Обработка нержавеющей стали: Укрощение нержавеющей стали – Журнал «Твердый сплав»

alexxlab | 12.06.1990 | 0 | Разное

Содержание

Укрощение нержавеющей стали – Журнал «Твердый сплав»

Новые технологии резки помогают преодолеть трудности механической обработки

Нержавеющую сталь начали обрабатывать с начала 1900-х годов, однако, и по сей день этот процесс представляет трудности.

«Самая главная трудность заключается в том, что производители традиционно обрабатывали нержавеющую сталь на малых скоростях, – отмечает Стив Джейсел, старший менеджер по продукции канадской компании Iscar Tools, расположенной в г. Оквилл. – Параметры резания были не столь агрессивны, как при обработке углеродистой и легированной марок стали, и производительность оставалась невысокой. Сегодня компании ищут более быстрые и экономичные способы повышения производительности. Производители режущего инструмента зачастую слышат пожелания по увеличению скорости, оптимизации контроля стружкоудаления, достижению наилучшего качества резки и сокращению общего времени на изготовление детали».

Механическая обработка нержавеющей стали сопряжена с тремя основными проблемами: стружкоудаление, деформационное упрочнение и ресурс режущей пластины. В то же время нужно помнить, что в зависимости от содержания никеля и хрома различные виды нержавеющей стали могут иметь разную обрабатываемость.

Основными видами нержавеющей стали являются аустенитная, ферритная/мартенситная/дисперсионно-твердеющая и дуплексная (аустенинто-ферритная) сталь.

«Аустенитные сплавы обладают высоким содержанием никеля, что повышает их прочность и вероятность образования нароста на режущей кромке», – поясняет Курт Людкинг, менеджер по токарному инструменту компании Walter USA, г. Уокешо, США. «В ферритных/мартенситных/дисперсионно-твердеющих марках стали содержание никеля ниже, а хрома – выше. Благодаря повышенному содержанию хрома данные сплавы отличаются прочностью и большей абразивностью, что вызывает быстрый и интенсивный износ режущей пластины».

«Более высоколегированные дуплексные марки стали довольно трудно обрабатывать, – добавляет Кевин Бертон, специалист по продукции канадского подразделения Sandvik Coromant, расположенного в г. Миссиссога, – особенно в плане тепловыделения, усилия реза и стружкоудаления». По словам Бертона, распространенными механизмами износа являются износ по задней поверхности и лункообразование, пластическая деформация, выкрашивание режущей кромки и образование проточин.

Выбор инструмента для работы по нержавеющей стали также зависит от сферы применения, как утверждает Алекс Ливингстон, менеджер по продукции Tungaloy Americas, г. Брантфорд, Канада. «Некоторые процессы включают переход от прерывистого точения к непрерывному, и в каждом случае могут потребоваться различные виды стружколомов и резцов из различных материалов. Эффективная обработка нержавеющей стали обеспечивается за счет жесткого крепления резца, поскольку жесткость – залог производительности инструмента».

Распространенной проблемой является использование инструмента, не предназначенного для нержавеющей стали. «Люди зачастую используют неподходящие комбинации материалов и геометрии, – поясняет Чед Миллер, менеджер по токарному инструменту американской компании Seco Tools, расположенной в г. Трой. – Существуют материалы и стружколомы, специально разработанные для токарной обработки нержавеющей стали. Они решают основные проблемы, связанные с обработкой данного сплава, такие как деформационное упрочнение и износ инструмента».

Контроль удаления стружки

При токарной обработке в силу ее характера образуется длинная витая стружка, а накапливание стружки, как известно, оказывает губительное влияние на процесс обработки. Учитывая склонность нержавеющей стали к самоупрочнению при деформации, для эффективного удаления стружки необходима сложная геометрия стружколома и максимальная подача смазочно-охлаждающей жидкости.

Например, в случае высоколегированных дуплексных сталей, по утверждению Бертона, «стружкоудаление и смазочно-охлаждающая жидкость играют важную роль в предотвращении пластической деформации». Он предлагает использование режущих инструментов с внутренней подачей смазочно-охлаждающей жидкости под высоким давлением по нескольким причинам:

  • это обеспечивает наиболее эффективное охлаждение режущей пластины вблизи горячей зоны обработки;
  • стружка быстро отводится от поверхности резца, препятствуя его износу;
  • стружка ломается на мелкие части для облегчения ее удаления из зоны резания.

Важную роль играет конструкция стружколома. «По возможности следует использовать стружколом с положительной геометрией для уменьшения теплообразования, – советует Ливингстон. – Положительный передний угол стружколома снижает самоупрочнение и нарост на режущей кромке – основные факторы повреждения при обработке нержавеющей стали».

Самое важное, по мнению Джейсела – это использование стружколома, предназначенного для нержавеющей стали. Не так давно компания Iscar модифицировала всю свою линейку режущего инструмента для нержавеющей стали и представила новые инструменты для черновой, получистовой и чистовой обработки данного материала.

«Большинство стружколомов могут работать с широким спектром материалов. Отличительная черта наших новых моделей – нацеленность именно на нержавеющую сталь. Инструменты общего назначения не показывают таких результатов, как стружколомы, обладающие специализированными характеристиками, которые позволяют добиться высокой производительности и значительно облегчить выбор режущих инструментов для обработки нержавеющей стали».

Самоупрочнение при деформации

Аустенитная нержавеющая сталь как никакая другая склонна к самоупрочнению при деформации, что усложняет процессы ее черновой, получистовой и чистовой обработки. По мере упрочнения повышается степень износа режущей пластины. Для решения этой проблемы производители режущего инструмента разработали пластины с более острыми кромками и стойкими к износу поверхностями. «Острая режущая кромка позволяет избежать образования нароста и самоупрочнения, а покрытие повышает износостойкость», – уверяет Людкинг.

Проблема встает еще более остро, если обработка предполагает несколько проходов. «Если одного прохода недостаточно, можно изменить глубину резания. Например, чтобы снять слой материала толщиной 5 мм, лучше сделать два прохода по 2,5 мм. Однако в отношении данного материала предпочтительно делать проходы неравными. На мой взгляд, первый проход глубиной 3 мм и второй – 2 мм будет оптимальным решением проблемы упрочнения», – предлагает Миллер.

Ресурс режущей пластины

Самоупрочнение сокращает срок службы инструмента. Производители видят решение проблемы износа в оптимизации геометрии – более острой заточки кромок и использовании положительного переднего угла, а также в применении новых покрытий для работы на высоких скоростях и подачах.

«Создание режущих инструментов для нержавеющей стали – это всегда поиск компромисса, – поясняет Людкинг. – Толстые покрытия, нанесенные методом химического осаждения (CVD), повышают стойкость к износу и позволяют перейти к более высоким режимам резания, увеличивая тем самым производительность. В то же время такие покрытия сложнее поддаются заточке».

Покрытия, наносимые методом физического осаждения (PVD), используемые в основном для нержавеющих сталей аустенитного класса, имеют меньшую толщину, обеспечивая остроту кромки и гладкость поверхности. При этом режимы скорости и подачи ниже, и в связи с малой толщиной высока вероятность повреждения и быстрого износа инструмента.

Одни производители разрабатывают новые варианты покрытий CVD и PVD для решения упомянутых проблем, в то время как другие развивают процессы финишной обработки в целях повышения износостойкости.

«С применением нашей новой технологии пользователи отметили приближение параметров получистовой обработки нержавеющей стали к параметрам обработки углеродистых и легированных марок, – отмечает Джейсел. – Скорость резания значительно выросла: раньше она составляла 122-137 м/мин, теперь же достигает 274 м/мин».

Тем временем Tungaloy недавно представила новые модели инструментов для обработки нержавеющей стали. Данные инструменты имеют покрытие, наносимое методом химического и физического осаждения по технологии «PremiumTec», которое обладает высокой стойкостью к выкрашиванию и обеспечивает непревзойденную гладкость поверхности, как пояснил менеджер компании Алекс Ливингстон.

Ряд производителей предлагает использовать режущие пластины с геометрией Wiper, которые предоставляют высокое качество обработки поверхности на высоких скоростях подачи.

«Как правило, для достижения гладкой поверхности требуется подача на малых скоростях, – отмечает Миллер. – Но с помощью пластины Wiper обработка может осуществляться в три раза быстрее, при этом качество поверхности будет таким же, как и с использованием обычной пластины. Кроме того, при высокой скорости подачи обеспечивается лучший контроль стружкоудаления».

В то время как производители соревнуются в новых разработках, некоторые проблемы остаются неразрешенными. Одна из них – все растущая потребность в повышении скорости обработки.

«Производительность определяется скоростными возможностями, и здесь всегда присутствует простор для совершенствования», – утверждает Людкинг.

По его словам, еще одной сферой модификаций, возможно, станет развитие технологии стружколомов. Он предсказывает «непрерывное совершенствование геометрии для контроля стружкоудаления в расширенном диапазоне подач, что упростит для пользователя выбор режущих пластин при работе на низких и высоких скоростях».

Источник материала: перевод статьи
Tackling Stainless Steel,
SMT 

Автор статьи-оригинала:
Mary Scianna

Нет связанных записей.

Особенности обработки нержавеющей стали | ЗМК

Когда речь заходит про обработку высоколегированных сталей, то методы, применимые для обработки привычных сталей – неэффективны. Если мы рассмотрим нержавейку, то ряд примесей делают этот металл более прочным, стойким к коррозии, но в то же время трудным в механической обработке. Без знаний о том, как подстроить оборудование под новый металл и других нюансов получить качественный результат не представляется возможным. Именно поэтому давайте рассмотрим нюансы изготовления металлоконструкций и механической обработки на примере нержавеющих сталей. 

Механическая обработка нержавеющих сталей значительно отличается от обычных. Существует ряд особенностей, делающих работы с нержавейкой более сложной, поэтому использование технологий работы с обычными сталями не принесет нужного эффекта. Но, зная как изменить условия, можно добиться качественных результатов.

Почему нержавейку сложно обрабатывать?

Основное отличие нержавеющих сталей – лигатуры, которые и приводят к затруднениям при обработке. Металлопримеси не только дают сплаву стойкость к коррозии, но и следующие качества и особенности:

  • деформационное упрочнение металла
  • низкая теплопроводность
  • высокая прочность
  • налипание стружки на резец
  • проблемы с образованием стружки
  • образование заусенцев


Перечисленные проблемы застигнут нас в первую очередь если механизмы, с которыми мы работаем не будут перенастроены.

Особенности обработки нержавеющей стали 

Так, что нужно сделать, для сохранения цены на металлоконструкции и их качества? 

 

  1. Снижение скорости. В зависимости от типа нержавейки скорость ее обработки должна быть снижена на 30-60%.
  2. Обеспечение непрерывной подачи охлаждающего материала. Расход масла придется заметно увеличить, в противном случае металл начнет перегреваться, образуя высокопрочные соединения. Стружка начнет налипать на резце, плотные вкрапления начнут его повреждать и тем самым качество обработки заметно ухудшится.
  3. Качественные резцы. Нержавеющие металлы как никакие другие требовательны к качеству и заточке резцов. Если резец притуплен, то в процессе работы могут появиться деформационные упрочнения.
  4. Вылет и крепление резцов. Очень важный нюанс, который зачастую игнорируют. При работе с металлами высоколегированной группы на механизмы приходится серьезная нагрузка, поэтому все элементы должны быть тщательно закреплены. Вылет должен быть минимально возможным

Видео Обработка детали из нержавеющей стали

Обработка нержавейки на токарном станке

Рабочие процессы в современных установках и агрегатах проходят при значительных нагрузках на все конструктивные элементы. Эксплуатация деталей при высоких скоростях, давлении и температурах приводит к тому, что элементы, выполненные из обычных конструктивных сталей, быстро выходят из строя. Для работы в таких условиях необходимы особые сплавы, к числу которых относится нержавеющая сталь. Высокая прочность, жаростойкость и хорошие антикоррозийные свойства – основные характеристики нержавейки. Однако эти свойства сплавов имеют и отрицательные стороны: прочностные характеристики нержавеющей стали не изменяются под воздействием давления и температур, что влечёт за собой сложность механической обработки.


Особенности обработки нержавеющей стали

Предел растяжимости и показатели твёрдости у нержавеющей и углеродистой стали почти одинаковые. Но важно учитывать, что схожи лишь механические значения, а вот микроструктура, устойчивость к коррозии, способность к упрочнению во время обработки различны. Поэтому обработка нержавейки на токарном станке имеет свои особенности.

Можно выделить три основные проблемы, которые необходимо учесть при обработке нержавейки:

  • деформационное упрочнение;
  • ограниченный ресурс рабочего инструмента;
  • удаление стружки.

При резании сплав сначала упруго деформируется и подвергается обработке, после чего он быстро переходит в стадию упрочнения. На этом этапе резание можно выполнять только при значительных усилиях. Такие же процессы протекают и при обработке обычных сталей, но упрочнение занимает больше времени.

Низкая теплопроводность нержавеющей стали является её преимуществом в процессе эксплуатации, но при механической обработке доставляет дополнительные неудобства. В области резания температура значительно повышается, что может привести к образованию наклёпа. Наклёп на инструменте способен изменить форму режущей части, поэтому токарная обработка нержавеющей стали выполняется с использованием специального инструмента. Скорость резания при этом невысока. Все токарные операции должны проводиться с подачей охлаждающих жидкостей. Данные составы не только удаляют жир, но и препятствуют образованию наклёпа. Процесс обработки протекает значительно легче.

Нержавейка отлично сохраняет прочность и твёрдость даже под воздействием высоких температур. Данные свойства в комбинации с образовавшимся наклёпом не позволяют осуществлять обработку при высоких скоростях, а рабочий инструмент быстро приходит в негодность. Кроме того, в составе нержавеющих сталей присутствуют карбидные и интерметаллические соединения, которые делают сплавы более прочными. Трение в процессе обработки нержавейки значительно выше, чем при аналогичных операциях с углеродистыми сплавами. Абразивные соединения способствуют быстрому стачиванию резцов, инструмент необходимо постоянно править и затачивать.

Этим хитрости обработки нержавейки на токарном станке не ограничиваются. Дополнительную трудность может вызвать вязкость стали. Из-за этого стружка не отламывается, как при снятии с углеродистых сталей, а завивается в длинную спираль. Скопление длинных спиралей мешает процессу точения. Предотвратить это позволяет использование специальных стружколомов и интенсивная обработка поверхности охлаждающими составами.

При токарной обработке деталей из нержавейки обычно применяется охлаждение под высоким давлением. Жидкость подаётся непосредственно в место обработки, охлаждая и саму деталь, и инструмент. Это позволяет увеличить эксплуатационный ресурс резцов до 6 раз, но есть у данного способа и один минус – большой расход охлаждающей жидкости.

При токарной обработке используется специализированный стружколом с положительной геометрией. Такая форма стружколома уменьшает самоупрочнение сплава и препятствует образованию наплыва на поверхности резака.

Самоупрочнение нержавеющей стали и выбор режущего инструмента

Самоупрочнение – важнейшая характеристика нержавейки, способная вызвать дополнительные трудности при обработке. Чем сильнее упрочняется материал, тем быстрее изнашивается инструмент. При использовании специальных режущих пластинок эта проблема не так ярко выражена: их рабочие кромки острее обычных, а поверхности изнашиваются дольше.

Минимизировать воздействие самоупрочнения можно путём поэтапного снятия слоёв металла. Наиболее эффективный способ – снятие за два подхода по 3 мм стали. Часто специалисты рекомендуют снимать неодинаковые слои в первом и втором подходе.

Как уже было сказано выше, самоупрочнение приводит к быстрому износу резаков. В целях увеличения эксплуатационного ресурса инструментов разрабатываются специальные формы кромок для нержавейки. Используются два типа режущих инструментов:

  • резцы с покрытой CVD) алмазом;
  • резцы с кромкой, покрытой инструмент с физически охлаждённой кромкой (PVD) алмазом.

Наивысшей износостойкостью отличаются твёрдосплавные резцы с пластинами, покрытыми нитритом бора.

Скорость резания нержавеющей стали устанавливается по такой же методике, что и при обработке обычных конструкционных сплавов. Однако при расчётах необходимо учесть ряд особенностей обработки нержавейки.

Способы оптимизации процесса обработки нержавейки

В производственных условиях применяется ряд методик, позволяющих минимизировать отрицательное влияние характеристик нержавейки на процесс её обработки. Это:

  • увеличение скорости вращения шпинделя и уменьшение снимаемого слоя, благодаря чему обработанная поверхность получается более шероховатой;
  • использование в качестве смазки кислоты, которая на порядок повышает износоустойчивость резцов;
  • введение в зону обработки слабых токов, что позволит управлять процессами электродиффузионного и окислительного износа инструмента;
  • воздействие на зону резания ультразвуковых колебаний, что снижает пластические деформации и коэффициент трения.

Воздействовать на структуру и механические характеристики материала можно при помощи специальной термической обработки.


Обработка нержавеющей стали, обработка нержавейки, инструмент для обработки нержавеющей стали, обработка изделий из нержавеющей стали

Главная страница » Обработка нержавеющей стали

 

Обработка нержавеющей стали сразу подразумевает некоторые сложности, мы разберём токарную обработку нержавеющих сталей и фрезерование нержавеющей стали, но сначала давайте разберемся, какие нержавеющие стали вообще бывают и в чём сложность.

Нержавеющая сталь относится к легированным сталям, устойчивым к коррозии, как в атмосфере, так и в агрессивных средах. Основным ее химическим элементом является Хром (Cr), за счет чего в основном и достигается эффект коррозионной стойкости.

 

Кроме хрома в нержавеющих сталях присутствуют и другие легирующие элементы (Ni, Mn, Ti, Nb, Co, Mo) для придания нержавеющей стали нужных свойств как физико-механических, так и свойств коррозионной стойкости.

Классификация нержавеющих сталей и сплавов

Классификация нержавеющих сталей и сплавов оговаривается ГОСТ 5632-72. Следуя данному ГОСТу все нержавеющие стали и сплавы подразделяются на 3 основные группы:

1. Коррозионностойкие – это стали и сплавы, стойкие к коррозии химической и электрохимической (солевой, атмосферной, кислотной, щелочной, почвенной и т.д.), стойкие к межкристаллитной коррозии и т.д.

2. Жаростойкие (окалиностойкие)– это стали и сплавы, стойкие к коррозии, химическому разрушению поверхности при высоких температурах выше 550 градусов в газовых средах, работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии.

3. Жаропрочные – это стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течении определенного промежутка времени и обладают достаточной жаростойкостью.

В соответствии с ГОСТ 5632-72 стали также подразделяют на классы в зависимости от структуры:

1. Мартенситный – основная структура этих сталей мартенсит, содержат 12-17% Cr. Хромистые стали. Присутствует относительно высокое содержание углерода (C), поэтому ее можно подвергать закалке

2. Мартинсито-ферритный – в структуре данных сталей кроме мартенсита содержится не менее 10% феррита. Содержат 13-18% Cr. Хромистые стали.

3. Ферритный – имеют структуру феррита. Содержат 13-30% Cr. Хромистые стали. Обладают магнитными свойствами. Относительно дешевая, в силу низкого содержания никеля.

4. Аустенито-мартенситный – в структуре содержится как аустенит, так и мартенсит в разных пропорциях. Содержат 12-18% Cr и 4-9% Ni. Хромоникелевые стали, хромомарганцевоникелевые стали.

5. Аустенито-ферритный – в структуре содержатся кроме аустенита не менее 10% феррита. Хромоникелевые стали, хромомарганцевоникелевые стали.

6. Аустенитный – структура данных сталей состоит из аустенита. Хромоникелевые стали, хромомарганцевоникелевые стали.

Данные структуры получаются при охлаждении на воздухе после высокотемпературного нагрева. В зависимости от этой полученной структуры и выделены эти классы нержавеющих сталей. На структуру сильное влияние оказывает химический состав стали, особенно Хром и Никель, а также структура может изменяться и под действием горячей или холодной обработки.

Нержавеющие сплавы же подразделяют в зависимости от основного элемента:

1. Сплавы на железоникелевой основе.

2. Сплавы на никелевой основе.

Наиболее распространены аустенитные нержавеющие стали 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т как в России, так и в других странах. На них приходятся максимальные объемы выпуска в сравнении с другими нержавеющими сталями. Данные стали обладают высокой коррозионной стойкостью в широком диапазоне различных агрессивных сред, а также обладают хорошей технологичностью.

 

После термической обработки (нагрев до 1000-1050 градусов с последующим быстрым охлаждением на воздухе или в воде) аустенитные стали получают однородную структуру аустенита и приобретают максимальную коррозионную стойкость и пластичность.

 

 

Особенности обработки нержавеющих сталей

Такие свойства как коррозионная стойкость, высокая прочность, пластичность, немагнитность, хорошие механические свойства при высоких температурах, хорошая свариваемость и другие свойства сделали эти металлы наиболее подходящими для различных изделий во всех отраслях человеческой деятельности. Каждый класс нержавеющих сталей обладает своими преимуществами и недостатками и нашел свое широкое применение в различных отраслях промышленности.

