao što su 304/304L i 316/316L) i drži je dovoljno dugo da se otope karbidi i homogenizira mikrostruktura, a zatim se dovoljno brzo ohladi - obično gašenjem vodom ili brzim hlađenjem zrakom na kontinuiranoj liniji - kako bi se spriječilo taloženje kromovih karbida na granicama zrna. Ispravno žarena ploča je mekana, duktilna i bez osjetljivosti koja može dovesti do interkristalne korozije u kasnijem zavarivanju ili servisiranju.

Kiseljenje

I vruće valjanje i žarenje stvaraju oksidnu ljusku na površini, a sloj osnovnog metala neposredno ispod te ljuske osiromašen je kromom, što lokalno slabi otpornost na koroziju. Dekapiranje uranja ili prska ploču u kiselu kupelj - obično miješanu dušikovu-otopinu fluorovodične kiseline - koja otapa kamenac i sloj-osiromašen kromom ispod njega, izlažući čisti metal koji može ponovno-formirati puno{6}}pasivni krom-oksidni film u kontaktu sa zrakom. Dekapiranje prema ASTM A380 industrijski je-standardna metoda za vraćanje pasivizacije nakon vrućeg rada; također lagano čini površinu hrapavom u usporedbi s neobrađenom ili svijetlo{11}}žarenom završnom obradom.

Zašto su dva koraka uvijek upareni

Žarenje bez dekapiranje ostavlja kamenac i sloj-osiromašen kromom na površini, tako da ploča ne postiže svoju nazivnu korozijsku učinkovitost iako su njezina mehanička svojstva ispravna. Kiseljenje bez žarenja ne utječe na strukturu zrna ili unutarnje naprezanje. Iz tog razloga, certifikati tvornice za standardne robne ploče navode žarenje i dekapiranje zajedno, a kombinacija se primjenjuje na vruće{3}}valjanu ploču (proizvodnja HRAP/HRPO, ASTM završna obrada br.. 1) i hladno-valjane zavojnice (proizvodna završna obrada br.. 2D, ili br. 2B kada konačni prolaz kože slijedi dekapiranje).

Kako se toplo valjana i hladno valjana ploča razlikuju u mehaničkim svojstvima?

I toplo{0}}valjana i hladno{1}}valjana austenitna ploča mora zadovoljiti istu tablicu minimalnih mehaničkih svojstava ASTM A240/A240M za određeni stupanj kada se isporučuje u standardnom žarenom stanju; hladno{4}}valjani 2B materijal obično se nalazi bliže gornjem kraju tog raspona jer konačni prolaz kože ostavlja malu količinu zadržanog hladnog rada, ali se ne prodaje na zasebnoj, višoj tablici svojstava.

ASTM A240 minimalna mehanička svojstva - uobičajeni stupnjevi, žareno stanje

Tablica 2. Minimalna mehanička svojstva prema ASTM A240/A240M za uobičajene vrste austenitnih ploča u žarenom stanju. Ovi minimumi vrijede bez obzira je li ploča bila toplo ili hladno valjana; uvijek provjerite prema trenutnom izdanju A240/A240M i izvješću o ispitivanju mlina (MTR) za specifičnu toplinu.

U praksi, hladno{0}}valjana 2B ploča često se ispituje malo iznad ovih minimuma na granicu razvlačenja jer lagani prolaz (koža) nakon žarenja uvodi malu, kontroliranu količinu deformacijskog otvrdnjavanja, dok se potpuno vruće{2}}valjana-i-žarena ploča - koja ne podliježe naknadnoj hladnoj redukciji - ispituje bliže žarenoj osnovna linija. Nijedan uvjet ne mijenja otpornost legure na koroziju, koja je uvjetovana kemijskim sastavom (sadržaj kroma, molibdena, dušika, izražen kao PREN) i time koliko je pasivni sloj obnovljen tijekom luženja, a ne putem valjanja.

Koje su površinske obrade dostupne na HR naspram CR ploče?

Vruće{0}}valjani lim obično se isporučuje kao ASTM A480 No. 1 završna obrada, dok hladno-valjani proizvod pokriva raspon od dosadnog No. 2D preko-opće namjene No. 2B do svijetle, zrcalne-poput BA završne obrade, a svaki je definiran svojim proizvodnim putem, a ne jednim vizualnim opisom.

Tablica 3. Završne obrade površine mlina koje se obično specificiraju na ploči i limu od nehrđajućeg čelika prema ASTM A480/A480M. Mehanički polirani završni slojevi (No. 3, No. 4, No. 8, HL) proizvode se naknadno brušenjem ili poliranjem i mogu se nanijeti preko HR ili CR baze.

Kako se uspoređuju raspon debljine i tolerancija dimenzija?

Hladno{0}}valjani materijal ima strože tolerancije debljine, širine i ravnosti od vruće{1}}valjane ploče usporedive veličine, što je glavni praktični razlog zbog kojeg proizvođači plaćaju premiju za dijelove s-pristajanjem ili kozmetičkim zahtjevima.

ASTM A480/A480M objavljuje zasebne tablice tolerancija za vruće-valjane ploče i za hladno-valjane limove i ploče. Tolerancije vruće-valjane ploče skaliraju se s debljinom i širinom i općenito se izražavaju u širim pojasima jer vruća mlin ima manje preciznu kontrolu nad konačnim promjerom i jer toplinska kontrakcija tijekom hlađenja uvodi dodatnu varijabilnost.

