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Tubo de aço duplex é um material de aço inoxidável contendo uma estrutura bifásica de ferrita e austenita, com uma razão de fase típica de cerca de 50:50. Essa estrutura bifásica combina alta resistência com boa resistência à corrosão e é amplamente utilizada em ambientes de alta corrosão e estresse, como petróleo e gás, indústria química e engenharia marinha. Notas comuns, como UNS S31803 e S32205, são extremamente sensíveis aos processos de trabalho a quente devido à sua estrutura metalúrgica especial.
Características do processo de formação a quente do tubo de aço duplex
A formação a quente refere -se ao processo de aquecimento do tubo de aço a uma temperatura alta e depois formá -lo através de um molde. Para aço inoxidável duplex, a temperatura de formação a quente é geralmente controlada entre 1100 ° C e 1250 ° C. Dentro dessa faixa de temperatura, o material tem boa plasticidade e é fácil de formar. No entanto, há também o risco de mudança de fase, o agravamento da estrutura e a precipitação de fases nocivas, especialmente quando a alta temperatura permanece por muito tempo.
Se o controle de resfriamento não for apropriado durante o processo de formação a quente, pode levar a um aumento na fase de ferrite, uma diminuição na fase de austenita e até na formação de fases quebradiças, como fase σ (fase sigma) e fase χ (fase Chi), que enfraquecerão seriamente a resistência à resistência e corrosão do material.
Definição e propósito do tratamento da solução
O tratamento da solução refere -se ao aquecimento do material a uma temperatura apropriada (geralmente 1020 ° C a 1100 ° C), mantendo -o quente por um certo período de tempo e depois resfriando -o rapidamente, de modo que as fases prejudiciais previamente precipitadas são dissolvidas na matriz de austenita e uma estrutura duplex uniforme é obtida.
Os principais propósitos deste tratamento incluem:
Restaurar a relação padrão de austenita/ferrita;
Dissolver compostos intermetálicos prejudiciais, como fase σ e χ, precipitados durante o trabalho quente;
Refinar os grãos e melhorar as propriedades mecânicas gerais;
Melhorar a resistência a corrosão e corrosão por estresse;
Restaure a resistência e a ductilidade do material.
O tratamento da solução é necessário após a formação a quente de tubos de aço duplex?
Se o tratamento da solução é necessário deve ser determinado com base nos parâmetros específicos do processo da formação a quente:
Caso 1: Controle de temperatura de formação quente razoável e velocidade de resfriamento rápido
Se a temperatura de formação a quente for estritamente controlada entre 1100 e 1200 ° C, o tempo de aquecimento é curto e o resfriamento rápido (como resfriamento de ar ou resfriamento de água) é realizado imediatamente após a formação, a precipitação de fases prejudiciais poderá ser evitada. Nesse caso, a fase de austenita pode ser regenerada espontaneamente a uma proporção razoável, e o tratamento adicional da solução pode não ser necessário.
Aplicável a produtos com espessura fina de parede, pequenas alterações geométricas e deformação de pequenas formas, como cotovelos, seções curtas, redutores, etc.
Caso 2: A temperatura de formação quente é muito alta ou o tempo de retenção é muito longo
Se a temperatura de formação a quente for superior a 1250 ° C, ou o tempo de retenção em alta temperatura exceder 10 minutos, é muito fácil causar grãos de grãos, formação de fase σ e estrutura desigual. Especialmente no processo de formação a quente com grande espessura da parede ou grande deformação, esse tipo de mudança organizacional é difícil de reparar pelo resfriamento natural, e o tratamento subsequente da solução deve ser usado para restaurar o estado organizacional ideal.
Aplicável às principais áreas de aplicação, como acessórios de tubos de paredes grossas, vasos de pressão, flanges e peças forjadas em forma especial.
Caso 3: resfriamento natural ou resfriamento lento após a formação quente
O resfriamento natural ou o resfriamento lento (especialmente o resfriamento no forno) pode facilmente fazer com que a organização permaneça na zona de temperatura de 850 ° C - 950 ° C por muito tempo. Esta zona de temperatura é uma área altamente sensível para a formação da fase σ, e o tratamento da solução é indispensável. Deve ser reaquecido acima de 1050 ° C para dissolução completa.
Requisitos de especificação de processo para tratamento de solução
O processo de tratamento da solução deve cumprir estritamente os seguintes requisitos do processo:
Controle da taxa de aquecimento: impedir rachaduras na diferença de temperatura;
Temperatura da moradia: 1050 ° C a 1100 ° C;
Tempo da carcaça: depende da espessura da parede, geralmente de 15 a 30 minutos para cada espessura da parede de 25 mm;
Método de resfriamento: extinção da água ou resfriamento rápido de ar para garantir que ele não permaneça na zona de formação de fase σ;
Teste subsequente: A análise metalográfica ou o método de indução magnética é usada para confirmar que a taxa de fase atende ao padrão.
Para garantir a qualidade do produto, é recomendável implementar as cláusulas de tratamento térmico em padrões internacionais como ASTM A240, ASME SA789 e EN 10088.
O tratamento da solução melhora o desempenho dos tubos de aço duplex
O tratamento da solução após a formação a quente pode melhorar significativamente as seguintes propriedades:
Índice de Resistência de Poting Melhorado (PreN);
Resistência aprimorada ao estresse de cloreto rachaduras de corrosão;
Melhorou significativamente o alongamento e a resistência ao impacto;
Vida útil prolongada e risco de falha reduzida;
Melhor desempenho geral da soldagem e estabilidade estrutural.
Para exigir projetos de engenharia, como oleodutos de transmissão submarinos, trocadores de calor da água do mar, vasos de pressão de refinaria, etc., o tratamento da solução é um link de garantia de qualidade necessário.