Но наличие легирующих элементов, благодаря которым данные стали приобрели полезные свойства, имеют и обратную сторону медали, связанную как-раз с их механической обработкой.

Обрабатываемость нержавеющих сталей низкая и очень зависит от состава легирующих элементов, а также термической обработки и даже метода получения заготовки (литье, ковка и т.д.). Данные факторы придают нержавеющим сталям некоторые особенности, которые затрудняют их механическую обработку.

Какие это особенности:

1. Самоупрочнение или наклёп. В ходе обработки поверхностные слои упрочняются особенно при работе изношенным или неправильно подобранным инструментом, так при последующем проходе инструмент уже срезает более твердый материал. Появляются проточины на инструменте.

2. Низкая теплопроводность. Плохая способность к отведению тепла приводит к повышению температуры в зоне резания, что сказывается на износе инструмента. Это один из главных факторов, осложняющих обработку нержавеющих сталей.

3. Высокая прочность. Наличие легирующих элементов повышают твердость стали, что также осложняет процесс обработки. Возникают значительные силы резания 1800-2850 Н/мм2.

4. Наростообразование, склонность к налипанию на поверхность резца. Вязкий материал. Нарост приводит к повышению трения, температуры, усилий резания, снижению качества поверхности и т.д. Возможен даже отрыв покрытия инструмента при обработке закаленных нержавеющих сталей.

5. Трудности со стружкодроблением. Нержавеющие стали хорошо деформируются, не ломаются и дают сливную стружку, которая создает свои трудности. При обработке ферритных и мартенситных сталей стружкодробление еще довольно удовлетворительное, то при обработке наиболее распространенных аустенитных сталей стружкодробление становится затруднительным.

6. Образование заусенцев.

7. Влияние химических элементов на обрабатываемость, так присутствие Серы (S) в нержавеющей стали повышает её обрабатываемость, а наличие молибдена (Mo) и азота (N) ухудшают. Высокое же содержание углерода (>0,2 %) приводит к сильному износу по задней поверхности.

8. Абразивные соединения. Карбидные, интерметаллические соединения микроскопических размеров делает их подобием абразива, резко снижающей стойкость инструментов.

9. Неравномерное упрочнение также сказывается при обработке нержавеющих сталей.

 

 

 

Похожие записи:

основные методы и секреты мастерства

 

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Из каких этапов состоит обработка нержавеющей стали
  • Какие применяются виды обработки нержавеющей стали
  • Что собой представляет токарная обработка нержавеющей стали
  • Как происходит финишная обработка нержавеющей стали

Обработка нержавеющей стали дает возможность обеспечить изделиям из этого материала необходимые свойства и качества, а также способствует улучшению их внешнего вида. Для этого могут применяться разные технологии. Грамотный подбор оптимальных способов обработки нержавейки позволяет изготавливать разные детали в соответствии с требованиями, предъявляемыми заказчиками.

 

Классификация нержавеющей стали и сплавов

 

Классификация сплавов, которые относятся к нержавеющим материалам, представлена в ГОСТ 5632-72. Этот стандарт предусматривает разделение нержавеющих сталей на три вида:

  1. Коррозионностойкие материалы – устойчивы к химической и электрохимической коррозии (солевая, атмосферная, кислотная, щелочная), а также к коррозии, которая распространяется вдоль зерен кристаллов.
  2. Жаростойкие (окалиностойкие)– нержавеющие сплавы, которые отличаются стойкостью к коррозии и химическому воздействию при температурах более +550 °C в газовых средах.
  3. Жаропрочные – стали которые сохраняют свои свойства в нагруженном состоянии, в условиях высокой температуры в течение определенного временного промежутка.

В ГОСТ 5632-72 представлена классификация нержавеющих сталей в зависимости от их структуры:

  1. Мартенситные стали, которые имеют в качестве основной структурной составляющей мартенсит. Они содержат от 12 до 17 % Cr (хромистые стали) и имеют достаточно высокое содержание углерода (C), что позволяет подвергать такие сплавы закалке.
  2. Мартенситно-ферритные сплавы имеют структуру, в которой, кроме мартенсита, содержится более 10 % феррита. Они включают от 13 до 18 % Cr (хромистые стали).
  3. Ферритные стали отличаются структурой, основанной на феррите. В их составе есть от 13 до 30 % Cr (хромистые стали). Такие сплавы отличаются магнитными свойствами. Они имеют доступную себестоимость, что обусловлено низким содержанием никеля.
  4. Аустенито-мартенситные стали имеют структуру, состоящую из аустенита и мартенсита в определенных пропорциях. Они включают от 12 до 18 % Cr и от 4 до 9 % Ni (хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые стали).
  5. Аустенито-ферритные сплавы имеют структуру, включающую аустенит и минимум 10 % феррита (хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые стали).
  6. Аустенитные стали имеют структуру, основанную на аустените (хромоникелевые стали, хромомарганцевоникелевые стали).

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Описанные выше структуры получаются при охлаждении сплавов, после того, как была проведена термическая обработка нержавеющей стали. На формирование структуры материала существенное влияние оказывает химический состав. Особенно важными элементами являются хром и никель. Изменения в структуре сплавов происходят под влиянием горячей или холодной обработки.

Еще одна классификация нержавеющих сталей построена на виде основного элемента. По этому критерию выделяют:

  • Нержавеющие стали на железоникелевой основе.
  • Нержавеющие сплавы на никелевой основе.

Чаще всего на отечественном и международном рынке встречаются аустенитные нержавеющие стали 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т. Объемы их производства значительно превышают объемы выпуска других сталей. Они отличаются высокой стойкостью к коррозии в разных агрессивных средах, а также оптимальной технологичностью.

Основные этапы обработки нержавеющей стали

 

Технология обработки изделий из нержавеющей стали включает четыре основных этапа.

На первом этапе выполняется резка нержавейки. Листы стали нужно разрезать на заготовки, из которых будет собрано готовое изделие. Для этого применяют ручные и автоматизированные методы обработки. Современные технологии позволяют добиваться высокой точности и минимального брака в процессе производства деталей.

На втором этапе происходит фиксация заготовки в обрабатывающих станках. При этом важно предотвратить появление перекосов.

Рекомендуем статьи по металлообработке

Затем в точках соединения элементов выполняют сварные швы. Такая методика соединения деталей обеспечивают необходимую прочность изделия и его устойчивость к механическим нагрузкам. Профессионально выполненные сварные швы выглядят аккуратно и незаметны под слоем краски.

Завершающий этап производства изделий из нержавеющей стали – шлифовка. Такая обработка производится на станке или с помощью ручных инструментов. Абразивный материал при воздействии на поверхность изделия из нержавеющей стали делает ее гладкой и блестящей.

Коротко о видах обработки нержавеющей стали

1. Лазерная резка.

 

Наиболее технологичный вариант нарезки заготовок – резка лазером. Этот метод подразумевает нагревание поверхности нержавеющего металла тонким лазерным лучом с последующим разрезанием листа на нужные элементы. Такой способ резки может применяться не только для нержавейки, но и для других металлов. Он обеспечивает минимальный процент брака. Термическая резка не ухудшает характеристики нержавеющего металла.

2. Гидроабразивная резка.

Гидроабразивная резка происходит путем подачи воды, содержащей абразивные элементы под высоким давлением. Суть такой методики в отрывании частиц металла под воздействием потока абразивных веществ. Процесс гидроабразивной резки нержавеющих металлов включает:

  • Заполнение объемного резервуара водой.
  • Смешивание воды с абразивными компонентами (обычно применяют песок).
  • Подача полученного раствора в узкое сопло.
  • Подача струи раствора на листы нержавейки.

3. Штамповка.

 

Для холодной штамповки применяются специальные штампы, позволяющие получать одинаковые изделия с нужными размерами. Этот метод позволяет:

  • пробить отверстия в листах и деталях из нержавеющей стали;
  • нарезать резьбу;
  • сделать изгиб детали;
  • выполнить гравировку.

С помощью штамповки на пробивных станках можно производить металлоконструкции любой формы. На таком оборудовании выпускают витрины, ограждения, стеллажи, стойки для рекламы, решетки, мебельные изделия и т. д.

4. Токарная обработка.

Механическая обработка нержавеющей стали на токарном станке позволяет выпускать изделия сложной формы. Для этого могут использоваться различные приспособления:

  • сверла для обработки нержавеющей стали;
  • фрезы;
  • токарные резцы;
  • плашки для нарезки резьбы.

В процессе поступательного перемещения резцов по нержавейке можно разрезать листы на заготовки с нужными размерами. Обработка нержавеющих сталей резанием выполняется под контролем специалиста с учетом технического задания, размеров и формы заготовки.

5. Фрезерование.

 

Фрезерная обработка нержавеющей стали используется для получения зубчатых колес, сложных отверстий и углублений. Данный метод предполагает обработку вращающейся фрезой детали, которая надежно закреплена в станке, управление которым осуществляется мастером или с помощью ЧПУ.

6. Слесарные работы.

Слесарные работы выполняются специалистом вручную или с применением особых станков. Они по-прежнему занимают важное место в перечне работ по обработке металла. Одним из направлений слесарной обработки нержавеющей стали выступает сборка заготовок в единое изделие. Она включает:

  • Разметку заготовок (может выполняться как на плоскости, так и в трехмерном пространстве).
  • Удаление лишнего металла с заготовок.
  • Правку и гибку изделий для придания им необходимой формы.
  • Шабрение – это абразивная обработка нержавеющей стали, обеспечивающая лучшее прилегание элементов готовой конструкции.
  • Сверление отверстий и нарезку резьбы.
  • Сборку элементов изделия.
  • Пайку и сварку деталей.

Что необходимо знать о токарной обработке нержавеющей стали

 

Нержавейка по твердости материала и его пределу растяжимости напоминает углеродистые сплавы. Нужно отметить, что совпадение наблюдается лишь в механических показателях. При этом внутреннее строение, антикоррозийная стойкость и способность к повышению прочности у нержавеющей и углеродистой сталей отличаются.

Режим обработки нержавеющей стали резанием на начальной стадии предполагает ее упругую деформацию. Затем заготовка из нержавейки легче поддается обработке, после чего начинается этап упрочнения материала. На этом этапе для резки нержавеющей стали необходимо прилагать более существенные усилия. Примерно такие же этапы обработки существуют и в отношении обычных марок стали, но упрочнение высоколегированных сплавов выражено более ярко.

Характерные особенности обработки нержавеющей стали приводят к следующим проблемам в процессе токарной обработки:

  • повышение прочности в процессе деформирования;
  • сложности с удалением стружки;
  • снижается ресурс режущего инструмента.

Вязкость. Особые трудности с токарной обработкой возникают из-за пластичности, которая свойственна жаропрочным сплавам. При проточке заготовок из таких материалов стружка не ломается, а закручивается в спираль.

Низкая теплопроводность нержавеющей стали считается одним из преимуществ данного материала. Но это свойство создает значительные сложности в ходе обработки. Чтобы предотвратить нагревание металла в точке резания, его охлаждают. Для этого используют специальные смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). Это позволяет снизить температуру в процессе обработке нержавеющей стали и предотвращает формирования наклепа, который образуется на режущем инструменте, ухудшая его характеристики. Учитывая такие особенности обработки легированных сплавов, их обработку выполняют специальными резцами на небольших скоростях.

 

Сохранение свойств. Жаропрочные сплавы сохраняют свои прочностные характеристики при высоких температурах. Эти свойства в сочетании с эффектом наклепа приводят к тому, что резцы быстро выходят из строя и препятствуют проведению обработки на высоких скоростях.

Абразивные соединения. Сплавы нержавеющей стали содержат мельчайшие соединения карбидов и структурные элементы, состоящие из нескольких металлов. Увеличенная твердость таких вкраплений придает им абразивные свойства, поэтому резцы стачиваются. Мастеру приходится постоянно их править и затачивать.

Неравномерное упрочнение. Упрочнение нержавеющих сталей во время точения носит неравномерный характер. Эта особенность не вносит особых корректив при обработке небольших заготовок, но существенно влияет на процесс обработки и качество крупных деталей.

Формирование длинной спиралевидной стружки нарушает процесс резания нержавеющей стали. Чтобы устранить этот недостаток нужно применять особые конструкции стружколомов. При этом происходит постоянная обработка места резки с помощью СОЖ.

Смазку подают под давлением из резака. Это позволяет:

  • за короткое время значительно понизить температуру резца;
  • убрать стружку подальше от резца для замедления его износа;
  • разломать спираль стружки на элементы небольшого размера, которые впоследствии можно смыть с участка резания.

 

Обработка нержавеющей стали на токарном станке чаще всего производится в условиях охлаждения резца за счет подачи СОЖ под высоким напором. При соприкосновении с горячей поверхностью охлаждающая жидкость испаряется и отбирает часть тепловой энергии. Недостаток этой технологии заключается в большом расходе СОЖ. Но при этом долговечность режущего инструмента увеличивается в 6 раз.

Наиболее эффективный, но дорогостоящий метод охлаждения используется в оборонной и высокоточной промышленности. Он предполагает обработку нержавеющей стали углекислотой, температура которой составляет -78 °C.

Важно правильно подобрать форму стружколома. Чтобы уменьшить нагревание режущего инструмента нужно, что передний угол приспособления для удаления стружки был положительным. Такая форма стружколома предотвращает появление наплыва на поверхности резца и устраняет основные причины выхода из строя режущего инструмента.

Важно использовать стружколомы, специально разработанные для легированных сталей. Чаще всего встречаются универсальные приспособления для удаления стружки, которые могут использоваться для разных сплавов. При этом в каталогах производителей можно найти стружколомы и резцы, предназначенные для чистовой, черновой и получистовой обработки нержавеющей стали. Такой инструмент позволяет значительно увеличить скорость резания деталей из нержавейки и повысить их качество.

Требования к токарному оборудованию для обработки нержавеющей стали

 

Перечислим требования, которые предъявляются к токарным станкам, предназначенным для обработки нержавейки:

  • увеличенная жесткость элементов конструкции, которая позволяет воспринимать более высокие нагрузки в процессе резания;
  • повышенная устойчивость к вибрациям системы «станок – режущий инструмент – деталь» даже при существенных ударных нагрузках;
  • повышенная мощность двигателя, позволяющая обеспечивать необходимую силу подачи резца.

Максимальную точность при изготовлении деталей при низкой шероховатости обрабатываемой поверхности могут обеспечить только станки с ЧПУ. Такие машины демонстрируют максимальную эффективность при обработке сложных деталей с криволинейными поверхностями.

Новейшие технологии токарной обработки нержавеющих сталей предполагают также введение в зону точения:

  • колебаний ультразвука, которые снижают силу трения;
  • слабых токов, обеспечивающих снижение электродиффузионного и окислительного износа резцов.

Режущий инструмент для обработки нержавеющей стали

 

Основным рабочим элементом в процессе токарной обработки нержавеющей стали выступает резец, но кроме него на таких станках могут применяться и другие режущие приспособления – сверла, плашки, зенкеры и т. д.

В зависимости от вида токарной обработки различают несколько видов резцов:

  • Проходные. Они имеют прямую конструкцию или отогнутые элементы и применяются для точения деталей цилиндрической формы.
  • Подрезные. Ими обрабатывают торцы заготовок.
  • Расточные. Такими режущими инструментами можно сформировать в заготовке отверстие нужно размера.
  • Отрезные. Подобные резцы необходимы для того, чтобы отрезать от заготовки элемент нужного размера.
  • Резьбонарезные. Применяют при выполнении внутренней или наружной резьбы.
  • Фасонные. Такими резцами можно обрабатывать сложные поверхности, отличающиеся формой от цилиндра, конуса, шара и т. д.

Для точения заготовок из нержавеющих сталей и твердых материалов, таких как титановые сплавы, применяют составные режущие инструменты. Такие резцы могут изготавливаться из эльбора (искусственного материала, по прочности напоминающего алмаз и состоящего из кубовидных кристаллов бора). Такой инструмент используют для обработки закаленных сплавов. Качественная резка металла такими резцами возможна лишь в том случае, если при обработке деталей будет отсутствовать биение или вибрация.

Рассмотрим основные твердосплавные материалы для обработки нержавеющей стали на токарных станках:

  • «износоустойчивые» – Т30К4, Т15К6;
  • менее устойчивые к износу, но имеющие большую вязкость – Т5К7, Т5К10;
  • сплавы с высокой вязкостью и низкой чувствительностью к ударным нагрузкам – ВК8, ВК6А.

Для чистовой обработки нержавеющей стали могут использовать режущий инструмент из минералокерамики.

17 секретов качественной обработки изделий из нержавеющей стали

 

  1. Нужно выбрать максимальный диаметр при вершине пластины.
  2. Процесс обработки нержавеющей стали в обязательном порядке выполняется с использованием смазочно-охлаждающей жидкости. Ее необходимо направлять в точку резания под давлением (лучше, если давление будет максимально возможным). Это очень важный момент, так как в ходе резания нержавеющей стали выделяется большое количество тепловой энергии, которая не отводится и передается резцу, что отрицательно сказывается на качестве обработки.
  3. Чтобы не формировать проточины на глубину резки на поверхности пластины, она должна быть круглой либо с небольшим главным углом в плане (45 °).
  4. Нужно применять острые кромки либо геометрию с положительным передним углом. Это позволит снизить нарост, наклеп и количество выделяемой тепловой энергии. Особенно быстро образуется наклеп и появляется нарост на аустенитной стали. Существуют специальные, более острые виды пластин для обработки нержавейки. Наличие положительной геометрии является особенно важным фактором при обработке заготовок с тонкими стенками, валов с большой длиной, деталей, которые нельзя жестко закрепить, и др.
  5. В ходе резки заготовок из нержавеющей стали нужно применять особые стружколомы, которые предназначены для обработки таких материалов. Это позволит предотвратить формирование сливной стружки, наматывающейся на режущий инструмент, что приводит в негодность пластины. Нужно учесть, что универсальные стружколомы не могут обеспечить нужный режим резания.
  6. Необходимо так подобрать глубину резки, чтобы она была больше толщины упрочненного слоя.
  7. Для обработки нержавеющей стали следует применять пластины, которые имеют покрытие, повышенной термостойкости и износоустойчивости. Необходимо, чтобы CVD-покрытие было толще и способствовало увеличению стойкости инструмента. Это позволит увеличить скорость обработки, а значит, способствует повышению производительности. Последний фактор имеет большое значение, даже несмотря на то, что пластины с CVD-покрытием менее острые и их сложнее затачивать.

    Тонкие PVD-покрытия позволяют сделать режущую кромку более острой. Они обеспечивают высокую степень гладкости поверхности. Их недостаток заключается в ускоренном износе, который способствует тому, что пластина приходит в негодность. В то же время, данный вид покрытий может успешно применяться для точения аустенитных сталей.

    Нарост, формирующийся в процессе резки нержавейки, способен оторвать часть покрытия или элемент режущей кромки, что приводит пластину в негодность. Вероятность образования нароста уменьшается при повышении гладкости покрытия пластины. Наличие PVD-покрытия увеличивает устойчивость режущего инструмента к воздействию абразивных частиц, присутствующих в структуре нержавеющих сплавов.

  8. Нужно выбирать пластины, которые отличаются устойчивостью к воздействию высоких температур. Стоит еще раз отметить плохие показатели отвода тепла у нержавейки и особенно у аустенитных сталей. Это является причиной того, что почти вся тепловая энергия передается резцу. Чтобы нивелировать высокотемпературное воздействие необходимо обеспечить поступление смазочно-охлаждающей жидкости в зону резания. Если такой возможности нет, нужно использовать пластины, которые нормально работают при высоких температурах.
  9. Для финальной обработки деталей из нержавейки нужно применять инструмент из зернистых твердых сплавов с PVD-покрытием. Это обеспечит необходимую точность резания и гладкость обрабатываемой поверхности. Такой сплав имеет высокую прочность, что обеспечивает стабильность режущей кромки. Пластины с PVD-покрытием могут использоваться и для прерывистого резания в условиях сильного нагревания. Чтобы правильно подобрать режущий инструмент, следует руководствоваться рекомендациями, представленными в каталоге производителя.
  10. Для финишной обработки изделий из нержавейки можно использовать и металлокерамические пластины с PVD-покрытием. При таком выборе будет уменьшено налипание.
  11. Еще один вариант инструмента для чистовой и получистовой обработки нержавеющей стали – пластины Wiper. Они выпускаются под торговой маркой Sandvik. Такие пластины позволяют увеличить скорость и подачу резания. Таким образом можно повысить производительность при сохранении качества поверхности аналогичного тому, которое получается при обработке обычными пластинами.
  12. В качестве отрезного резца для нержавеющей стали нужно образцы, оборудованные внутренними каналами для подачи смазочно-охлаждающей жидкости. Дело в том, что без такого инструмента будет сложно обеспечить поступление СОЖ в узкое место резки, что отразится на долговечности отрезной пластины.
  13. Специалисты рекомендуют для обработки нержавеющей стали устанавливать максимально допустимые значения глубины и режима резания. Дело в том, что в этом случае будет образовываться большое количество стружки, поглощающей тепловую энергию. Даже учитывая невысокую теплоемкость нержавейки, это обеспечит существенный отвод тепловой энергии. При этом нужно будет сделать намного меньше проходов.