Hladno{0}}tolerancije su strože u usporedivim rasponima debljina, a hladno{1}}valjani kolut često se zateže-nivelira kao završni korak posebno kako bi se zadovoljile plosnate oznake koje vruće{3}}valjane ploče ne mogu ekonomično postići bez posebnog postupka izravnavanja ili brušenja. Za projekte sa zahtjevima za strojnu-strojnu-toleranciju, oblikovanje ili-zavareni{6}}montažni-odgovarajući-određivanje hladno-valjane - ili vruće-valjane ploče koja je izravnana i strojno obrađena na veličinu - obično je troškovno-učinkovitije od pokušaja održavanja uskih tolerancija izravno s vruće valjaonice.

Je li hladno valjani lim skuplji od toplo valjanog?

Da. Hladno{1}}valjani nehrđajući čelik obično košta više po toni od vruće{2}}valjanog nehrđajućeg čelika istog razreda, općenito u rasponu primjetne dvo-znamenkaste postotne premije, ovisno o debljini, završnoj obradi i tržišnim uvjetima, jer put hladno-redukcije zahtijeva znatno više koraka obrade i strožu kontrolu procesa.

Razlika u troškovima proizlazi iz nekoliko faktora složenosti: hladno valjanje zahtijeva više laganih prolaza umjesto nekoliko teških, trošeći više strojnog vremena po toni; veći-redukcioni rasporedi zahtijevaju međužarenje između prolaza; svijetlo žarenje i više{1}}niveliranje napetosti dodaju kapitalno-intenzivne korake procesa; a strože tolerancije dimenzija i površinske-kvalitete povezane s hladno-valjanim proizvodima zahtijevaju detaljniju-provjeru procesa i veće stope škarta/prerade kada su izostavljene tolerancije.

Kupci bi trebali odvagnuti ovu premiju prema stvarnim funkcionalnim zahtjevima - navođenje CR ili BA završne obrade za komponentu koja će biti obojana, izolirana ili na neki drugi način skrivena od pogleda i nema čvrstu-tolerancijsku spojnu površinu čest je izvor troškova koji se mogu izbjeći u popisu materijala.

Što biste trebali odabrati - HR, CR ili Pickled & Annealed - za svoju primjenu?

Uskladite stanje ploče s važećim zahtjevima dijela - strukturalnog presjeka i debljine, tolerancije dimenzija, izgleda površine ili otpornosti na koroziju - radije nego da postavite najvišu-opciju završne obrade, jer svaki dodatni korak obrade povećava troškove bez nužnog poboljšanja performansi za taj zahtjev.

Tablica 4. Smjernice za odabir usklađivanja uobičajenih pokretačkih programa aplikacije sa stanjem ploče. Uvijek potvrdite određenu ASTM A240/A480 završnu obradu i oblačić tolerancije na narudžbenici i izvješću o ispitivanju mlina.

Često postavljana pitanja

Q: Je li ploča od nehrđajućeg čelika uvijek toplo valjana?

A: Ne. Materijal debljine otprilike 3/16 inča (4,76 mm) klasificira se kao "ploča" prema ASTM A480 i najčešće je toplo valjan, ali linije za hladno{6}}redukciju također isporučuju teži{7}}hladno{8}}valjani materijal - koji se često prodaje kao "hladno valjana ploča" - do otprilike 1/4 inča. (6,35 mm) za spremnike, uređaje i arhitektonsku upotrebu. Potvrdite stvarnu rutu kotrljanja i primjenjivu tablicu tolerancija s dobavljačem umjesto da pretpostavljate samo na temelju riječi "ploča".

Q: Čini li hladno valjanje nehrđajući čelik jačim od vrućeg valjanja?

A: Marginalno i samo ako je prolaz kože ostavljen u konačnom stanju. Lagani prolaz nakon žarenja (stvarajući završnu obradu No. 2B) uvodi malu količinu zadržanog hladnog rada koji podiže granicu tečenja nešto iznad potpuno žarene osnovne linije, ali i vruće{2}}valjana i hladno-valjana ploča moraju zadovoljiti istu tablicu minimalnih svojstava ASTM A240 za stupanj - hladno valjanje nije zamjena za specificirano hladna-narav.

Q: Koja je razlika između kiseljenja i pasiviranja?

A: Dekapiranje (ASTM A380) koristi kiselinu za uklanjanje kamenca i metalnog sloja -osiromašenog kroma ispod njega, izlažući osnovni metal koji zatim stvara vlastiti pasivni film pri izlaganju zraku. Pasivacija (ASTM A967) obično je zasebna, blaža obrada kiselinom ili limunskom kiselinom koja se primjenjuje nakon proizvodnje kako bi se uklonila kontaminacija slobodnim željezom - od rezanja, brušenja ili rukovanja - i pospješilo stvaranje pasivnog filma na već-čistoj površini. Mlin-isporučena ploča je ukiseljena; pasivizacija je obično korak proizvođača ili krajnjeg-korisnika koji se izvodi nakon strojne obrade ili zavarivanja.

Q: Može li se toplo{0}}valjani lim nakon-hladno valjati?

A: Nije ekonomično za samu osnovnu ploču, ali mehanički polirana završna obrada (Ne. 3, Ne. 4 ili Ne. 8) može se primijeniti na vruće-valjanu, dekapiranu površinu ploče, a to je uobičajena praksa za arhitektonske dijelove i-dodirne dijelove s hranom izrađene od materijala veće debljine koje bi inače mogla isporučiti samo hladno-valjana zavojnica.

Q: Koji uvjet trebam navesti ako još nisam siguran?

A: Za debljinu od ili veću od 3/16 in. bez čvrste ravnosti ili kozmetičkih zahtjeva, specificirajte vruće valjane, žarene i dekapirane prema ASTM A240/A480, br. 1 završni sloj. Za tanje debljine, usku toleranciju ili vidljive površine, navedite hladno valjanu, žarenu i dekapiranu, No. 2B završnu obradu kao zadanu opću-namjenu i prijeđite na 2D, BA ili poliranu završnu obradu samo ako to izričito zahtijeva aplikacija.