    Но для этого необходимы более жесткие токарные станки с высокой мощностью. К тому же, при таком режиме обработки будет формироваться наклеп. Но ожидаемый эффект превышает возможные негативные последствия, поэтому, как минимум, стоит прислушаться к данному совету.

  14. Для токарной обработки нержавейки необходимы смазочно-охлаждающие жидкости, содержащие более 8 % масла в водомасляной эмульсии (в обычных СОЖ 3-4 %). Некоторые специалисты добиваются прекрасных результатов, применяя олеиновую (жирную) кислоту.
  15. Нужно помнить, что резцы должны отличаться устойчивостью к высоким температурам, химически активным веществам, к адгезионному и абразивному износу. С учетом таких требований следует подбирать пластину с определенной геометрией (с острой кромкой) и стружколом. Она должна быть изготовлена из определенного сплава и иметь покрытие, предназначенное для обработки нержавеющих сталей.
  16. Чтобы обеспечить равномерность износа режущих пластин, стоит применять различную глубину резания.
  17. В некоторых случаях будет полезно перед токарной обработкой выполнить термическую подготовку деталей из нержавейки, чтобы выровнять структуру сплавов (если это допустимо).

Применение описанных выше секретов поможет увеличить производительность обработки нержавеющей стали за счет увеличения скорости и подачи резания. Комплексный подход к внедрению рекомендаций позволит также обеспечить высокую стойкость режущих инструментов.

Для работы с дуплексными нержавеющими сталями нужно подбирать резцы с внутренними каналами для подачи в зону резания СОЖ под высоким давлением. Это даст возможность уменьшить температуру обработки, а также позволит эффективно дробить и убирать стружку. Нужно учитывать, что в ферритных и мартенситных сталях никеля содержится меньше, а хрома больше. Увеличение содержания последнего способствует повышению прочности и абразивности материала, в результате чего режущие пластины изнашиваются быстрее. По этой причине для обработки сплавов с высоким содержанием хрома нужно использовать резцы с износостойкими покрытиями.

Обработка поверхности нержавеющей стали путем шлифовки

 

Шлифовка позволяет не только придать гладкость и эстетичный вид поверхности заготовки из нержавеющей стали, но и дает возможность устранить поверхностные дефекты материала. Наряду со шлифованием, полировку нержавейки можно выполнить вручную или на оборудовании с электро- или пневмоприводом. Наиболее распространенные виды таких устройств выглядят следующим образом:

  • ленточный пневмонапильник;
  • шлиф-машинка барабанно-ленточного типа;
  • оборудование, оснащенное шлифовальными лентами.

 

При выполнении операций по шлифованию нержавеющей стали используют шлифовальные листы и специнструмент, который называют шлифками. В производственных условиях шлифование производится на особом оборудовании. Обработка с применением шлифка выполняется в такой последовательности:

  • Если для соединения элементов из нержавеющей стали применяется сварка, то с поверхности деталей нужно удалить прижоги и сварные швы.
  • Поверхность детали, которая будет первой подвержена шлифованию, необходимо ограничить с помощью клейкой алюминиевую ленты (ее нужно наклеить в несколько слоев).
  • Часть поверхности, ограниченную лентой, обрабатывают возвратно-поступательными движениями шлифка. Нужно следить, чтобы давление на шлифовальный инструмент было умеренным.
  • Когда первая часть заготовки обработана, уже ее следует оклеить алюминиевой лентой и выполнить шлифовку соседнего участка.

Если обработка нержавейки шлифком выглядит нецелесообразной, то мастера применяют специальные шлифовальные листы. Для оптимального выбора инструмента для шлифования нержавеющей стали по параметрам зернистости необходимо провести пробную обработку черновых заготовок.

Для шлифования может использоваться пескоструйная обработка нержавеющей стали или токарные станки, оборудованные соответствующими кругами. Последний вариант шлифовки может выполняться как на производстве, так и в домашней мастерской. Для этого подойдут даже самые простые модели токарных станков.

Особенности финишной обработки нержавеющей стали путем травления

 

Электрохимическая обработка нержавеющей стали и травление также входят в перечень наиболее распространенных технологий работы с этим материалом. Травление применяется для того, чтобы устранить различные дефекты на поверхности нержавейки. Таким способом можно удалить остатки сварки, следы термической обработки и т. д. С помощью травления удаляются цвета побежалости и обновляют на поверхности нержавеющей стали пассивный слой, который обеспечивает защиту материала от высоких температур.

Химическая обработка нержавеющей стали в производственных условиях предполагает использование водных растворов кислот и щелочных сред. В первом случае травление происходит в два этапа. Сначала выполняется обработка нержавейки сернокислым раствором, а затем составом на основе азотной кислоты. Для травления в щелочной среде деталь из нержавеющей стали нужно поместить в расплавленную каустическую соду. Это позволяет разрушить оксидную пленку на поверхности изделия без изменения структуры обрабатываемого материала.

Для травления нержавейки в домашних условиях применяют специальные пасты в виде желе. При этом нужно учитывать, что такие средства, помимо плавниковой и азотной кислоты, содержат HCl и хлориды, которые несут угрозу для здоровья людей. Работать с ними нужно очень осторожно.

Нанесение пасты для травления нержавеющей стали выполняется только на очищенную и обезжиренную поверхность. Изделие нужно вначале промыть в теплой воде с моющим средством. После нанесения травильной пасты с помощью кисточек или пластиковых лопаток необходимо подождать от 10 минут до часа и смыть ее проточной водой.

Наиболее популярными видами паст для травления нержавеющей стали сегодня считаются следующие составы:

  1. SAROX TS-K 2000. Особенность этого продукта заключается в защите поверхности нержавейки от высоких температур. Эта паста хорошо убирает следы сварки. Преимущество данного состава заключается в том, что травление с его помощью занимает только 10 минут. Ее можно применять для обработки вертикальных поверхностей.
  2. Avesta BlueOne – паста, позволяющая эффективно убрать небольшие дефекты сварных швов и очистить нержавеющую сталь от коррозии, придав ей привлекательный блеск. Обработка этим составом должна длиться 45 минут. При выборе пасты Avesta BlueOne нужно учесть, что она может использоваться для травления при температурах не менее + 50 °C.
  3. Stain Clean (ESAB) – полностью готовый для работы состав, отличающийся высокой эффективностью. Для обработки нержавеющей стали этой пастой не нужны особые условия.

Почему следует обращаться к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

  • цветные металлы;
  • чугун;
  • нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Пять правил обработки нержавейки

Обработка нержавеющей стали электроинструментом и абразивами. Рекомендации от компании “Шлифовальные технологии”.

Обработка нержавеющей стали очень трудоемкий процесс: шлифовка, полировка, сатинирование – все это требует знаний инструмента, абразивов, ну и конечно же навыка. В идеале обработкой нержавейки должен заниматься человек, который имеет опыт, знает все новинки инструмента, абразивов и полировальных материалов; изучает дополнительно литературу, посещает выставки, семинары, постоянно пробует новые материалы.  Короче говоря – заниматься этим должен профессионал. Найти такого человека на производство довольно проблематично.

В отношениях со своими партнерами – мы на себя берем эту часть работы. Постоянно следим за рынком, изучаем и тестируем новые материалы, создаем технологии обработки нержавейки и предлагаем их вам. Да, это наша работа.

В данной статье мы хотим отразить одни из самых важных моментов в обработке нержавеющей стали, которые помогут вам быстро и качественно произвести необходимые работы.

Итак, пять правил, которые необходимо знать всем, кто работает с нержавеющей сталью.

Правило №1.

Правильно подбирайте электроинструмент!

Вы должны правильно подобрать инструмент для выполнения работы. От правильного подбора инструмента и оборотов зависит скорость обработки и качество обработки.

Все инструменты, применяемые для обработки нержавейки должны быть с регулировкой оборотов. На машинке без регулировки невозможно использовать современные абразивы для нержавейки, а стандартные материалы не позволят качественно и быстро сделать работу. У большинства крупных производителей инструмента есть “болгарки” с регулировкой оборотов. А специальные машинки для обработки нержавейки имеют в своем названии слово INOX (англ.: нержавейка).

Правило №2.

Используйте специализированный инструмент.

Большинство производителей электроинструмента имеют в своим ассортименте специализированный инструмент для обработки нержавеющих сталей. Специализированный инструмент разработан специально для решения сложных задач при работе с нержавейкой и позволяет сэкономить очень много времени и денег каждому, кто его применяет в своем производстве.

Инструмент для обработки круглых труб:

Инструмент для обработки труднодоступных мест, внутренних швов:

Ленточные напильники:

Пример.

Задача: зачистка и последующая полировка внутренних угловых соединении на лестничных ограждения.

Обычно на производствах используется стандартный набор для выполнения этой задачи – угловая шлифовальная машина (болгарка) и круг радиальный торцевой или прямая шлифовальная машинка и абразивная головка. Это не самый эффективный способ выполнения данной работы. Тем более, что в некоторых случаях он не позволяет выполнить работу, так как им не подобраться в место обработки. Например:

Решение: Шлифовальная машина для труднодоступных мест FINITEASY и специальные доводочные круги SA 150.

Итог: Скорость и качество обработки нержавеющей стали увеличивается в разы. Более подробное решение данной задачи раскрыто вот Технологии обработки внутренних швов

Правило №3.

Правильно подбирайте расходные материалы!

Почему так важно правильно подобрать расходные материалы для обработки нержавеющей стали? Правильный выбор поможет вам существенно сэкономить время и скорость обработки.

Ассортимент современных абразивов и полировальных материалов для обработки нержавейки очень велик и разобраться в нем непросто. Материалов много разных: для полировки, для шлифовки, для матирования, для сатинирования, для осветления швов и так далее. Следовательно необходимо ориентироваться в том, какие материалы подходят именно для вашей работы.

Пример.

Задача: Шлифовка плоскости и получение шероховатости поверхности Ra 0,4.

Решение: для шлифовки плоскости на первый взгляд существует огромное количество материалов, это и круги на липучке и различные нетканые валики и круги , всеми этими материалами, вы быстро сможете произвести шлифовальные работы, НО… Неткаными валиками и кругами, лучше проводить работы по матированию поверхности а не использовать на данной операции.

Используя круги на липучке и другие абразивы, обязательно следуйте простому правилу: надо последовательно обрабатывать изделие от большего зерна к меньшему. Более подробное решение данной задачи раскрыто в Технологии шлифовки плоскости

Правило №4.

Контролируйте силу прижима.

Запомните – сильный прижим не означает высокую скорость обработки. Более того сильно прижимая инструмент и увеличивая обороты мы значительно снижаем ресурс расходных материалов!

Чрезмерное давление приводит к быстрому износу расходных материалов и дальнейшему длительному исправлению следов давления на обрабатываемую поверхность.

Правило №5.

Не перегревайте металл.

ВАЖНО: это приведет к появлению пригаров на обрабатываемой поверхности и следов побежалости.

Следуя этим несложным правилам вы сможете значительно быстрее и качественнее обрабатывать нержавеющую сталь!

Конечно данные правила не являются панацеей и для решения именно вашей задачи наши специалисты готовы приехать к вам на производство и провести демонстрацию современных оборудования и материалов и подобрать технологию исключительно подходящую вашему производству. Все, что вам нужно – позвонить по телефону

8-800-333-23-17 или отправить заявку на [email protected] и заказать бесплатную демонстрацию.

Изучите наши технологии – они сэкономят Вам время и деньги!


С уважением, команда GTOOL GROUP.

Токарная обработка нержавеющей стали: методы улучшения обработки

Коррозионностойкая сталь – материал, незаменимый для создания механизмов, изделий, конструкций, испытывающих высокие нагрузки и воздействие агрессивных сред. Однако механическая, в том числе токарная, обработка нержавеющих сталей – процесс, вызывающий определенные трудности. Полный перенос способов обработки обычных углеродистых сталей на коррозионностойкие марки невозможен. Поскольку это приведет к снижению производительности процесса и ухудшению качества конечного продукта. Основные проблемы в работе с нержавейкой – затрудненное удаление стружки, деформационное упрочнение, низкий ресурс режущего инструмента. Если ранее эти препятствия частично преодолевались с помощью резания на низких скоростях, то сегодня такое решение не удовлетворяет требованиям современных производств. Поэтому инженеры постоянно разрабатывают новые технологии и инструменты, облегчающие обработку нержавейки.

Способы улучшения стружкоудаления

Токарная обработка – это процесс, в результате которого образуется длинная витая стружка, накапливание которой затрудняет работу. Для удаления стружки нержавеющих сталей предлагается использовать режущий инструмент с внутренней подачей СОЖ под давлением, что особенно эффективно для высоколегированных сталей. Применение такого инструмента обеспечивает:

  • эффективное охлаждение режущей кромки;
  • ломку стружки на мелкие частицы, облегчающую ее быстрое удаление из зоны реза.

Минусом такого способа является большой расход охлаждающей жидкости. На высокоточных производствах и в военной промышленности применяют самый дорогой и эффективный метод – охлаждение с использованием углекислоты.

Важную роль в обработке нержавейки на токарном станке играет конструкция стружколома. Специализированный инструмент для коррозионностойких сталей должен иметь положительный внешний угол, который снижает самоупрочнение и нарост металла на режущей кромке.

Снижение самоупрочнения при деформации

Наиболее сильно самоупрочнению, усложняющему процессы черновой, получистовой и чистовой обработки, подвергаются стали аустенитного класса. Для минимизации этого фактора рекомендуется применение режущих пластин с острыми кромками и покрытиями, обладающими повышенной износостойкостью.

При необходимости снятия достаточно толстого слоя, требующего нескольких проходов резца, рекомендуется первый проход делать более глубоким. Второй и при необходимости третий снимаемые слои должны быть мельче.

Повышение ресурса режущей пластины

Увеличения срока службы резца можно добиться:

  • острой заточкой кромок;
  • использованием положительного переднего угла;
  • нанесением инновационных покрытий, позволяющих работать на высоких скоростях.

Современные покрытия разделяют на типы:

  • CVD – наносятся методом химического осаждения. Обеспечивают возможность работы на высоких скоростях, но усложняют процесс заточки.
  • PVD – наносятся способом физического осаждения и используются для сталей аустенитного класса. Для них характерны: небольшая толщина, гладкая поверхность, возможность повреждения при повышенных скоростях резания и мощных подачах.

Инновационным вариантом являются покрытия, наносимые методом PremiumTec. Они демонстрируют сочетание высокой стойкости к крошению и гладкой поверхности.

Еще один способ повышения износостойкости резцов – использование кислот в качестве смазки. Однако такой метод применяется редко из-за токсичности и вредного влияния на механизмы токарного станка.

Режущий инструмент для токарной обработки нержавеющей стали

Главным рабочим органом токарных станков является резец, дополнительно могут использоваться сверла, зенкеры, развертки, плашки.

Токарные резцы различают по назначению:

  • Проходные – прямые и отогнутые. Используются для получения цилиндрических поверхностей.
  • Подрезные – для обработки торцов.
  • Расточные – для получения отверстия требуемого диаметра.
  • Отрезные – применяются для резки заготовок из нержавеющей стали на мерные части.
  • Резьбонарезные – для получения внутренней и наружной резьбы.
  • Фасонные – для обработки фасонных поверхностей.

Для работы с коррозионностойкими сталями, а также твердыми металлами типа титана и его сплавов используют не только цельные, но и составные резцы. Одним из материалов, востребованных для изготовления вставок для резцов, является эльбор – искусственная альтернатива алмазу, представляющая собой кристаллы кубического бора. Используют обычно такие резцы на закаленных сталях. Эффект от их применения можно получить только при отсутствии вибраций и биения.

Также при изготовлении режущих пластин для работы по нержавейке применяют твердые сплавы следующих типов:

  • «износостойкие» – Т30К4, Т15К6;
  • более вязкие, но менее износостойкие, – Т5К7, Т5К10;
  • имеющие значительную вязкость и нечувствительность к ударам – ВК8, ВК6А.

Для чистовой и отделочной обработки используют минералокерамику.

Оборудование для работы с коррозионностойкими сталями

К токарным станкам, на которых планируется резать заготовки из нержавейки, предъявляется комплекс требований, таких как:

  • повышенная жесткость механизмов, позволяющая воспринимать большие силы резания;
  • высокая стойкость к вибрациям системы «станок – режущий инструмент – деталь» при значительных ударных нагрузках;
  • запас мощности станка для обеспечения значительной подачи.

Наибольшую точность размеров и минимальную шероховатость обеспечивают станки с ЧПУ, особенно они эффективны при обработке заготовок со сложной поверхностью с криволинейными образующими.

К современным технологическим приемам, применяемым при обработке нержавеющей стали на токарных станках, относится введение в зону реза:

  • ультразвуковых колебаний, уменьшающих силу трения;
  • слабых токов, позволяющих снизить электродиффузионный и окислительный износ инструмента.

Как производится нержавеющая сталь?

Что такое нержавеющая сталь? Нержавеющая сталь

— это железосодержащий металл, который используется в самых разных областях. Из-за содержания хрома он обладает превосходной устойчивостью к пятнам или ржавчине, обычно от 12 до 20 процентов сплава. В дополнение ко многим запатентованным сплавам, разработанным различными производителями нержавеющей стали, существует более 57 марок нержавеющей стали, которые известны как обычные сплавы. Металлурги изучали возможности сплавов железа и хрома на протяжении многих десятилетий в 1800-х годах, и казалось, что нержавеющая сталь обладает гораздо большей долговечностью и коррозионной стойкостью, чем традиционная углеродистая сталь.

Нержавеющая сталь

имеет широкий спектр применения как на производстве, так и на потребительском рынке благодаря превосходной коррозионной стойкости, высокой прочности и приятному внешнему виду. Пищевая промышленность Индии ежегодно потребляет около 200 000 тонн никельсодержащей нержавеющей стали в своих повседневных задачах. Нержавеющая сталь очень используется в архитектурной промышленности. Нержавеющая сталь впервые получила известность в эпоху архитектуры ар-деко. Известно, что верхняя часть Крайслер Билдинг была построена из нержавеющей стали.Такие отрасли, как химическая, перерабатывающая и нефтегазовая промышленность, являются одними из самых требовательных к нержавеющей стали. Они используют нержавеющую сталь для производства различных клапанов, насосов, резервуаров и труб.

Классы нержавеющей стали

Семейство нержавеющей стали состоит из пяти различных признанных классов. Пять классов нержавеющей стали называются аустенитной нержавеющей сталью, ферритной нержавеющей сталью, мартенситной нержавеющей сталью, дисперсионно-твердеющей нержавеющей сталью и дуплексной нержавеющей сталью.Наиболее распространенной из них является аустенитная нержавеющая сталь. К аустенитному классу относятся марки марок 200 и 300 серий. Существует много общего между ферритной и мартенситной нержавеющей сталью, и обе они состоят из сплавов серии 400 из нержавеющей стали

.

Марки нержавеющей стали классифицируются на основе доли каждого элемента, который они содержат. Процент железа, хрома, никеля, молибдена и углерода помогает определить сорт нержавеющей стали. В нержавеющую сталь добавлено больше элементов для достижения различных свойств, таких как повышенная коррозионная стойкость, стойкость к низким температурам, стойкость к высоким температурам, улучшенная свариваемость, повышенная прочность и т. д.

Как производится нержавеющая сталь?

Процесс производства нержавеющей стали заканчивается разными процессами для каждого сорта. Но если основы неверны, металл бесполезен. Прежде чем перейти к готовому продукту, процесс начинается с создания расплавленного сплава.

Шаг 1: Выбор сырья.

Самый первый шаг начинается с выбора правильных элементов для установки в нержавеющую сталь. Добавляемые элементы определяются различными свойствами, которые должны быть достигнуты с конечным продуктом.Например, чем выше содержание хрома, тем выше коррозионная стойкость конечного продукта.

Этап 2: Плавление сырья

Процесс продолжается плавлением всех отходов. Все добавки и сырье плавятся в электродуговой печи, и после нагревания материалов в течение нескольких часов создается жидкая смесь. Этот процесс также используется для переработки нержавеющей стали. Из-за температуры плавления нержавеющая сталь на 100 % подлежит вторичной переработке.

Температуры плавки различны для различных марок и классов нержавеющей стали.

Шаг 3: Удаление избыточного углерода

Углерод

добавлен в нержавеющую сталь на основе железа для большей ударной вязкости и прочности. Когда углерод добавляется в нержавеющую сталь в избытке, это может вызвать определенные проблемы, такие как осаждение карбида во время сварки.

Содержание углерода можно удалить двумя разными способами. Первый процесс называется кислородно-аргоновым обезуглероживанием (AOD) и вакуумно-кислородным обезуглероживанием (VOD).Эти процессы также используются для создания низкоуглеродистых вариантов различных марок нержавеющей стали, таких как SS 304L.

Шаг 4: Настройка

Процесс настройки проводится для тонкой настройки химического состава нержавеющей стали. Настройка означает, что сталь медленно перемешивается в пределах температурных ограничений. Тюнинг помогает убрать из композиции все ненужные элементы и нежелательные частицы. Это также помогает улучшить консистенцию нержавеющей стали.

Шаг 5: Формование

После процесса настройки металл готов к формовке. Формовка означает отливку металла нужной формы и размеров. Жидкая жидкость теперь заливается в отливку, и создаются различные формы, такие как блюмы, стержни, плиты и трубы.

Этап 6: Горячая и холодная прокатка

Процесс горячей прокатки проводят при температуре выше температуры рекристаллизации стали, а холодную прокатку проводят при температуре ниже температуры рекристаллизации стали.При горячей прокатке стальные формы пропускают через нагретые валки. Цветы превращаются в прутки и проволоку. Плиты преобразуются в листы и плиты.

Шаг 7: Резка и чистовая обработка.

Последним этапом производства нержавеющей стали является резка и отделка. Нержавеющая сталь разрезается на желаемые формы и размеры. Их режут гильотинными и дисковыми ножами или распиливают высокоскоростными лезвиями. После получения конечного продукта к нержавеющей стали добавляются различные отделки.Эти отделки достигаются путем шлифовки или полировки поверхности из нержавеющей стали с помощью шлифовальных кругов или абразивных лент.

Pipingmart – портал B2B, специализирующийся на промышленной, металлической и трубопроводной продукции. Кроме того, делитесь последней информацией и новостями, касающимися продуктов, материалов и различных типов марок, чтобы помочь бизнесу в этой отрасли.

Что такое нержавеющая сталь и почему мы ее используем?

5 минут чтения

Нержавеющая сталь

существует уже чуть более века, что, по большому счету, не так уж и много.И все же, несмотря на свое недавнее изобретение, изделия из нержавеющей стали настолько распространены, что многие воспринимают их как должное.

От столовых приборов до произведений искусства нержавеющая сталь произвела революцию в современном мире. Но что такое нержавеющая сталь? Почему это так полезно? Ответ на эти вопросы лежит в химических элементах, из которых состоят сплавы нержавеющей стали.

Изобретение нержавеющей стали

Как и многие другие изобретения, нержавеющая сталь исследовалась одновременно в нескольких странах Европы и США.

немцев, американцев и даже поляков претендуют на первое изобретение нержавеющей стали.

Несмотря на то, что существует много претензий на его изобретение, большинство людей считают, что именно британский ученый по имени Гарри Брирли разработал первую версию нержавеющей стали.

Гарри Брирли был ведущим исследователем в лабораториях Браун-Ферт в 1913 году, когда он выбросил кусок экспериментальной стали в мусорное ведро.

И большинство великих изобретений обычно начинаются с этого, не так ли?

Пенициллин был открыт благодаря забытой чашке Петри.

Суперклей должен был быть прозрачным пластиком для прицелов, прежде чем он начал прилипать ко всему, к чему прикасался.

Микроволновая печь есть почти в каждом доме из-за растопленной плитки шоколада в кармане Перси Спенсера.

Согласно легенде, позже Брирли заглянул в мусорное ведро только для того, чтобы обнаружить, что образец не проржавел, как все остальные.

Более правдоподобная версия состоит в том, что Брирли царапал свои экспериментальные образцы, чтобы проверить, устойчивы ли они к коррозии.Он обнаружил, что на созданный им металл не действуют многие вещества, такие как промышленные химикаты и уксус.

Эта кропотливая работа широко известна как изобретение того, что сегодня считается нержавеющей сталью.

Первые производители нержавеющей стали рассматривали стволы орудий и столовые приборы как потенциальное применение нового стального сплава.

Несмотря на то, что нержавеющая сталь до сих пор используется для этих целей, металлурги 19-го века никогда не могли себе представить, насколько важным будет их открытие.

Сталь — что это такое?

Прежде чем мы узнаем, что такое нержавеющая сталь, нам нужно узнать, что такое сталь и почему она так полезна.

Согласно словарю Merriam Webster Dictionary, сталь определяется как «коммерческое железо, содержащее углерод в любом количестве до примерно 1,7 процента в качестве основного легирующего компонента». Но что это значит с точки зрения непрофессионала?

Проще говоря, сталь состоит в основном из железа (Fe) с небольшим количеством углерода (C). Ни одна сталь не состоит только из этих двух элементов, но в определенных количествах они являются двумя основными отличительными компонентами стали.

Сталь

используется во многих областях: строительство небоскребов, арматура, счетчики Гейгера и многое другое.

Исследователи поняли, что сталь, которая не ржавеет, будет полезна для таких применений, как оружие и столовые приборы, как я упоминал ранее. Но нержавеющая сталь почти необходима для некоторых применений, таких как бытовая техника и хирургические инструменты.

Что отличает нержавеющую сталь от других видов стали?


Другие легирующие элементы часто добавляются в сталь для выполнения различных функций , таких как коррозионная стойкость, прочность и обрабатываемость.

Сплавы из нержавеющей стали

имеют минимальное содержание хрома (Cr), в отличие от других типов стали. Связь между хромом и коррозионной стойкостью была обнаружена всего за 2 года до «нержавеющей стали» Гарри Брирли.

В частности, два немца по имени Моннарц и Борхерс обнаружили, что стальные сплавы более устойчивы к коррозии при 10,5-процентном содержании хрома.

Молибден также повышает коррозионную стойкость, но хром является основным компонентом нержавеющей стали, придающим ей коррозионную стойкость.

Никель

также является важной частью формулы нержавеющей стали, поскольку он обычно составляет вторую по величине часть нержавеющей стали после хрома. Никель повышает прочность и твердость.

Для получения дополнительной информации о химическом составе нержавеющих сталей см. первую страницу этого документа, которая содержит удобную таблицу химических составов для различных аустенитных сплавов нержавеющей стали.

Что делает нержавеющую сталь нержавеющей?

Почему нержавеющая сталь не ржавеет? Хотите верьте, хотите нет, но нержавеющая сталь действительно ржавеет.

По словам инженера-металлурга Майкла Л. Фри из Университета штата Юта, легирующие элементы в нержавеющей стали, и особенно хром, «реагируют с кислородом воды и воздуха с образованием очень тонкой стабильной пленки, состоящей из таких продуктов коррозии, как оксиды металлов. и гидроксиды».

Далее

Free объясняет, что эта пленка невидима невооруженным глазом и предотвращает коррозию остальной части металла. Он образует защитный барьер, через который кислород в атмосфере и другие химические вещества не могут пробиться.

Значит, нержавеющая сталь не ржавеет, потому что ржавеет!

Разновидности нержавеющей стали

Существует 5 категорий нержавеющей стали: ферритная, аустенитная, мартенситная, дуплексная и дисперсионно-твердеющая.

Большинство изделий из нержавеющей стали, с которыми вы сталкиваетесь в повседневной жизни и на работе, представляют собой аустенитные нержавеющие стали марок 304 и 316.

Это два наиболее распространенных вида нержавеющей стали, которые клиенты компании Paul Mueller Company запрашивают, потому что они относительно недороги и подходят для широкого спектра применений, где защита от коррозии имеет решающее значение.

Поскольку нержавеющая сталь марок 304 и 316 является одной из самых распространенных в отрасли, давайте рассмотрим плюсы и минусы каждой из них и их химический состав.

Нержавеющая сталь марки 304

Обычный состав нержавеющей стали 304 в значительной степени зависит от хрома для защиты от коррозии, в то время как никель и железо обеспечивают важные характеристики формуемости и прочности. Один из наиболее распространенных составов нержавеющей стали 304, 18-8, показан ниже:

  • Углерод – 0.08% макс.
  • Марганец 2,00% макс.
  • Фосфор 0,045% макс.
  • Сера – макс. 0,03%
  • Кремний – 1,00% макс.
  • Хром – 18,00-20,00%
  • Никель – 8,00-15,00%
  • Железо – Остаток %

Плюсы из нержавеющей стали 304:

  • Трудно ржавеет
  • Низкая стоимость по сравнению с большинством других доступных нержавеющих сталей

Минусы для нержавеющей стали 304:

  • Подвержен точечной коррозии в средах с высоким содержанием соли, например, в океанской воде
  • Со временем тускнеет, хотя и не ржавеет

Нержавеющая сталь марки 316

Типичный состав нержавеющей стали 316 отличается от 304 тем, что в нем небольшое количество хрома заменяет молибден.Это повышает коррозионную стойкость к солям и, в частности, к хлоридам. Вот типичный химический состав нержавеющей стали марки 316:

  • Углерод – макс. 0,08%
  • Марганец – 2,00% макс.
  • Фосфор – 0,045% макс.
  • Сера – макс. 0,03%
  • Кремний – 1,00% макс.
  • Хром – 16,00-18,00%
  • Никель – 10,00-14,00%
  • Молибден – 2,00-3,00%
  • Железо – Остаток %

Плюсы из нержавеющей стали 316:

  • Менее восприимчивы к средам с высоким содержанием соли
  • Повышенная коррозионная стойкость к промышленным химикатам
  • Универсален для формовки и конечного использования

Минусы из нержавеющей стали 316:

  • Дороже, чем нержавеющая сталь 304
  • Не такая прочная, как нержавеющая сталь 304

Марка нержавеющей стали, необходимая для вашего проекта, зависит от ингредиентов или химикатов, используемых в резервуаре.Часто инженеры указывают определенный сорт, потому что другие доступные сорта несовместимы с будущим содержимым резервуара.

Нержавеющая сталь лежит в основе компании Paul Mueller. Превращение сырья, такого как нержавеющая сталь, в реальное воздействие — вот что мы делаем.

Если эта статья была вам полезна, мы создали еще один ресурс, который поможет вам узнать больше о компонентах бака. Нажмите на ссылку ниже, чтобы загрузить Глоссарий терминов покупателя компонентов резервуара.

Коррозия нержавеющих сталей аддитивного производства — процесс, структура, характеристики: обзор

Коррозия металлических материалов аддитивного производства (AM), таких как нержавеющая сталь (SS), является критическим фактором для их квалификации и надежного использования.В этом обзоре оценивается появляющаяся база знаний о порошковой лазерной AM SS коррозии и растрескивании под воздействием окружающей среды (EAC). Происхождение уникальных свойств материалов, характерных для AM, и их иерархическое влияние на коррозию и EAC рассматриваются относительно SS, обработанных традиционным способом. Обстоятельно обсуждаются эффекты исходного материала, термообработки и отделки поверхности. Дана оценка текущего состояния исследований коррозии AM, научных пробелов и потребностей в исследованиях, имеющих наибольшее влияние на продвижение и квалификацию AM SS.

Вторичное производство (AM) стало желательным для производства сложных, сетчатых и мелкосерийных металлических деталей практически во всех секторах, от энергетики до медицины. Локально высокие скорости охлаждения наряду с сильно неравновесными и направленными условиями затвердевания во время этих процессов приводят к тому, что микроструктуры значительно отличаются от их аналогов, обработанных традиционным способом. Хотя взаимосвязи между обработкой, микроструктурой и механическими свойствами АМ-металлов уделяется значительное внимание, коррозионные характеристики этих материалов стали рассматриваться лишь недавно, что является критическим фактором для их квалификации и использования во многих условиях эксплуатации.

Одним из наиболее распространенных и широко исследованных классов сплавов AM на сегодняшний день является нержавеющая сталь (SS), полученная методом лазерной сварки порошков, которая применяется в коррозионно-активных средах, начиная от ядерных реакторов и заканчивая военными кораблями. Селективное лазерное плавление в порошковом слое лазера (SLM), которое также называют лазерным плавлением в порошковом слое (LPBF), и лазерное направленное энергетическое осаждение (DED) являются основными способами обработки нержавеющих сталей AM в промышленности и исследованиях.В 2016 году Herzog подсчитал, что почти 90% нержавеющих сталей AM в промышленности, а также в исследованиях и разработках были обработаны с использованием SLM, в то время как на DED приходилось 10%. Хотя с этого времени соотношение могло сместиться в сторону УУЗР, эти два маршрута остаются доминирующими и будут предметом данного обзора.

В таблице 1 перечислены предварительно легированные коммерчески доступные порошки нержавеющей стали с выделением тех сплавов, которым уделялось внимание в литературе, касающейся коррозии AM SS.На сегодняшний день исследовано лишь небольшое количество составов сплавов, и есть достаточно возможностей для разработки новых сплавов, специально предназначенных для АМ. Из рисунка 1 видно, что наиболее хорошо изучены аустенитные нержавеющие стали, особенно тип 316L (UNS S31603 (1) ), что свидетельствует о его доступности. На этом рисунке также видно, что среда с нейтральным содержанием хлоридов, как заменитель морской воды, биологических жидкостей и других обычных природных сред, привлекла наибольшее внимание.

Таблица 1.

Коммерчески доступные предварительно легированные порошки SS AM

РИСУНОК 1.

Распределение исследований коррозии с точки зрения сплава нержавеющей стали, процесса и окружающей среды. 2-7,18,18-527,29,37,47-51,529,37,47-51,53-54 57,68-69 76 91-92 101-105, 109,16,129134137 1444 146-141515144 146-149153 178185-198

Рисунок 1.

Распределение исследований коррозии с точки зрения сплава нержавеющей стали, процесса и окружающей среды. 2-7,10,18-19,27,29,37,47-51,53-54,57,68-69,76,91-92,101-105,109,116,129,134,137,144,146-149,153,178,185-198 07

На сегодняшний день исследования сплавов AM показали, что их характеристики коррозии и растрескивания под воздействием окружающей среды (EAC), как и их механические характеристики, зависят от ряда уникальных микроструктурных и дефектных особенностей AM в различных масштабах длины, от наноразмерных неметаллических включений до микромасштаба. пористость.Природа и распределение этих функций могут значительно различаться в пределах одной сборки и от сборки к сборке, в зависимости от широкого диапазона параметров процесса и исходного материала. Определение взаимосвязей между параметрами процесса, микро- и макроструктурой и коррозионными характеристиками представляет собой сложную перспективу, которая только усугубляется поведением, зависящим от окружающей среды. Например, многочисленные исследования AM 316L в среде с нейтральными хлоридами показали значительно более высокую стойкость к точечной коррозии по сравнению с деформируемым 316L, в то время как некоторые исследования показали обратное. 2-7  Эти противоречивые результаты отчасти отражают сильно различающееся качество исходного материала и процесса от исследования к исследованию, а также запутанное влияние множества микроструктурных особенностей (например, пор, включений), которые улавливаются во время объемные электрохимические методы измерения.

Этот обзор служит для критического и глубокого изучения коррозии и, где это необходимо, EAC LPBF AM SS.Несмотря на то, что за последние пару лет было опубликовано несколько жизненно важных общих обзоров и перспективных статей о коррозии металлов AM, в большинстве из них представлены только актуальные сводки по какому-либо конкретному классу сплавов. 8-10  Углубленный обзор AM SS является оправданным, учитывая относительно большое и растущее число исследований коррозии по этому вопросу и богатство существующих знаний о коррозии в области порошковой металлургии (ПМ), лазерной сварки и лазерной обработки поверхности, которые могут быть использованы для более глубокого научного понимания.В этом обзоре не рассматривается электронно-лучевая плавка в порошковом слое (EBM). Исследований по аддитивной ЭЛМ-обработке SS сравнительно немного. Частично это связано с необходимостью предварительного нагрева порошкового слоя во время сборки, что может привести к сенсибилизации SS в готовом компоненте. 11  Процессы с подачей проволоки также не рассматриваются в этом обзоре, учитывая сильное сходство AM SS с подачей проволоки с обычными автогенными многопроходными швами и редкие исследования коррозии AM SS с подачей проволоки.

Цель состоит в том, чтобы рассмотреть текущее состояние понимания, пробелы в научных знаниях и потребности в исследованиях, которые окажут наибольшее влияние на углубление понимания процессов, характеристик конструкции для улучшения материалов и технических основ для квалификации в коррозионных средах. Там, где это возможно, мы пытаемся синтезировать данные AM и существующие знания о коррозии нержавеющей стали, чтобы обеспечить более глубокое понимание того, как уникальная микроструктура, морфология поверхности и остаточное напряжение иерархически определяют наблюдаемую коррозионную стойкость.Рассматривается влияние исходного материала, обработки и постобработки на производительность с выделением возможных путей процесса и исходных материалов, которые можно использовать для создания более коррозионно-стойкой нержавеющей стали. Многие рассматриваемые темы и вопросы широко применимы к другим классам сплавов аддитивного производства и должны быть информативными для исследователей и практиков, заинтересованных в коррозии металлических материалов аддитивного производства.

На рис. 2 схематично показаны процессы SLM и DED, а также основные параметры, которые контролируют характеристики материалов в исходном состоянии.SLM включает в себя сначала нанесение тонкого слоя металлического порошка на рабочую зону. Затем лазерный луч сканирует слой порошка, чтобы выборочно сплавить узор в слое посредством перекрывающихся дорожек расплава. Затем поверх предыдущего накладывается еще один слой, и процесс итеративно повторяется для создания трехмерной детали слой за слоем. DED также является послойным процессом, но отличается от SLM тем, что исходный порошок выдувается из одного или нескольких сопел через лазерный луч в ванну расплава на подложке.Сравнительная сводка характеристик прототипа для каждого процесса приведена в таблице 2.

Таблица 2. Типовые характеристики процесса

для SLM и DED 1,12,113,182 

РИСУНОК 2.

Иллюстрация основных параметров процесса для (a) селективного лазерного плавления в порошковом слое (SLM) и (b) осаждения направленной лазерной энергии (DED).

РИСУНОК 2.

Иллюстрация основных параметров процесса для (a) селективного лазерного плавления в порошковом слое (SLM) и (b) осаждения направленной лазерной энергии (DED).

Ключевые параметры, приведенные на рисунке 2 и в таблице 2, характеризуют ввод массы исходного сырья (толщина слоя порошка и скорость подачи) и подводимое тепло для плавления подложки (мощность лазера, диаметр фокусного луча и скорость сканирования), которые, в свою очередь, определяют характеристики ванны расплава. включая температуру и скорость охлаждения. 12  Плотность энергии сборки — это параметр пониженного порядка, характеризующий подводимое тепло, который обычно используется для характеристики как аддитивных, так и обычных лазерных/сварочных процессов: 13  , где P — мощность лазера, d — диаметр фокусного луча, а v — скорость сканирования. Это уравнение можно использовать для оценки ванны расплава и характеристик затвердевания. Более высокая плотность энергии (например, высокая скорость сканирования и низкая мощность) обычно приводит к более высокой скорости охлаждения для данной входной массы. DED, как правило, представляет собой процесс с более высокой энергией, чем SLM, с большими ваннами расплава и более медленными скоростями охлаждения.Были предложены более сложные модели плотности энергии, которые включают другие технологические факторы, такие как расстояние между люками и, для DED, скорость подачи порошка. 13 

Параметры, контролирующие ввод энергии и массы, наряду со стратегией сканирования существенно влияют на базовый температурный градиент (G) на границе раздела твердое тело/жидкость и скорость роста затвердевания (R) границы раздела, ограничивающего движущуюся ванну расплава. Отношение G/R контролирует морфологию структуры затвердевания — плоская, ячеистая, столбчатая, дендритная и равноосная дендритная в порядке уменьшения G/R. 14  Скорость охлаждения G×R определяет размеры кристаллизационной структуры. 12  Быстрые скорости охлаждения DED и SLM обычно позволяют получить более тонкую микроструктуру, чем обычная термическая обработка (например, отжиг на твердый раствор и закалка в воде, литье, дуговая сварка). Однако микроструктуры DED в исходном состоянии обычно грубее, чем SLM, отчасти из-за более медленных скоростей охлаждения, и часто они наиболее сопоставимы с обычными автогенными лазерными сварными швами. Существует множество отличных и подробных обзоров, в которых эти вопросы рассматриваются более подробно. 1,12,15-16  Простые изменения плотности энергии, ввода массы, шаблона сканирования и других более тонких параметров, таких как морфология исходного сырья, могут существенно повлиять на размер, морфологию и текстуру элемента. Это будет дополнительно обсуждаться в следующих разделах.

Характерные особенности, общие для компонентов, обработанных как DED, так и SLM, которые имеют известное или ожидаемое влияние на коррозию, приведены на рисунке 3.Надстройка из АМ-материала состоит из серии ванн расплава, организованных по периодической схеме, отражающей стратегию сканирования, рис. 3(а). Микроструктура обычно представляет собой смесь мелкомасштабных равноосных и столбчатых зерен затвердевания вместе с ячеистой или ячеисто-дендритной субструктурой. Как и при многопроходной сварке, столбчатые зерна обычно растут эпитаксиально из ранее нанесенного слоя на границе ванны расплава. Направление роста зерен совпадает с направлением максимального теплового потока.Результирующая микроструктурная неоднородность может быть видна как периодичность, соответствующая высоте слоя, расстоянию штриховки и используемому шаблону сканирования, рисунки 3 (a) и (b). 17  Ячеистая субструктура затвердевания с сопровождающей элементарной микросегрегацией легирующих частиц обычно присутствует как в SLM, так и в DED SS в результате сильно неравновесного охлаждения, рис. 3(c). 5,18-19  Оперативная микросегрегация является функцией состава сплава (термодинамические) и технологических (кинетических) параметров.Дисперсные включения вторичной фазы, такие как оксиды, также распространены в этих материалах и имеют гораздо меньший размер (нм по сравнению с мкм), чем их аналоги, обработанные традиционным способом. 20  Сыпучий материал содержит нетривиальное множество технологических дефектов, таких как пористость (например, непровар и газ), рисунки 3(d) и (e), а в некоторых случаях – трещины затвердевания. 12  Исходная поверхность еще более дефектная и шероховатая из-за неполного расплавления порошка и, в некоторых случаях, разрушения ванны расплава (например,г., скатывание) во время сборки вместе с волнами следов расплава, рис. 3(а).

РИСУНОК 3.

(a) Композитная 3D-реконструкция исходного материала SLM 316L. Изображения во вторичных электронах (SE) показывают верхнюю и боковые поверхности после печати (шкала серого), оптические микрофотографии полированных и протравленных поперечных сечений показаны коричневым цветом, а структура зерен того же электрополированного материала с помощью дифракции обратного рассеяния электронов (EBSD) показано зеленым цветом.Окружающие панели детализируют характерные особенности: (b) карта EBSD, показывающая структуру зерен по отношению к ваннам расплава (пунктирные кривые очерчивают границы) со вставкой вторичных электронов, детализирующей субструктуру и границы ванн расплава, (c) просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) детали субструктуры с высоким угловая кольцевая темнопольная / электронно-дисперсионная рентгеновская спектроскопия (HAADF / EDS), вставка, показывающая сегрегацию Cr и оксиды, богатые кремнием (черные / синие кружки), (d) отсутствие плавильной пустоты и (e) газовая пора.

РИСУНОК 3.

(a) Композитная 3D-реконструкция исходного материала SLM 316L. Изображения во вторичных электронах (SE) показывают верхнюю и боковые поверхности после печати (шкала серого), оптические микрофотографии полированных и протравленных поперечных сечений показаны коричневым цветом, а структура зерен того же электрополированного материала с помощью дифракции обратного рассеяния электронов (EBSD) показано зеленым цветом. Окружающие панели детализируют характерные особенности: (b) карта EBSD, показывающая структуру зерен по отношению к ваннам расплава (пунктирные кривые очерчивают границы) со вставкой вторичных электронов, детализирующей субструктуру и границы ванн расплава, (c) просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) детали субструктуры с высоким угловая кольцевая темнопольная / электронно-дисперсионная рентгеновская спектроскопия (HAADF / EDS), вставка, показывающая сегрегацию Cr и оксиды, богатые кремнием (черные / синие кружки), (d) отсутствие плавильной пустоты и (e) газовая пора.

Существует несколько общих моментов относительно фазового состава микроструктур AM SS с точки зрения технологического процесса, типа сплава и типичных составов сплавов коммерчески доступных порошков AM SS. Быстрое охлаждение в процессе SLM-обработки (от 10 5 К/с до 10 6 К/с) аустенитных сплавов (например, 304L [UNS S30403], 316L) обычно приводит к образованию полностью аустенитных микроструктур за счет первичного затвердевания аустенита. . 15  Это в значительной степени связано со скоростью роста затвердевания и переохлаждением кончиков дендритов, ожидаемым при SLM, что по механизму аналогично тому, что сообщается для сварных швов с высокой плотностью энергии на нержавеющей стали. 21-22

Процесс DED со сравнительно более высокой подводимой теплотой, в первую очередь из-за более медленной скорости охлаждения, Таблица 2, часто будет демонстрировать путь затвердевания, который можно предсказать по составу сплава с помощью диаграмм состояния сварного шва. 23  Коммерчески доступные составы порошков аустенитной нержавеющей стали, которые обрабатываются с помощью DED, обычно создают микроструктуры, состоящие из аустенита с до нескольких процентов оставшимся дельта-ферритом в ячеистой основе. 18,24  Это результат затвердевания первичного феррита с неполными твердофазными превращениями из дельта-феррита в аустенит при охлаждении; см. раздел Текстура для получения дополнительной информации.

AM-обработка других классов сплавов SS также может вызывать отклонения фазового состава по сравнению с обычными способами обработки.Мартенситные нержавеющие стали AM могут содержать значительное количество остаточного аустенита, что объясняется различными факторами, включая высокое остаточное напряжение, вызванное высокими скоростями охлаждения, разделением стабилизирующих аустенит элементов во время термоциклирования или повышенным содержанием азота, присущим исходному порошку или атмосфере сборки. . 25-26  Папула и его коллеги продемонстрировали, что SLM-обработка дуплексного сплава 2205 может привести к получению почти полностью ферритных образцов (99 об. %) благодаря быстрому подавлению скорости охлаждения твердофазного превращения аустенита. 27  Они обнаружили, что отжиг после сборки при температуре 950°C в течение более 5 минут приводит к образованию дуплексной структуры.

В дополнение к основным фазам, высокие скорости охлаждения процессов DED и SLM также имеют тенденцию подавлять образование интерметаллических соединений, таких как карбиды, сигма и хи, наряду с неметаллическими фазами (MnS), которые вредны для коррозионной стойкости. 15,27  Характеристики материала и микроструктуры, рассмотренные в этом разделе, теперь будут рассмотрены более подробно с точки зрения их связи с обработкой и влияния на коррозионное поведение.

Преимущественная кристаллографическая ориентация повсеместно используется в процессах плавления АМ на основе порошка в результате эпитаксиального зародышеобразования и конкурентного роста зерен. Зерна обычно имеют тенденцию к ориентации <100> в направлении теплового потока в ванне расплава на ранее осажденных слоях. Это видно на рисунках 3 (а) и (б). Характер и степень текстурирования зависят от факторов, влияющих на температурный градиент и скорость затвердевания в ванне расплава, а также от стратегии сканирования (см. раздел , посвященный аддитивному производству, ).Например, более крупные ванны расплава с изначально более медленными скоростями охлаждения способствуют текстурированию из-за усиленного укрупнения и рекристаллизации в зоне термического влияния, в то время как меньшие ванны расплава могут привести к мелкозернистой слаботекстурированной микроструктуре.

Управление текстурой с помощью стратегии сканирования вызывает все больший интерес в аддитивной обработке как средстве управления свойствами материала, включая коррозию. 28-30  Недавно Сан и его коллеги продемонстрировали производство SLM пластинчатой ​​текстурированной стали 316L с основными пластинами зерен <011> и второстепенными пластинами зерен <001>, выровненными в направлении сборки. 29  Авторы сообщили о потенциалах пробоя (E b ) около 1,2 В SCE в 0,9 мас.% NaCl при 37°C, утверждая, что превосходная стойкость к точечной коррозии по сравнению с обычным 316L (0,5 В SCE ) была обеспечена уникальная текстура. Независимо от того, может ли и почему такая текстура улучшить стойкость к точечной коррозии, их исследование служит иллюстрацией возможности управления текстурой в AM для целей коррозии. Другие недавние исследования продемонстрировали создание почти монокристаллических структур с помощью SLM, что может быть выгодно для коррозионной стойкости. 31

Роль текстуры в коррозионной стойкости обработанной лазером нержавеющей стали изучалась в нескольких исследованиях лазерного поверхностного плавления (LSM), но результаты были противоречивыми. 32-35  Тщательный анализ нескольких из этих исследований позволяет предположить, что сообщаемые тенденции коррозионной стойкости в зависимости от текстуры, например, были искажены различиями в распределении δ-феррита, неметаллических включений и характером границ зерен, обусловленными различными условия обработки, используемые для получения текстур. 32  Другими словами, кристаллографическая текстура часто может быть вторичной по отношению к более сильным свойствам, вызывающим коррозию, что важно, учитывая контролирующую роль дефектов в коррозии AM SS, что будет обсуждаться позже. Однако в отсутствие этих сильных особенностей Шарьяри и др. обнаружили, что для высокочистого 304L в 1 М NaCl ориентации зерен с самой высокой атомной плотностью (например, {111} и {100}) были наиболее устойчивы к точечной коррозии. посвящение. 36  Таким образом, при условии, что в AM SS могут быть сведены к минимуму сильные признаки возникновения питтинга, такие как пористость и вторичные фазы, контроль текстуры может быть выгодным для коррозионной стойкости.Разработка текстур с помощью AM также может быть способом смягчения EAC в определенных средах. 37-38

За исключением систем с чистым металлом или условий с большим переохлаждением, микроструктуры затвердевания, образованные исключительно плоскостным фронтальным затвердеванием, обычно не наблюдаются. Скорее ячеистые или дендритные структуры образуются во время затвердевания в результате нестабильности или разрушения плоской поверхности раздела твердое тело/жидкость.Как впервые было предложено Чалмерсом, такая нестабильность, вызванная конституциональным переохлаждением, является результатом богатого растворенными веществами пограничного слоя, в котором плоский фронт выступает наружу в жидкость, что приводит к ячеистым и/или дендритным структурам, наблюдаемым в микроструктурах затвердевания, включая металлическую добавку. 39 

Образующиеся в результате затвердевания микроструктуры AM хорошо видны при микроскопическом исследовании после металлографической подготовки и химического травления, рис. 4.Перераспределение растворенного вещества во время затвердевания по ячейке и дендритам, рис. 3(c), приводит к пространственно-гетерогенной реакции с химическим травителем, таким образом раскрывая структуру. Перераспределение растворенных веществ зависит от термодинамических факторов, таких как состав сплава SS, а также от соответствующих кинетических факторов, таких как скорость охлаждения, контролируемая параметрами процесса AM. Исследования, проведенные более 30 лет назад в отношении быстрого затвердевания сварных швов из нержавеющей стали, включая поведение при разделении и превращения в твердом состоянии, до сих пор служат технической основой для интерпретации микроструктуры в нержавеющей стали AM. 22,40-43

РИСУНОК 4.

(a) Изображение протравленной субструктуры SLM 316L в обратно рассеянных электронах (BSE) и (b) светлопольное TEM-изображение дислокационной структуры на стенках ячеек в SLM 316L. Перепечатано с разрешения Saeidi, et al. 52 

РИСУНОК 4.

(a) Изображение протравленной субструктуры SLM 316L в обратно рассеянных электронах (BSE) и (b) светлопольное TEM-изображение дислокационной структуры на стенках ячеек в SLM 316L.Перепечатано с разрешения Saeidi, et al. 52

Еще одной уникальной особенностью микроструктур затвердевания AM SS является наличие субструктуры дислокаций, которая обычно морфологически соответствует микроструктуре затвердевания (т. е. ячеистой или дендритной микроструктуре), рисунок 4(b). Об этих сетях дислокаций в нержавеющей стали сообщалось Lui, et al., 44  , однако о наличии подобных субструктур дислокаций впервые сообщалось в технической литературе для дуговых сварных швов из нержавеющей стали 316 (UNS S31600) еще в 1982 году компанией Foulds. 45-46  Дендриты в металле шва соответствовали «субзернам», разориентированным менее чем на 1° с дислокациями, аккомодирующими несоответствие. Эта дислокационная субструктура, впервые обнаруженная в сварных швах из аустенитной нержавеющей стали, по механизму похожа на ту, что наблюдается в микроструктуре AM SS, хотя и с относительно более мелкими характерными размерами, соответствующими более высокой скорости охлаждения.

Влияние затвердевания основания на коррозионное поведение зависит как от характеристик основания, так и от коррозионной среды.В средах, которые способствуют пассивному поведению, таких как среда с нейтральным хлоридом или разбавленной кислотой, несколько исследователей предположили, что границы субзерен в SLM аустенитной нержавеющей стали служат для улучшения характеристик пассивной пленки таким же образом, как это предлагается для измельчения нанокристаллического зерна нержавеющих сталей. 47-50  В частности, было предложено, чтобы границы субзерен повышали пассивность за счет обеспечения высокой плотности предпочтительных центров зародышеобразования оксидов, которые способствуют и улучшают барьерные характеристики. 48  Lodhi и др., например, приписали в 10 раз более низкую плотность пассивного тока, измеренную во время анодной потенциодинамической поляризации на SLM, по сравнению с деформируемым 316L в слабых (<0,1 M) растворах серной кислоты (H 2 SO 4 ) к эффекту этой подструктуры. 47  В нейтральных хлоридных средах сообщалось о более низких значениях пассивной плотности тока и, в некоторых случаях, о повышенном импедансе оксида по сравнению с ковкой. 49-50  Однако в других исследованиях эти тенденции либо не проявляются, либо сообщается об обратной зависимости. 19,51  Одной из возможных причин таких неоднозначных результатов является то, что электрохимическое поведение, измеренное с использованием объемных методов (например, 1 см 2 тестовых площадей), может спутать электрохимические вклады субструктуры с эффектами других микроструктурных особенностей, которые могут доминировать в отклике, таких как поры. 19,51  Различия в профилях толщины и состава естественного оксида на SLM по сравнению с деформируемым 316 L, по нашему мнению, не очевидны из-за неопределенности используемых методов анализа – оптической эмиссионной спектроскопии тлеющего разряда и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. (XPS). 49-50  Дополнительные электрохимические данные, такие как кинетика репассивации, наряду с более подробными исследованиями, в которых исследуются факторы материала по отдельности (например, остаточное напряжение, дефекты), помогут дополнительно выяснить взаимосвязь между подструктурой и пассивностью.

Среды, способствующие активной коррозии, такие как сильно окисляющие или кислотные условия, могут вызывать избирательное разрушение основания в зависимости от степени и характера выделения растворенных веществ.Поэтому эти особенности хорошо видны при микроскопическом исследовании после металлургического травления. Например, Saeidi и соавт. сообщили о предпочтительном травлении внутренней части клеток SLM 316L, сегрегированных растворенным веществом (Cr, Mo), после воздействия 2% плавиковой кислоты (HF) и 8% азотной кислоты (HNO 3 ), рисунок 4(a ). 52  Trelewicz и соавт. предположили, что наблюдаемое распределение Мо на границах клеток отвечает за растворение SLM 316L типа, контролируемого активацией, во время анодной потенциодинамической поляризации выше потенциала разомкнутой цепи (OCP) при комнатной температуре 0.1 М соляной кислоты (HCl), но без прямых доказательств. 53  Вполне возможно, что за такое поведение могли быть ответственны другие особенности, такие как пористость. Другие сообщают об избирательной атаке внутренних частей клеток, обедненных Cr и Mo, внутри ямок после анодной поляризации в нейтральном растворе хлорида. 19,54  Накао и Нисимото продемонстрировали аналогичное предпочтительное воздействие первичной аустенитной затвердевающей основы для LSM 904L SS (UNS N08904) в хлориде железа. 55-56  Кроме того, они продемонстрировали, что устойчивость к точечной коррозии (потенциал точечной коррозии и критическая температура точечной коррозии) этого же материала в растворе хлорида железа увеличивалась с уменьшением уровней микросегрегации Ni и Cr в субструктуре затвердевания, рис. 5.Степень сегрегации растворенного вещества контролировали изменением скорости сканирования во время лазерного переплавления.

РИСУНОК 5.

Взаимосвязь между потенциалом питтинговой коррозии и количеством Cr и Mo (индекс питтинговой коррозии), измеренным в ядрах дендритов затвердевающей подструктуры LSM SS 904L. Связь между составом сердцевины и скоростью сканирования (v) при лазерном переплаве указана стрелкой. Адаптировано из Накао и Нишимото. 55 

РИСУНОК 5.

Взаимосвязь между потенциалом питтинга и количеством Cr и Mo (индекс питтинга), измеренным в сердцевинах дендритов затвердевающего основания LSM SS 904L. Связь между составом сердцевины и скоростью сканирования (v) при лазерном переплаве указана стрелкой. Адаптировано из Накао и Нишимото. 55 

В то время как высокая скорость охлаждения SLM часто стабилизирует однофазное затвердевание первичного аустенита, сравнительно более низкая скорость охлаждения DED может привести к различному характеру затвердевания имеющегося в продаже порошка аустенитной нержавеющей стали.Было замечено, что первичное затвердевание феррита с сохранением внутриклеточного/внутридендритного δ-феррита оказывает значительное влияние на коррозионную стойкость DED 304L и 316L, 5,18,57  . внутридендритный δ в 304L в 0,6 М NaCl контролировал сопротивление пробоя DED 304L. 18  Пробойный потенциал материала, полученного с погонной энергией 0,45 кДж/мм (скорость охлаждения 10  К/с), был в среднем на 100 мВ ниже, чем у материала, полученного с 0.03 кДж/мм (10 4 К/с). Более низкий потенциал пробоя для материала с более высокой мощностью объясняется меньшим/меньшим значением δ и большей сегрегацией растворенных веществ на границах δ/γ. Также, в отличие от СЛМ 304Л и 316Л, пробивной потенциал ДЭД 304Л был сравним с кованым. Авторы предположили, что любому положительному влиянию уменьшения размера неметаллических включений на потенциал пробоя, как видно в SLM ( Неметаллические включения , раздел 3.4), по сравнению с деформируемым, вероятно, противодействует восприимчивость, вызванная δ и сегрегацией растворенных веществ.Zeitala сообщил о более низком потенциале пробоя DED 316L по сравнению с деформируемым, также объясняя разницу наличием δ и сегрегации растворенных веществ.

РИСУНОК 6.

(a) Элементные карты BSE и (b, c) WDS DED 304L, демонстрирующие сохранившийся внутриклеточный δ-феррит с повышенным содержанием Cr и Ni; SE-изображение того же материала после испытания на стойкость к двухконтурной электрохимической поляризации, показывающее углубления аустенита, окружающие δ-феррит (яркий).Перепечатано из Melia, et al. 18 

РИСУНОК 6. Элементные карты

(а) BSE и (б, в) WDS для DED 304L, демонстрирующие сохранившийся внутриклеточный δ-феррит с повышенным содержанием Cr и Ni; SE-изображение того же материала после испытания на стойкость к двухконтурной электрохимической поляризации, показывающее углубления аустенита, окружающие δ-феррит (яркий). Перепечатано из Melia, et al. 18 

Эти первоначальные исследования в сочетании с исследованиями автогенной лазерной сварки плавлением и лазерным плавлением поверхности с аналогичной микроструктурой свидетельствуют о том, что более крупные и многочисленные особенности δ, сопровождаемые химической микросегрегацией на границе раздела δ/γ, могут снизить коррозионную стойкость аустенитной нержавеющей стали. 58-61  Однако эта тенденция нарушается, если принять во внимание большое количество феррита (например, 50%) в дуплексной нержавеющей стали, которая обладает высокой коррозионной стойкостью по сравнению с аустенитной нержавеющей сталью, несмотря на аналогичный эквивалент сопротивления точечной коррозии. 62-63  Отсутствует целостное понимание того, как количество и дельта распределения, а также характер границ раздела δ/γ влияют на коррозионное поведение. Тем не менее, полученные на сегодняшний день результаты показывают, что для аустенитной нержавеющей стали коррозионная стойкость в средах, способствующих активной коррозии, может быть повышена за счет более высоких скоростей затвердевания, составов, препятствующих сегрегации, или термической обработки. 64 

Уникальная структура затвердевания AM SS также может оказывать значительное влияние на его поведение в EAC. Хотя исследований, непосредственно изучающих роль этих свойств в EAC, немного, в недавнем исследовании, проведенном Конгом и др., сообщается, что SLM 316L обладает превосходной стойкостью к водородному повреждению (т. е. мартенситному превращению) по сравнению с его ковким аналогом. 65  Они объяснили это тем, что дислокационная субструктура обеспечивает высокое формирующее напряжение для мартенситного превращения.В условиях облучения Сонг и др. обнаружили, что SLM 316 в растворе имеет лучшую радиационную устойчивость и меньшую подверженность коррозионному растрескиванию под напряжением (SCC) под действием облучения, чем SLM 316L со снятым напряжением (650°C в течение 2 ч) из-за нестабильности остаточного дислокационная субструктура в материале, снятом напряжением. 37 

Границы ванн расплава (MPB) очерчены различиями в ориентации, размере и морфологии зерен или субзерен, рисунки 3 (a) и (b).Эти различия возникают из-за взаимодействия между эпитаксиальным ростом и скоростью затвердевания и температурными градиентами в ванне расплава наряду с укрупнением в зоне термического влияния. 66  Отсутствие пор плавления также может возникнуть вдоль MPB, если расстояние между дорожками слишком велико для достаточного перекрытия. Были представлены некоторые данные, свидетельствующие о том, что MPB могут демонстрировать неравномерное распределение остаточных напряжений 67 и, возможно, химическую сегрегацию, но подробная информация об этих характеристиках отсутствует.Их уникальная природа, однако, очевидна в том, что границы ванн расплава избирательно разрушаются окисляющими, кислыми средами, такими как травители, которые делают их отчетливо видимыми.

Проведенные на сегодняшний день исследования показывают, что MPB могут играть важную роль в коррозии, особенно в случае сильно окисляющих, кислых условий, включая среды типа щелей. 51,68-69  Сообщалось об избирательной атаке границ ванны расплава как в тестах на сенсибилизацию SS, так и во время анодной поляризации в хлоридной среде.Macantangy и соавт. обнаружили, что углубление MPB в SLM 316L произошло в результате травления персульфатом после стандартного теста на чувствительность. 69  Они предположили, основываясь на анализе рентгеновской дифракции (XRD) и характеристиках травления после отжига, что канавки, вероятно, не были вызваны осаждением карбида хрома. Они предположили, что это может быть связано с образованием сигма-фазы или нитрида хрома во время сборки, и что необходим более подробный анализ MPB. Другие сообщали об аналогичном селективном канавировании MPB SLM 316L с помощью травителя щавелевой кислоты или FeCl 3 (ASTM G48), 51,68  , рис. 7.Кроме того, Zhou, et al.,  51 , сообщили, что питтинг преимущественно возникал на MPB во время анодной поляризации в 3,5 % масс. NaCl. Они предположили, что повреждение MPB было вызвано неоднородной микроструктурой, порами, остаточным напряжением и нестабильными неметаллическими элементами в MPB, но без окончательных доказательств. Дальнейшее выяснение происхождения селективной атаки MPB и ее роли в локальной коррозии и EAC критически важно для понимания надежности AM SS.

РИСУНОК 7.

Изображение во вторичных электронах, на котором показаны подрезы и выборочное воздействие на границы ванн расплава (рыбьи чешуйки) после воздействия на полированный SLM 316L 6 мас.% FeCl 3 при 55°C (ASTM G48) в течение 2 дней. Перепечатано из Prieto, et al. 68 

РИСУНОК 7.

Вторичное электронное изображение, показывающее подрезание и выборочное воздействие на границы расплавленной ванны (рыбьи чешуйки) после воздействия на полированный SLM 316L 6% масс. FeCl 3 при 55°C (ASTM G48) в течение 2 д. Перепечатано из Prieto, et al. 68

Природа и распределение неметаллических включений в порошковой АМ НС, таких как оксиды и сульфиды, значительно отличаются по составу, размеру и форме от их обычных термомеханически обработанных аналогов. На рис. 8 показаны характеристики включения AM и обычной кованой нержавеющей стали. Как видно на этом рисунке, включения обычных сплавов коммерческой чистоты обычно имеют размер порядка от 1 мкм до 10 мкм и могут различаться по форме в зависимости от способа обработки (например,г., сферический, многогранный, стрингерный). Сульфиды с высоким содержанием марганца и включения оксидов Al, Mg, Mn, Si, Ca, Cr наиболее распространены в традиционно получаемых SS и, как известно, действуют как предпочтительные места зарождения ямок. 70-73  Относительно высокая скорость затвердевания при обработке DED и SLM подавляет рост и приводит к образованию мелкодисперсных сферических включений оксидов с высоким содержанием кремния и марганца, обычно диаметром <1 мкм для широкого спектра сплавов. Такие включения морфологически аналогичны тем, которые обнаруживаются в сварных швах, хотя и значительно меньше из-за высоких скоростей охлаждения АМ, Таблица 2. 20,74-79  Исследования атомным зондом и электронной микроскопией идентифицировали эти включения как в основном оксиды в аустенитных SLM и DED SS без признаков дискретных включений с высоким содержанием MnS в готовых компонентах. 2,20,80  Эти оксиды преобладают в микроструктурах AM отчасти из-за обычно повышенного содержания кислорода в готовом материале, происходящем из исходного сырья и атмосферы камеры сборки (см. Порошковое исходное сырье , раздел 4). 20,80  Влияние этих различий на относительное коррозионное поведение теперь будет обсуждаться с акцентом на аустенитную нержавеющую сталь, исследования которой на сегодняшний день были сосредоточены.

РИСУНОК 8.

BSE-изображения (a) включений MnS и (b) оксидов в традиционно обработанном 316L и (c) изображение, полученное с помощью сканирующей просвечивающей электронной микроскопии (STEM) субструктуры SLM 304L с вставкой HAADF/EDS, показывающей типичные оксидные включения. Перепечатано из Buillemin, et al., 199  и Zheng, et al. 70 

РИСУНОК 8.

BSE-изображения (a) включений MnS и (b) оксидов в традиционно обработанном 316L и (c) изображение, полученное с помощью сканирующей просвечивающей электронной микроскопии (STEM) субструктуры SLM 304L с вставкой HAADF/EDS, показывающей характерные оксидные включения.Перепечатано из Buillemin, et al., 199  и Zheng, et al. 70

Включения, богатые MnS, в обычных аустенитных нержавеющих сталях являются сильными предпочтительными местами зарождения питтинга и могут контролировать поведение метастабильного питтинга и разрушения питтинга. 81  Хотя механистические детали обсуждаются, широко признано, что растворение на краях этих включений приводит к окклюзированным областям, которые способствуют образованию агрессивной химии ямок.Производство сульфидов и тиосульфатов в результате этого процесса может вызвать осаждение серной корки над областью включения, которая еще больше ограничивает яму. Полученный в результате химический состав сульфидов внутри ямы был предложен для поддержки стабильного распространения ямы. 70,82-83  Многочисленные исследования LSM и высокочистой нержавеющей стали установили сильную корреляцию между меньшими размерами включений MnS и более высоким потенциалом точечной коррозии в нейтральной хлоридной среде. 61,84-85  McCafferty и Moore были одними из первых, кто показал, что лазерное поверхностное плавление аустенитной нержавеющей стали может повысить устойчивость к точечной коррозии, увеличивая потенциал точечной коррозии (E pit ) деформируемого сплава 304 по меньшей мере на 200 мВ в 0.1 М NaCl. 86  Они объяснили это уменьшением масштаба или устранением включений MnS. С тех пор несколько исследователей сообщили, что характерный размер отдельных сульфидных включений менее примерно 1 мкм слишком мал, чтобы способствовать зарождению и росту ямок в нейтральной хлоридной среде. 85,87-89

Как и исследования LSM, несколько исследований продемонстрировали значительно более высокий потенциал питтинга аустенитного AM SS в растворах хлоридов по сравнению с обычным материалом (часто сотни мВ), что объясняется уменьшением количества оксидов и аннигиляцией включений, богатых MnS. 2,18-19,48,90-92  Оксидные включения в обычной нержавеющей стали могут служить более слабыми участками преимущественной питтинговой коррозии в некоторых средах, но, возможно, они слишком малы в AM SS, чтобы поддерживать питтинг. 18  Превосходная стойкость к точечной коррозии аустенитной нержавеющей стали, лишенной включений MnS > 1 мкм, но все же содержащей включения оксидов, свидетельствует об их слабой роли в разбавленных нейтральных растворах хлоридов. 18,85  Однако в более агрессивных условиях несколько исследований показали, что преимущественное зарождение и рост ямок на границе оксид/матрица для включений в традиционно обработанных 304 или 316 в агрессивных условиях, таких как концентрация, повышенная температура, кислотность или окисляющие растворы хлора. 70,93-94  В других исследованиях не сообщалось о преимущественном воздействии оксидов в аналогичных агрессивных условиях. 94-95  Поведение питтинга также, вероятно, зависит от размера, формы и фазы оксида, как предположили Бейкер и Касл. 93 

Немногие исследователи непосредственно изучали роль оксидов в питтинговом поведении AM SS. 18,48  Schaller и др. обнаружили, что потенциал питтинга SLM 304L в растворах NaCl (до 1 M) на сотни мВ выше, чем у деформируемого сплава 304L высокой чистоты, в котором отсутствуют включения MnS, наблюдаемые с помощью СЭМ/ЭДС. 19  Это произошло несмотря на то, что материал SLM имеет пористость 0,3%, что может отрицательно сказаться на возможной точечной коррозии, как будет обсуждаться в разделе Объемные дефекты . В отсутствие обнаруживаемого MnS в кованом материале авторы предположили, что превосходная стойкость к точечной коррозии была обусловлена ​​гораздо более мелкими оксидными включениями материала SLM по сравнению с кованым (диаметр от 5 до 20 нм по сравнению с диаметром от 2 до 4 мкм, соответственно). Мелиа и др. обнаружили потенциал питтинга DED 304L (от 40 частей на миллион по весу до 60 частей на миллион по весу S) в 0.6 M NaCl аналогичен содержанию нересульфурированного (<10 весовых частей на миллион S) деформируемого 304L без наблюдаемого MnS. 18  Они предположили, что присутствие значительного количества дельта-феррита в материале DED (∼2 об.%) контролирует потенциал пробоя и, вероятно, противодействует любому положительному эффекту образования отложений оксидных включений. Они также изучили места повреждения точечной коррозии на полированных образцах DED после короткой анодной выдержки и обнаружили, что в большинстве случаев коррозия была связана с дельта-ферритом в материале. Они сообщили, что в редких случаях питтинг возникал на оксидах.Сравнение морфологии коррозии, наблюдаемой в их работе, с коррозией, наблюдаемой для более крупных оксидных включений в традиционно обработанном материале, показано на рисунке 9.

Рис. 9 Адаптировано из Melia, et al. 18,93 

РИСУНОК 9.

Коррозионное воздействие, подрезающее оксидные включения в (а) деформируемом 316L и (b) ДЭД 304L после воздействия окисляющих, хлоридных сред.Адаптировано из Melia, et al. 18,93 

Одним из объяснений эффекта масштабирования оксидов, полученного по результатам этих исследований, является то, что сферическая природа и размер оксидов АМ не способствуют созданию условий для распространения питтинга. Ямки, растущие вокруг наноразмерных включений, могут быстро подрезать их, прежде чем стать достаточно большими, чтобы превратиться в стабильные ямки, что сводит на нет любой положительный эффект окклюзионной химии, рис. 9.Несмотря на очевидный положительный эффект аннигиляции или уменьшения включений, а также с учетом повсеместного присутствия оксидов в металлических материалах АМ, существует необходимость в лучшем механистическом понимании масштабного эффекта размера, формы и химической природы неметаллических включений на коррозионное поведение внутри контексте порошкового АМ. Это особенно важно, учитывая характер осаждения включений и укрупнения, о которых сообщалось после обработки отжигом на твердый раствор (см. Термическая обработка , раздел 5.1).

Известно, что неметаллические включения значительно влияют на поведение ЭАС традиционно обработанной нержавеющей стали в определенных средах, но для АМ металлов им уделялось мало внимания. Первоначальное исследование SCC SLM 316L, проведенное Лу и др., показало, что оксиды, богатые кремнием, вдоль границ зерен преимущественно растворяются и, по-видимому, способствуют росту трещин и их разветвлению в высокотемпературной воде. 76  Аналогичные пагубные последствия растворения включений как для зарождения трещин, так и для роста SCC в высокотемпературной воде также были зарегистрированы для 316L, обработанного традиционным способом. 96-97  Кроме того, в зависимости от формы, размера и распределения включения могут служить поглотителями водорода или облегчать проникновение водорода, повышая восприимчивость к водородному охрупчиванию. 98-99  С другой стороны, улучшенная стойкость некоторых SLM SS к точечной коррозии, обеспечиваемая уменьшением масштаба или аннигиляцией включений, может также подавлять зарождение трещин в солевых средах. Роль включений в коррозионной усталости является еще одним критически нерешенным пробелом в знаниях, поскольку несколько исследований продемонстрировали, что мелкодисперсные оксиды в порошковой АС могут снижать ударную вязкость, пластичность и усталостную долговечность, выступая в качестве мест зарождения трещин. 12 100 

Отсутствие плавления, поры и трещины являются распространенными дефектами в металлах AM и могут неблагоприятно влиять на коррозионные свойства. Типичные характеристики этих дефектов и их происхождение при обработке приведены в Таблице 3. Непроплавленные пустоты (LOF) обычно имеют извилистую форму, могут содержать острые края, распространяться через несколько ванн расплава и содержать частично расплавленные частицы порошка, как показано на рисунке 10.Напротив, газовые поры обычно имеют эллипсоидальную форму, хотя некоторые поры, образовавшиеся в результате схлопывания замочной скважины, могут иметь неправильную форму.

Таблица 3. Характеристики дефектов

AM и факторы критической обработки 12,16,183-184 

РИСУНОК 10.

(a) Вторичное электронное изображение отсутствия пор плавления и газовых пор в SLM 316L и схематичное иллюстративное поперечное сечение (b) отсутствия пор плавления и (c) газовой поры.

РИСУНОК 10.

(a) Вторичное электронное изображение отсутствия пор плавления и газовых пор в SLM 316L и схематичное иллюстративное поперечное сечение (b) пор отсутствия плавления и (c) газовой поры.

Неправильная геометрия пустот LOF может привести к образованию закрытых областей щелевого типа, которые способствуют развитию агрессивной химической коррозии и падению ИК-излучения со значительным ущербом для коррозионной стойкости.Несколько исследований показали, что пустоты LOF могут служить сильными предпочтительными местами для коррозионного воздействия и контролировать потенциал пробоя в первом порядке. 18-19,101-104  Schaller и др. сообщили, что активная коррозия SLM 17-4 PH (состояние H900) при комнатной температуре 0,6 M NaCl была вызвана исключительно щелевой коррозией, происходящей в пустотах LOF, рис. 11. 101  Они также продемонстрировали, что, исключив отсутствие пор плавления, стойкость материала к точечной коррозии может быть восстановлена ​​до уровня, аналогичного кованому материалу H900 17-4 PH.Мелиа и др. показали, что наличие даже одной пустоты LOF в DED 304L может уменьшить E b на 400 мВ по сравнению с областями без LOF. 18  Хотя геометрия, вероятно, является основным фактором предпочтительной атаки LOF, микроструктура и химический состав беспористой поверхности также могут играть роль. Например, Мелиа и др. сообщили о более крупной субструктуре δ-феррита вблизи поверхности некоторых пор LOF в DED 304L, что может повлиять на возникновение питтинга и репассивацию.

РИСУНОК 11.

(a) Накопление продуктов коррозии из-за отсутствия пор плавления в SLM 17-4 PH после 7-дневного погружения в покоящийся 0,6 M NaCl и (b) поведение анодной поляризации того же материала в 0,6 M NaCl с использованием микроэлектрохимической ячейки по площадям с (>50 мкм) и без (<10 мкм) отсутствия пор сплавления по сравнению с деформируемым 17-4 PH. Перепечатано из Schaller, et al. 101 

РИСУНОК 11.

(a) Накопление продуктов коррозии над порами, не имеющими расплава, в SLM 17-4 PH после 7-дневного погружения в покоящийся 0.6 M NaCl и (b) поведение анодной поляризации того же материала в 0,6 M NaCl с использованием микроэлектрохимической ячейки на участках с (> 50 мкм) и без (<10 мкм) отсутствия пор плавления по сравнению с кованым 17-4 PH. Перепечатано из Schaller, et al. 101

Эллипсоидальные газовые поры также могут способствовать локальной коррозии, особенно частично закрытые, как показано на рис. 10(b), но проведенные на сегодняшний день исследования показывают, что они могут играть меньшую роль по сравнению с более извилистыми пустотами LOF. 18-19,102-105  Дуан и др. продемонстрировали, что ямки могут образовываться и стабильно расти из частично закрытых газовых пор во время анодной поляризации SLM 316L в нейтральном растворе хлорида натрия. 105  Мелиа и соавт. не обнаружили прямых доказательств образования ямок из газовых пор (не частично закрытых) в LOF без пустот DED 304L, вместо этого сообщая о возникновении на оксидных включениях или δ-феррите. 18  Аналогичным образом Schaller и соавт. не обнаружили свидетельств локализации язв в газовых порах после анодной поляризации SLM 304L в нейтральном хлориде натрия, а вместо этого наблюдали всю коррозию, происходящую в пустотах LOF. 19 

В нескольких исследованиях AM SS изучалась взаимосвязь между общей пористостью и коррозионной стойкостью, но общие тенденции между ними не очевидны. Общая пористость, называемая здесь пористостью, обычно определяется как измеренная плотность сыпучего материала, деленная на его теоретическую плотность. На практике очень сложно получить материал полной плотности, но SLM SS с <0.Обычно сообщается о 1% пористости. 106-107  Адаптация плотности энергии построения (мощность лазера/скорость сканирования, уравнение [1]) является общепринятой стратегией обработки для контроля пористости, при этом более высокие энергии обычно дают меньшую пористость LOF. 12  Однако слишком высокая плотность энергии может привести к пористости, 16,106  Таблица 3. В нескольких исследованиях с помощью изменения скорости сканирования и мощности лазера изучалось влияние пористости на электрохимическое поведение SLM 316L в солевых растворах.Сравнение результатов этих исследований не показывает четких тенденций коррозионного поведения в зависимости от пористости, как показано на рисунке 12. На рисунке 12 показаны некоторые случаи, такие как Suryawanshi, et al., 90  , где потенциал пробоя (E b ) значительно увеличивается с пористостью. В других случаях, таких как Sander, et al., , четкой тенденции не наблюдается. Расхождения в этих тенденциях, вероятно, связаны с сильной зависимостью размера пор и пустот, морфологии и распределения от параметров строения и характеристик исходного сырья, что не отражается метрикой пористости.То, как поры обнажаются на поверхности во время коррозионных испытаний (например, геометрия поперечного сечения), уровень полировки и наличие остаточного мусора в порах, также являются возможными факторами. Аналогичные расхождения между пористостью и коррозионной стойкостью были зарегистрированы для PM SS и связаны с различными характеристиками пор в пространстве параметров. 108  Лучшее понимание влияния условий обработки и исходного материала на морфологию и распределение пор и пустот и, в свою очередь, причинно-следственной связи между восприимчивостью к коррозии и этими факторами поможет в квалификации параметров обработки и деталей.

РИСУНОК 12.

Сводка средних потенциалов пробоя относительно пористости, измеренных в нейтральных растворах NaCl или искусственной жидкости организма (SBF) при повышенной или комнатной температуре (RT). 4,6-7,90,104 Скорость сканирования во время анодной поляризации для всех данных составляла от 0,167 мВ/с до 1 мВ/с. Столбики погрешностей, если они есть, указывают на одно стандартное отклонение.

РИСУНОК 12.

Сводка средних потенциалов пробоя относительно пористости, измеренных в нейтральных растворах NaCl или смоделированной жидкости организма (SBF) при повышенной или комнатной температуре (RT). 4,6-7,90,104 Скорость сканирования во время анодной поляризации для всех данных составляла от 0,167 мВ/с до 1 мВ/с. Столбики погрешностей, если они есть, указывают на одно стандартное отклонение.

Влияние дефектов на поведение ЭАС металлов АМ остается относительно неясным. Лу и др. сообщили, что темпы роста SCC в отожженном на твердый раствор SLM 316L с пористостью 0,3% были на порядок выше, чем в горячем изостатическом прессовании (HIP) и отожженном на твердый раствор SLM 316L с пористостью 0,3%.08% пористость в высокотемпературной воде. 109  Это говорит о том, что увеличение пористости SLM 316L может увеличить скорость роста трещин в высокотемпературной воде. Помимо того, что они способствуют зарождению трещины, возможно, что определенные пустоты или поры могут служить для эффективного притупления вершины трещины.

Качество поверхности, как правило, является основным недостатком деталей AM, особенно для коррозионных применений, поскольку процессы на основе порошка обычно дают шероховатую и сильно дефектную поверхность.Хотя отделка после сборки может использоваться для адаптации характеристик поверхности, как обсуждается в Отделка поверхности , раздел 5.3, во многих случаях желательна поверхность в состоянии после изготовления, особенно для приложений чистой формы. Кроме того, для сложных деталей с внутренними поверхностями, таких как решетчатые конструкции, обычная обработка поверхности либо слишком дорога, либо неэффективна.

Существует несколько типов поверхностных дефектов, потенциально влияющих на коррозию, включая комкообразование, частично расплавленные частицы порошка и ступенчатость.Слипание — это образование затвердевших капель вдоль траектории расплава в результате разрушения ванны расплава из-за неустойчивости Рэлея. 110  Лестничный марш характеризуется ступенчатыми особенностями, вызванными аппроксимацией наклонных поверхностей (например, кривизны) послойно. 100 

Характер и распределение этих элементов в пределах одной сборки в значительной степени зависят от угла поверхности по отношению к направлению сборки (угол наклона), как показано на рисунке 13.Количество частично оплавленных частиц порошка и пустот, а, следовательно, и шероховатость поверхности увеличивается с увеличением угла наклона. 111  Подвисающие (нижние) поверхности, обычно имеющие наибольшее количество. Гофрированный след расплава наиболее заметен под малыми углами, например, на относительно гладкой верхней поверхности, где частицы порошка минимальны. Эти различия также отражены в поперечных сечениях, показанных на рисунке 13, с различной степенью шероховатости и щелевидными элементами. Частично расплавленные частицы также могут сохранять первоначальную микроструктуру, как видно на картах с обратной полюсной фигурой.Дефекты особенно заметны для небольших элементов с большой кривизной, таких как тонкие решетчатые стойки. Поверхности DED имеют некоторые из тех же характеристик, но, как правило, имеют большую амплитуду волнистости и более шероховатую поверхность (R a > 10 1 мкм), чем SLM, отчасти из-за большей ванны расплава. 112-113

РИСУНОК 13.

Характеристики поверхности SLM 316L в зависимости от угла наклона сборки.Показанный центр представляет собой напечатанную призму в виде параллелепипеда. Топография различных лиц показана на изображениях SE в плане и связанных с ними микрофотографиях BSE (оттенки серого) и картах обратных полюсных фигур EBSD (цвет) поперечных сечений этих поверхностей. Длина верхнего края призмы, показанной в центре, составляет 15 мм. Дополнительные сведения о материалах приведены в Melia, et al. 116 

РИСУНОК 13.

Характеристики поверхности SLM 316L в зависимости от угла наклона сборки.Показанный центр представляет собой напечатанную призму в виде параллелепипеда. Топография различных лиц показана на изображениях SE в плане и связанных с ними микрофотографиях BSE (оттенки серого) и картах обратных полюсных фигур EBSD (цвет) поперечных сечений этих поверхностей. Длина верхнего края призмы, показанной в центре, составляет 15 мм. Дополнительные сведения о материалах приведены в Melia, et al. 116 

Несколько коррозионных исследований, в ходе которых были непосредственно исследованы поверхности AM в исходном состоянии, выявили значительно сниженную стойкость по сравнению с традиционно обработанным материалом и объяснили это щелевидной геометрией поверхностной пористости. 18,114-116  Недавнее исследование, проведенное Мелиа и др., показало, что средние потенциалы пробоя готовых поверхностей SLM 316L были как минимум на 400 мВ ниже, чем у полированной поверхности того же материала в 0,6 М NaCl. 116 Кроме того, E b широко варьировался в зависимости от угла наклона поверхности: шероховатые нижние поверхности в среднем на 550 мВ ниже, чем самые эффективные и гладкие верхние поверхности, рис. 14. Зависимость от угла наклона объяснялась относительным количеством и характером щели. -подобная пористость, как показано на рисунке 13.Роль микроструктурных особенностей, связанных с частично расплавленным порошком, включая сохранившуюся микроструктуру порошка и поверхностные оксиды, наряду с сильно локализованными остаточными напряжениями, осталась неизученной, но также может быть фактором, влияющим на поведение поверхности после сборки. Другой неизученной областью для нержавеющих сталей является влияние исходной поверхности на EAC, которое, как было показано, отрицательно сказывается на других сплавах AM. 115 

РИСУНОК 14.

(a) Поведение анодной поляризации и (b) потенциалы пробоя SLM 316L с различной ориентацией поверхности после печати, механически отшлифованной поверхности SLM 316L и кованой 316L. Используемый материал SLM показан на рисунке 13. Адаптировано из Melia, et al. 116 

РИСУНОК 14.

(a) Поведение анодной поляризации и (b) потенциалы пробоя SLM 316L с различной ориентацией поверхности после печати, механически отшлифованной поверхности SLM 316L и кованой 316L. Используемый материал SLM показан на рисунке 13.Адаптировано из Melia, et al. 116 

Существует несколько возможных способов снижения влияния дефектов на коррозионную стойкость и устойчивость к EAC, включая исходное сырье, процесс и состав сплава. Шероховатость поверхности, как правило, сильно зависит от частично расплавленных частиц порошка и увеличивается с увеличением исходного размера порошка, рис. 15(а). Увеличение тепловложения также может уменьшить шероховатость поверхности, рис. 15(b).Обработка поверхности в процессе обработки с помощью стратегий контурного сканирования является еще одной возможной стратегией уменьшения шероховатости. Было продемонстрировано, что лазерное переплавление во время сборки SLM значительно снижает пористость и улучшает качество поверхности верхних поверхностей. Эта стратегия включает в себя повторное сканирование лазером расплавленного рисунка, таким образом, его повторное плавление перед добавлением следующего слоя порошка. Яса и др. продемонстрировали снижение объемной пористости в SLM 316L с 0,8 об. % до 0,03 об. % и снижение содержания R и на 90 % на верхних поверхностях (с 15 мкм до 3 мкм R и ). 117  Несмотря на очевидную эффективность, переплавка во время сборки происходит за счет времени производства. Кроме того, неясно, насколько эффективна эта стратегия на наклонных или нижних поверхностях, где расплавленная ванна всегда граничит с нерасплавленным слоем порошка.

РИСУНОК 15.

Влияние (а) тепловложения и (б) диаметра порошка на шероховатость поверхности сборки SLM. Перепечатано из DebRoy, et al. 12 

РИСУНОК 15.

Влияние (а) тепловложения и (б) диаметра порошка на шероховатость поверхности сборки SLM. Перепечатано из DebRoy, et al. 12

Другим способом смягчения негативного воздействия поверхностных и объемных дефектов является использование более коррозионностойких составов сплавов. Сплавы с повышенным содержанием Cr, Mo и N (например, 904L), на что указывает показатель эквивалентного числа сопротивления точечной коррозии (PREN), обычно более устойчивы к щелевой коррозии. 118-119  Добавки меди и олова в аустенитную нержавеющую сталь могут повысить пассивность и устойчивость к точечной коррозии в определенных средах, таких как серная кислота. 108  SS 304LSC и 316LSC — это сплавы этого типа, которые коммерчески используются для производства деталей из порошковой металлургии.

Лазерные процессы плавления по своей природе создают остаточные напряжения в сборных деталях, которые могут приближаться к номинальному пределу текучести материала или превышать его.Напряжения возникают из-за высоких температурных градиентов вокруг лазерного луча, быстрого охлаждения и наращивания последовательных слоев, в результате чего релаксация напряжений механически ограничивается нижележащим материалом. 120-122  Остаточные напряжения являются критической проблемой для изготовленных деталей, поскольку они могут привести к деформации чистой формы, отделению от опорной конструкции, растрескиванию или выходу из строя детали AM. Также известно, что остаточные напряжения влияют на пассивность и восприимчивость к EAC деталей AM.

Остаточные напряжения в деталях AM пространственно неоднородны и зависят от геометрии детали и процесса, но в этом отношении существуют заметные характерные тенденции. Остаточные напряжения имеют тенденцию быть сжимающими вблизи сердцевины детали и растягивающими вблизи поверхностей. 120-124  Представляет интерес в отношении образцов для испытания на коррозию то, что остаточное напряжение, как правило, наибольшее вдоль направления сборки для простых прямоугольных деталей в форме призмы после удаления из опорной плиты, таких как пластины и стойки. 120-121,123  Распределение остаточного напряжения для детали SLM 316L в состоянии сборки показано на рис. 16, где показаны некоторые из этих тенденций. Очевидны несколько областей с превышением номинального предела текучести отожженного деформируемого сплава 316L (от 200 до 400 МПа). 125 

РИСУНОК 16.

Пример остаточного напряжения в направлении наращивания (σ ss ) детали из SLM 316L после удаления с рабочей пластины: (a) контуры остаточного напряжения в поперечном сечении, измеренные с помощью нейтронной дифракции и (b) предсказанные остаточный стресс.Адаптировано из Li, et al. 200 

РИСУНОК 16.

Пример остаточного напряжения в направлении наращивания (σ ss ) детали SLM 316L после удаления с рабочей пластины: (a) контуры остаточного напряжения в поперечном сечении, измеренные с помощью нейтронной дифракции и (b) прогнозируемое остаточное напряжение. Адаптировано из Li, et al. 200 

Остаточные напряжения могут влиять на коррозионную стойкость компонентов АД и должны учитываться при проектировании, сборке и квалификации деталей.Приложенные извне сжимающие напряжения, как правило, считаются полезными для коррозионной стойкости, в то время как растягивающие напряжения, особенно на уровнях, вызывающих пластическую деформацию, способствуют коррозии. 126-128  Chao и соавт. объяснили постоянно более высокий потенциал точечной коррозии материала SLM 316L в исходном состоянии по сравнению со снятым напряжением материалом в 0,6 M NaCl различиями в остаточном напряжении при сжатии (–250 МПа по сравнению с –25 МПа). Более недавнее исследование, проведенное той же группой, показало, что отжиг для снятия напряжений SLM 316L в исходном состоянии привел к снижению потенциала точечной коррозии и увеличению плотности пассивного тока и плотности доноров оксида, особенно при 1100°C в течение 5 мин. 129  Они объяснили такое поведение снижением остаточного напряжения сжатия. По нашему мнению, возможно, что термически индуцированные микроструктурные изменения (например, осаждение включений) также могли быть способствующими факторами, как обсуждалось в «Термическая обработка» , раздел 5.1. В отличие от этих исследований, Sander и соавт. недавно сообщили об отсутствии существенной разницы в потенциале питтинга SLM 316L в исходном состоянии в 0,6 М NaCl между областями, подвергающимися растягивающему и сжимающему напряжению (от 180 МПа до -150 МПа). 130 

Градиенты остаточного напряжения в готовых аддитивных деталях следует рассматривать с точки зрения восприимчивости к EAC, особенно учитывая, что растягивающие напряжения обычно возникают на внешней стороне деталей и могут превышать номинальный предел текучести материала. Дебрюйкер сообщил о сильном растрескивании (трещины размером в несколько миллиметров) в заводской части турбины SLM 316L после 3 часов пребывания в кипящем растворе хлорида магния, рис. 17. 131  Снятие напряжения с деталей в течение 2 ч при температуре 450 °C минимизировало частоту появления трещин. Отжиг в течение 2 ч при 950°С, который обеспечил наибольшее снятие напряжений, устранил трещины даже после 78-часового погружения. В литературе отсутствуют дополнительные исследования по этой теме, но очевидна необходимость понимания и учета эффектов остаточного напряжения как на уровне деталей, так и в микроструктурном масштабе. Как и в случае с SS, обработанным традиционным способом, испытание на кипячение хлорида магния по ASTM G36 следует рассматривать как средство проверки на восприимчивость к SCC, вызванному хлоридами. 132 

РИСУНОК 17.

(a) и (b) Оптические микрофотографии трансгранулярного SCC в собранной детали SLM 316L после 3 часового погружения в кипящий раствор хлорида магния. 131  Поверхность внешней части видна в верхней части (а), включая частично расплавленную частицу порошка. Перепечатано из De Bruycker, et al. 131 

РИСУНОК 17.

(a) и (b) Оптические микрофотографии трансгранулярного SCC в собранной детали SLM 316L после 3 часового погружения в кипящий раствор хлорида магния. 131  Поверхность внешней части видна в верхней части (а), включая частично расплавленную частицу порошка. Перепечатано из De Bruycker, et al. 131 

Стратегии управления технологическим процессом, учитывающие температурные градиенты и, следовательно, остаточное напряжение во время аддитивной обработки, включают стратегию сканирования, мощность лазера, скорость сканирования, характеристики рабочей пластины и температуру сыпучего порошка/детали. На сегодняшний день несколько программ для мультифизического анализа методом конечных элементов (FEA) исследовательского уровня и коммерческих программных продуктов AM обеспечивают возможность прогнозирования макроскопических остаточных напряжений сборки. 12,133  Эти данные в сочетании со знанием условий окружающей среды и растрескивания материала AM в окружающей среде можно использовать для определения склонности и влияния EAC на данную конструкцию компонента.

Характеристики материалов, обработанных SLM и DED, и их свойства сильно зависят от качества порошка исходного сырья, которое в первую очередь определяется процессом производства порошка.Газовое распыление (ГА) является основным технологическим процессом для коммерческого порошка нержавеющей стали, при котором расплавленный сплав распыляется потоком газообразного аргона или азота под высоким давлением. Частицы порошка GA имеют характерную сферическую форму и ямочки с некоторой шероховатостью, придаваемой более мелкими сателлитными частицами на их поверхности, рисунок 18(a). Распределение по форме и размеру может варьироваться в зависимости от производителя и партии и влиять на плотность упаковки порошка (SLM) и текучесть сопла (DED) во время сборки.Это, в свою очередь, способствует пористости и шероховатости поверхности детали и, следовательно, коррозионной стойкости. 134  Кроме того, порошки GA обычно содержат пористость, образованную захваченным газом распыления, которая может трансформироваться в газовую пористость в консолидированном материале SLM или DED, рис. 18(b). Взаимосвязь между этими дефектами и коррозионным поведением обсуждается в разделах “Дефекты объема” и “Дефекты печатной поверхности” , разделы 3.5 и 3.6.

РИСУНОК 18.

(a) SE-изображение распыленного газом порошка 316L и (b) BSE-изображение того же порошка в поперечном сечении с газовыми порами (черные кружки), видимыми внутри некоторых частиц. Перепечатано из Heiden, et al. 139 

РИСУНОК 18.

(a) SE-изображение распыленного газом порошка 316L и (b) BSE-изображение того же порошка в поперечном сечении с газовыми порами (черные кружки), видимыми внутри некоторых частиц. Перепечатано из Heiden, et al. 139 

Распыление газообразного азота может привести к обогащению азотом порошка SS со значительным воздействием на материал AM. 135  Например, предыдущие исследования показали, что распыленная азотом сталь 17-4 SS может содержать в пять раз больше азота, чем исходное сырье, распыленное аргоном, и материал, обработанный традиционным способом. 136-137  При этих уровнях повышенное содержание азота подавляет мартенсит и способствует развитию аустенита, что приводит к нежелательным механическим и коррозионным свойствам.

Повышенное содержание кислорода в порошкообразном сырье (от поверхностных оксидов и включений) в сочетании с атмосферой построения может привести к увеличению содержания кислорода в консолидированном материале AM до 10 раз по сравнению со сплавами, обработанными традиционным способом. 18,20,54,80  Большая часть кислорода в консолидированном материале проявляется в виде оксидных включений, описанных в разделе “Неметаллические включения” , раздел 3.4. 20,80

Качество сборки также зависит от процедур хранения порошка, обращения с ним и переработки. Поверхностные загрязнения из-за условий хранения или обработки, такие как поглощенный водяной пар, могут способствовать агломерации порошка, ухудшать сыпучесть/упаковываемость порошка и в некоторых случаях могут приводить к увеличению пористости. 20,138-139  Дэн и др. показали, что объемное содержание кислорода в строении увеличивается при увлажнении порошков, а также размер и объемная доля включений. 20  Учитывая, что только до 50 % порошка затвердевает в детали во время типичных сборок SLM, порошок обычно перерабатывается из соображений экономии. Как и в случае с хранением порошка, вопрос о том, как разлагается порошок при повторном использовании и как это разложение влияет на свойства аддитивной детали, привлекал ограниченное внимание. Хайден и др. обнаружили, что размер частиц, шероховатость частиц и содержание кислорода в порошке 316L увеличились после его повторного использования для 30 последовательных сборок SLM. 139  Это коррелирует с более низкой плотностью (высокой пористостью) деталей, изготовленных из повторно использованного порошка (97,7 % по сравнению с плотностью 98,7 % из первичного порошка), с незначительными изменениями или отсутствием изменений в готовой детали.

Отсутствуют дополнительные исследования, посвященные влиянию качества и характеристик порошка на коррозионные характеристики деталей аддитивного производства. Тем не менее, этот пробел в знаниях важно устранить для квалификации деталей в коррозионно-активных средах.Кроме того, вероятное влияние качества порошка на коррозионное поведение можно было бы лучше оценить, если бы характеристики порошка (например, газ распыления, повторное использование) были представлены и рассмотрены в дополнительных исследованиях, посвященных коррозии металлических материалов AM.

Термическая обработка после сборки широко используется для снятия остаточного напряжения, улучшения механических свойств и гомогенизации микроструктуры. Термическая стабильность и эволюция микроструктур AM SS значительно отличаются от обычных термомеханически обработанных аналогов из-за различий в исходной микроструктуре и накопленной энергии деформации.Большинство исследований отжига AM SS на сегодняшний день, включая исследования коррозии, были сосредоточены на SLM 316L и DED 304L, хотя внимание также уделялось дуплексным и мартенситным нержавеющим сталям. 27,51,129,140-142  Учитывая, что отжиг на раствор, связанный с 17-4 и 15-5 PH, в значительной степени стирает исходную микроструктуру, за исключением пористости и неметаллических включений, и что на сегодняшний день имеется лишь несколько исследований по термообработке из этих сплавов, обработанных методом аддитивной обработки, наше внимание здесь будет сосредоточено на аустенитной нержавеющей стали.

На рисунках 19 и 20 показаны прототипные характеристики отжига SLM 316L. Низкотемпературный отжиг (от 600°C до 650°C) обычно уменьшает дислокационную структуру ячеек, что приводит к некоторому снижению напряжения, рис. 20. 129,142  всего за 5 минут субструктура затвердевания может быть в значительной степени уничтожена, рис. 20(c), что сопровождается ростом зерен, на который влияет форма ванны расплава, рис. 19(c). 129,142-144  Границы ванны расплава также уменьшаются, как показано на рисунке 19(c). 51 129  Рекристаллизация и рост зерен преобладают при более высоких температурах отжига на твердый раствор (от 1100°C до 1200°C), эволюционируя в сторону равноосных зерен с характерными двойниками отжига, рис. 19(d). Рекристаллизация может эффективно стереть черты исходной микроструктуры AM, за исключением неметаллических включений и пористости. 143  Следует отметить, что температура рекристаллизации AM SS может быть на несколько сотен градусов выше, чем у обычной холоднодеформированной стали, из-за относительно низкой энергии, запасенной в AM по сравнению с холоднодеформированным материалом. 145  Сообщалось, что значительное количество оксидов и наноразмерных частиц, богатых Mn-S, выпадает в осадок при температурах отжига на твердый раствор. 146 

РИСУНОК 19.

Оптические изображения (а) протравленного SLM 316L в исходном состоянии и (б)–(г) того же материала, подвергнутого отжигу при разных температурах в течение 2 ч с последующей закалкой в ​​воде. Адаптировано из Susan, et al. 145 

РИСУНОК 19.

Оптические изображения (а) протравленного SLM 316L в исходном состоянии и (б)–(г) одного и того же материала, подвергнутого отжигу при разных температурах в течение 2 ч с последующей закалкой в ​​воде. Адаптировано из Susan, et al. 145 

РИСУНОК 20.

Сравнение характеристик каркаса с помощью ПЭМ для (а) SLM 316L в исходном состоянии и того же материала, отожженного при (б) 800°С и (С) 900°С в течение 1 часа. Отжиг при 800°С снижает концентрацию дислокаций без изменения формы и размеров ячеек, а при 900°С клетки уничтожаются.Перепечатано из Saeidi, et al. 201 

РИСУНОК 20.

Сравнение характеристик каркаса для (а) SLM 316L в исходном состоянии и того же материала, отожженного при (б) 800 °C и (C) 900 °C в течение 1 часа. Отжиг при 800°С снижает концентрацию дислокаций без изменения формы и размеров ячеек, а при 900°С клетки уничтожаются. Перепечатано из Saeidi, et al. 201 

Несколько исследований показали, что высокотемпературный отжиг (>1100°C) может значительно снизить коррозионную стойкость SLM 316L в нейтральной хлоридной среде. 2,129,146-147  Сравнивая SLM 316L в исходном состоянии и после снятия напряжения при высоких температурах (1100 °C в течение 5 мин), Чао и др. сообщили о сравнимых характеристиках анодной поляризации, но неизменно более низком потенциале точечной коррозии отожженного материала (0,56 В). SCE по сравнению с 0,74 В SCE ). При отсутствии субструктуры затвердевания и обнаруживаемых вторичных фаз авторы связывают более низкий потенциал питтинга со снятием остаточного напряжения сжатия во время отжига (снижение напряжения ~90% от исходного 248 МПа).Аналогичное снижение потенциала питтинга было сообщено другими, наряду с, в некоторых случаях, увеличением плотности пассивного тока. 129,146-147  Происхождение такого поведения объясняется множеством наблюдаемых микроструктурных изменений, включая растворение границ ванны расплава, 147  аннигиляцию субструктуры, и осаждение неметаллических включений. Что касается последнего, недавнее исследование, проведенное Лалехом и др., показывает убедительно сильную корреляцию между появлением осадков оксида и Mn-S и снижением потенциала питтинга, что вполне может объяснить тенденции, наблюдаемые другими. 146  На рисунке 21 из этого исследования показано падение среднего потенциала питтинга на 300 мВ в 0,6 М NaCl между отжигом SLM 316L при 1000 °C и 1100 °C. Авторы обнаружили, что количество осадков также увеличивается со временем, что может объяснить несколько более низкое среднее значение при 1200 ° C в течение 60 минут и снижение потенциала питтинга со временем, о котором сообщил Kong, 147  . Рисунок 22. На основе результатов на сегодняшний день. , при применении SLM 316L в нейтральных хлоридных средах следует тщательно рассмотреть вопрос о высокотемпературной термообработке.В других условиях может быть полезен высокотемпературный отжиг. Например, Конг и др. обнаружили, что отжиг при 1050 °C в течение 30 минут значительно снижает плотность пассивного тока SLM 316L в высококислотной среде топливного элемента, возможно, из-за растворения чувствительной к кислоте субструктуры и границ ванны расплава. 148 

РИСУНОК 21.

(a) Влияние условий высокотемпературного отжига на популяции выделений MnS для SLM 316L и (b) средние потенциалы пробоя и стандартное отклонение для того же материала вместе с деформируемым 316L (коммерческий) в 0.6 М NaCl при 25°C. Перепечатано из Laleh, et al. 146 

РИСУНОК 21.

(a) Влияние условий высокотемпературного отжига на популяции выделений MnS для SLM 316L и (b) средние потенциалы пробоя и стандартное отклонение для того же материала вместе с деформируемым 316L (коммерческим) в 0,6 М NaCl при 25°С. Перепечатано из Laleh, et al. 146 

РИСУНОК 22.

Взаимосвязь между потенциалом питтинга SLM 316L и временем отжига в 3,5 мас.% NaCl при комнатной температуре. Перепечатано из Melia, et al. 147 

РИСУНОК 22.

Зависимость между потенциалом питтинговой коррозии SLM 316L и временем отжига в 3,5 % масс. NaCl при комнатной температуре. Перепечатано из Melia, et al. 147 

Влияние отжига для снятия напряжений при более низкой температуре на коррозию SLM 316L менее очевидно, хотя кажется, что отжиг при температуре от 600°C до 700°C может вызвать сенсибилизацию, но, возможно, в меньшей степени, чем обычный деформируемый материал.Круз и соавт. исследовали SLM 316L при 400°C в течение 4 ч и 650°C в течение 2 ч в 0,5 М NaCl, но из представленных результатов не ясно, существует ли значительное отличие от исходного материала в точечной коррозии. потенциал, плотность пассивного тока или импеданс. 129  Авторы также не обнаружили заметных различий в потере массы согласно тесту ASTM G48 FeCl 3 . Конг и др. сообщили, что отжиг при 650°C в течение 1 ч привел к серьезному разрушению границ ванны расплава после погружения в 0.5 М растворы серной кислоты по сравнению с исходным и отожженным при 1050°C материалом. 148  Mactanguay и соавт. также сообщили об обширном воздействии на границы ванны расплава SLM 316L в испытательном травителе для сенсибилизации персульфатом после отжига при 675°C в течение всего 1 часа. Они предположили, что причиной могут быть выделения сигма-фазы на границах, но заявили, что необходим подробный микроструктурный анализ. 69  Лалех и др. обнаружили значительно более низкую восприимчивость SLM 316L к межкристаллитной коррозии (IGC) по сравнению с SLM 316L.после 60 ч при 700 °C, объясняя это выделением лавовой фазы в SLM по сравнению с карбидами хрома в деформируемом материале. 149  Дополнительные данные о влиянии отжига для снятия напряжения на нержавеющую сталь AM, включая подробную информацию о микроструктуре, необходимы для информированного выбора соответствующих режимов термообработки и сварки для компонентов AM при использовании в коррозионных средах. Однако некоторое снижение напряжения необходимо для смягчения SCC или других форм EAC в таких соответствующих средах, см. Остаточное напряжение , раздел 3.7.

Обработка горячим изостатическим прессованием (ГИП) при температурах отжига на твердый раствор использовалась в качестве стратегии как для гомогенизации микроструктуры, так и для уплотнения материала путем закрытия пор и трещин, но с ограниченной эффективностью в отношении последнего в первоначальных исследованиях. Рёттгер и др. подвергли SLM 316L с пористостью от 9 % до 2,5 % ГИП (1150 °C в течение 3 ч) с последующим отжигом и не сообщили об уменьшении пористости и частичном повторном уплотнении трещин. 150  Они объяснили это тем, что поры и трещины были заполнены газовой атмосферой аргона. Газообразный аргон незначительно растворим в стали, и постулируется, что он сжимается в частично закрытых порах во время HIP, но может снова открыть поры во время отжига. Однако более поздние исследования показали, что полное уплотнение (> 99,99%) возможно при использовании HIP для стали AM, которая имеет начальную плотность > 99%. 151-152

Несколько проведенных на сегодняшний день исследований коррозии AM SS, обработанной HIP, в частности SLM 316L, показывают как вредное, так и положительное воздействие HIP в зависимости от окружающей среды и способа разложения.Работа Гинана и др. показывает, как в целом снижена стойкость обработанного HIP SLM 316L по сравнению с исходным материалом в 0,5 М серной кислоте, при этом плотность активации и пассивного тока в 10 раз выше, чем у исходного материала. 153  Авторы связывают это в основном с эффектом рекристаллизации и сфероидизации оксидов, образующихся при ГИП, но микрокарбиды хрома также преобладали по границам зерен. По нашему мнению, карбиды хрома, вероятно, образовались во время стадии охлаждения в печи после ГИП, и их, вероятно, можно было бы избежать путем закалки сразу после ГИП или посредством дополнительной стадии отжига и закалки.Что касается EAC, Лу сообщил о сопоставимом характере роста SCC между отожженным раствором и HIP и отожженным раствором SLM 316L в высокотемпературной воде. 109  Однако в другом исследовании та же группа обнаружила, что HIP снижает восприимчивость SLM 316L к SCC при облучении (IASCC) за счет уменьшения радиационного повреждения и анизотропного поведения, связанного с текстурой печати. 37  Поэтому авторы рекомендовали HIP для повышения лучевой устойчивости и повреждения IASCC. Хотя HIP может быть эффективным в определенных ситуациях, его стоимость является ограничивающим фактором для широкого применения.

Были проведены многочисленные исследования отделки поверхности с использованием различных подходов, направленных на уменьшение шероховатости поверхности AM. Стратегии включают внутрипроизводственные подходы, лазерную модификацию поверхности (переплавку, ударную упрочнение и т. д.), 154-162  механическую обработку поверхности (плоская полировка, барабанная полировка, дробеструйная обработка и т. д.), 163-174  , а также электрохимическая полировка. 175-177  Schaller и др. показали, что пескоструйная обработка промышленным кварцевым песком, используемая для удаления частично расплавленного порошка, вызывает активную коррозию SLM 304L при разомкнутой цепи в спокойном состоянии 0,6 М NaCl. 101  Они объяснили это неполным удалением поверхностных пустот, высокой приложенной деформацией и внедрением частиц кремнезема в матрицу. Было показано, что химико-механическая полировка после пескоструйной обработки дополнительно улучшает качество поверхности и коррозионную стойкость SLM SS. 178  Систематическое исследование нескольких типов обработки поверхности, проведенное Melia, et al., обнаружили, что чем ниже средняя шероховатость поверхности (S a ), придаваемая методом отделки, тем выше потенциал разрушения, рис. 23. особенности, которые сохранили острую щелевую шероховатость, но показали снижение значения S и , предполагая, что показатель шероховатости S и не будет охватывать все особенности, которые будут вредны для коррозионной стойкости.

РИСУНОК 23.

Взаимосвязь между потенциалом разрушения SLM 316L и средней шероховатостью поверхности (S и ) в 3,5 % масс. NaCl при 25°C для различных видов обработки поверхности. Также показан потенциал пробоя для шлифованной стали 316L. Адаптировано из Melia, et al. 116 

РИСУНОК 23.

Зависимость между потенциалом пробоя SLM 316L и средней шероховатостью поверхности (S и ) в 3.5 % масс. NaCl при 25 °C для различных видов обработки поверхности. Также показан потенциал пробоя для шлифованной стали 316L. Адаптировано из Melia, et al. 116 

Главной задачей и критическим вопросом для любого метода отделки поверхности является способность эффективно полировать детали сложной формы и скрытые поверхности, такие как решетчатые структуры или внутренние каналы. Урлеа и др. — одна из немногих групп, демонстрирующих уникальную способность AM создавать нестандартные катоды для электрополировки, повышая эффективность электрополировки этих сложных/скрытых поверхностей. 179  Тем не менее, полировка сложных АД-деталей, таких как решетки, остается в зачаточном состоянии, и тема обработки поверхности АД-деталей заслуживает дальнейшего внимания.

Коррозионные исследования AM SS на сегодняшний день касались только ограниченного числа сред по отношению к широкому диапазону обычных условий эксплуатации SS, от аэрокосмической до химической обработки. Почти все исследования проводились в условиях кратковременного погружения.Подавляющее большинство из них были сосредоточены на хлоридных средах, рис. 1. Учитывая, что коррозия AM SS является новой тематической областью, а водные хлоридные среды вызывают большой интерес, можно ожидать, что эта область будет приоритетной.

Существует несколько важных областей, которые следует рассмотреть по мере продвижения исследований с точки зрения обеспечения технической базы и оценки коррозионных характеристик для квалификации. Одной из этих областей является понимание долгосрочных характеристик (месяцы, годы) AM SS в ожидаемых условиях обслуживания и того, как они соотносятся с более распространенными краткосрочными (часы, дни) лабораторными исследованиями.Например, существуют ли предпочтительные пути коррозии, которые развиваются в естественных условиях эксплуатации, таких как границы ванны расплава, где локальная коррозия может происходить при потенциалах на границе пассивности (около E rp ), а не при гораздо более высоких потенциалах? пробивные потенциалы? Насколько восприимчив AM SS к водородному охрупчиванию и каковы долгосрочные пути SCC? Как эти материалы ведут себя по сравнению с их обычными аналогами при стандартных ускоренных испытаниях? Этот тип информации поможет оценить и разработать соответствующие ускоренные испытания и моделирование производительности для квалификационных целей.Соответственно, отсутствует информация о характеристиках AM SS в атмосферных условиях, где его использование, возможно, наиболее распространено.

Порошковая металлургия Нержавеющие стали: обработка, микроструктура и свойства

Прогресс в понимании коррозионных свойств и свойств коррозионной стойкости спеченных нержавеющих сталей привел к появлению новых приложений, которые выигрывают от обработки чистой формы и более эффективного использования материала. Текст, обширная графика и табличные сводки дают исчерпывающую информацию о том, как получить хорошие свойства коррозионной стойкости спеченных нержавеющих сталей при тщательной обработке, начиная с выбора порошка, предотвращения загрязнения, эффективного удаления смазки и контролируемого спекания и охлаждения.Критически оцениваются неправильные представления и противоречивая литература.

 

Об авторах
Эрхард Клар учился в Тюбингенском университете и Берлинском техническом университете, где получил степень доктора философии. в физической химии. Затем последовало обучение в докторантуре Питтсбургского университета. Работа д-ра Клара по порошковой металлургии нержавеющих сталей и других материалов проводилась в Metals Group корпорации SCM, где он был директором по исследованиям.Доктор Клар сейчас на пенсии.

 

Прасан К. Самал получил степень бакалавра технических наук. в металлургии из Индийского технологического института в Мадрасе, и его степень магистра. и доктор философии по специальности «Материаловедение» Университета Мэриленд-Колледж-Парк и Университета Кейс Вестерн Резерв соответственно. Он начал свою карьеру в Kennecott Copper Corporation, затем присоединился к Metals Group корпорации SCM, которая впоследствии стала частью OMG Americas, а впоследствии была приобретена компанией North American Hoganas.Доктор Самал является обладателем десяти патентов США и опубликовал более сорока технических статей.

    56 Издатель: ASM International
  • Опубликовано: 2007
  • Pages: 256
  • ISBN: 978-0-87170-848-9

Электронный документ Download

Многие из наших продуктов доступны через электронный Скачать. Чтобы получить доступ к электронному (PDF) документу, который был куплен, документ появится в содержании. (Вы должны войти на веб-сайт, чтобы получить доступ к купленному контенту).

Вы также можете получить доступ к купленному документу, выполнив поиск и нажав кнопку «Загрузить» на странице сведений о продукте.

Стоимость доставки

ASM International гордится тем, что UPS является нашим официальным курьером. Все товары отправляются с использованием наземной службы UPS для внутренних перевозок и международной службы UPS для всех остальных отправлений. Это позволяет нам предоставлять нашим членам и клиентам самую экономичную, надежную и отслеживаемую доставку, доступную на рынке.

Все заказы физической продукции (книги, наборы DVD и т. д.) включают стоимость доставки, которая рассчитывается на основе веса и вашего географического положения. ASM International получает скидку от UPS из-за объема доставки, которую мы осуществляем, и эта скидка передается вам напрямую.

Внутренние отправления обычно доставляются в течение 3-5 рабочих дней; международные поставки занимают примерно 2-4 недели в зависимости от вашего конкретного местоположения.

При необходимости мы можем предложить услуги по ускоренной доставке товаров, которые доставляются напрямую.Пожалуйста, свяжитесь с Центром обслуживания участников ASM International по телефону 440-338-5151, доб. 0 или по электронной почте [email protected] для получения дополнительной информации.

Кроме того, если у вашей компании есть корпоративный счет доставки в UPS или FedEx, мы будем рады использовать ваш номер счета для доставки вашей продукции. Чтобы получить помощь по этому варианту, обратитесь в международный центр обслуживания участников ASM.

Обработка заказов

Заказы, размещенные до 14:00.м. По восточному времени США обычно отправляются в тот же день. Пожалуйста, подождите от трех до четырех недель для книг других издателей.

Политика возврата

Возвраты принимаются в течение 30 дней после даты выставления счета для внутренних заказов и 90 дней после даты выставления счета для международных заказов.

Возвращаемые товары должны быть неповрежденными и пригодными для продажи.

При возврате после указанного срока взимается комиссия за пополнение запасов в размере 15%. Плата за пополнение будет вычтена из общей суммы возмещения.

Возврат осуществляется за счет покупателя. Пожалуйста, используйте грузоотправителя, который позволит вам отследить посылку. Стоимость доставки не возвращается.

Промышленность и применение | Атомная энергетика

Отрасли и области применения | Инструменты и штампы

Обработка и обработка материалов | Аддитивное производство

Обработка и обработка материалов | Порошковая металлургия

Металлы и сплавы | Медь

Металлы и сплавы | Нержавеющая сталь

Металлы и сплавы | Инструментальная сталь

Повышение точности обработки нержавеющей стали

Фото предоставлено micrometal GmbH

Нержавеющая сталь

обладает многочисленными преимуществами материала для множества промышленных применений, но выбранная технология обработки может повлиять на качество и целостность деталей и компонентов, изготовленных из этого универсального металла.

В этой статье оценивается обоснование использования нержавеющей стали для множества деталей и компонентов, а также рассматривается роль фотохимического травления как технологии обработки, которая может обеспечить производство инновационных и высокоточных конечных продуктов.  

Нержавеющая сталь

— это по существу низкоуглеродистая сталь, содержащая 10 или более процентов хрома по весу. Добавление хрома придает стали уникальные коррозионно-стойкие свойства.Содержание хрома в стали позволяет образовывать прочную, липкую, невидимую, коррозионно-стойкую пленку оксида хрома на поверхности стали. При механическом или химическом повреждении эта пленка самовосстанавливается при условии присутствия кислорода — даже в очень малых количествах. Коррозионная стойкость и другие полезные свойства стали улучшаются за счет повышенного содержания хрома и добавления других элементов, таких как молибден, никель и азот.

Нержавеющая сталь

обладает многочисленными преимуществами.Во-первых, материал устойчив к коррозии, а хром является легирующим элементом, который придает нержавеющей стали это качество. Низколегированные марки устойчивы к коррозии в атмосферных условиях и чистой воде; высоколегированные марки могут противостоять коррозии в большинстве кислот, щелочных растворов и хлорсодержащих сред, что делает их свойства полезными в технологических установках.

Специальные сплавы с высоким содержанием хрома и никеля устойчивы к образованию окалины и сохраняют высокую прочность при высоких температурах. Нержавеющая сталь широко используется в теплообменниках, пароперегревателях, котлах, нагревателях питательной воды, клапанах и основных линиях, а также в авиационной и аэрокосмической технике.

Чистота также имеет большое значение. Легко очищаемая нержавеющая сталь делает ее лучшим выбором для строгих гигиенических условий, таких как больницы, кухни и предприятия пищевой промышленности, а яркая поверхность из нержавеющей стали, за которой легко ухаживать, обеспечивает современный и привлекательный внешний вид.

Наконец, с точки зрения стоимости, а также с учетом стоимости материалов и производства, а также стоимости жизненного цикла, нержавеющая сталь часто является наименее дорогим вариантом материала, а также на 100% подлежит вторичной переработке, таким образом завершая полный жизненный цикл.

ФОТОХИМИЧЕСКОЕ ТРАВЛЕНИЕ

«Группа травления» компании

micrometal (включающая HP Etch и Etchform) осуществляет травление различных металлов с точностью, не имеющей аналогов в мире. Толщина обрабатываемых листов и фольг колеблется от 0,003 до 2000 мкм. Однако нержавеющая сталь остается выбором номер один для многих клиентов компании благодаря ее универсальности, множеству доступных марок, большому количеству родственных сплавов, благоприятным свойствам материала (как упоминалось выше) и широкому спектру отделки.Это предпочтительный металл для многих применений в самых разных отраслях промышленности, микрометалл, специализирующийся на обработке 1.4310: (AISI 301), 1.4404: (AISI 316L), 1.4301: (AISI 304) и хорошо известных аустенитных металлов. различные ферритные, мартенситные (1.4028 Mo/7C27Mo2) или дуплексные стали, инвар и сплав 42.

По сравнению с традиционными технологиями обработки листового металла фотохимическое травление (которое позволяет производить прецизионные компоненты путем выборочного удаления металла через фоторезистивную маску) имеет ряд неотъемлемых преимуществ.Что наиболее важно, фотохимическое травление позволяет производить детали, в то же время устраняя деградацию материала, поскольку во время обработки не используются тепло или сила. Кроме того, этот процесс позволяет производить детали почти безграничной сложности, поскольку свойства компонентов одновременно удаляются с помощью химических травителей.

Инструменты для травления либо цифровые, либо стеклянные, поэтому нет необходимости начинать резать дорогие и трудно адаптируемые стальные формы. Это означает, что большое количество продуктов может быть воспроизведено с абсолютно нулевым износом инструмента, гарантируя, что первая и миллионная произведенные детали будут точно такими же.

Цифровая и стеклянная оснастка также может быть адаптирована и заменена очень быстро и экономично (часто в течение часа), что делает ее идеально подходящей как для прототипов, так и для крупносерийного производства. Это позволяет «безрисковую» оптимизацию конструкции без финансовых затрат. Срок выполнения работ, по оценкам, на 90 % меньше, чем для штампованных деталей, при этом штамповка также требует значительных предварительных инвестиций в изготовление пресс-форм.

СЕТИ, ФИЛЬТРЫ, СИТА И ИЗГИБКИ

Микрометалл

травит множество компонентов из нержавеющей стали, включая сетки, фильтры и сита, а также плоские и гибкие пружины.

Фильтры и сита требуются во многих отраслях промышленности, и заказчики часто требуют сложности и достижения чрезвычайно высоких параметров точности. Процесс фотохимического травления micrometal используется для изготовления множества фильтров и сит для применения в нефтехимической, пищевой, медицинской и автомобильной промышленности (где используются фильтры фототравления из-за их высокой прочности на растяжение). в системах впрыска топлива и в гидравлических устройствах).Компания micrometal разработала технологию фотохимического травления, позволяющую точно контролировать процесс травления в трех измерениях. Это облегчает создание сложной геометрии, а применительно к изготовлению сеток и сит значительно сокращает время выполнения заказа. Кроме того, специальные функции и различные формы апертур могут быть включены в одну сетку без увеличения затрат.

Фото предоставлено micrometal.

В отличие от традиционных технологий обработки, фотохимическое травление обеспечивает более высокий уровень сложности при производстве тонких прецизионных стальных сеток, фильтров и сит.

Благодаря одновременному удалению металла во время травления можно использовать несколько геометрий апертуры без высоких затрат на инструмент или обработку, а там, где листы с перфорацией склонны к деформации, фототравленая сетка не имеет заусенцев и напряжения с нулевой деградацией материала.

Фотохимическое травление не изменяет чистоту поверхности обрабатываемого материала, не используется контакт металл-металл или источник тепла, которые могут изменить свойства поверхности. Таким образом, этот процесс может обеспечить уникально высокоэстетическую отделку нержавеющей стали, что делает ее подходящей для декоративного применения.

Компоненты из нержавеющей стали с фотохимическим травлением также часто используются в критически важных для безопасности или экстремальных условиях условиях, таких как тормозные системы с АБС и системы впрыска топлива. изменить усталостную прочность стали. Альтернативные технологии обработки, такие как механическая обработка и проволока, часто оставляют небольшие заусенцы и отлитые слои, которые могут ухудшить характеристики пружины. Фотохимическое травление

устраняет потенциальные места излома в зерне материала, создавая изгибы без заусенцев и слоев повторного литья, обеспечивая более длительный срок службы продукта и более высокую надежность.

ОБЗОР

Сталь и нержавеющая сталь обладают целым рядом характеристик, которые делают ее идеально подходящей для многочисленных общепромышленных применений. Хотя фотохимическое травление считается относительно простым материалом для обработки с помощью традиционных технологий обработки листового металла, оно предлагает производителям значительные преимущества при производстве сложных и критически важных компонентов.

Травление

не требует использования твердого инструмента, позволяет быстро перейти от объемов прототипов к крупносерийному производству, предлагает практически неограниченную сложность деталей, производит компоненты без заусенцев и напряжений, не влияет на состояние и свойства металла, подходит для всех марок стали, и достигает точности до ±0.025 мм, все сроки исполнения измеряются днями, а не месяцами.

Универсальность процесса фотохимического травления делает его привлекательным вариантом для изготовления деталей из нержавеющей стали в самых разных областях применения и стимулирует инновации, поскольку устраняет препятствия для инженеров-конструкторов, присущие традиционным технологиям обработки листового металла.

www.micrometal.de

Об авторе: Йохен Керн, руководитель отдела продаж и маркетинга, micrometal GmbH.

Нержавеющая сталь для производства напитков и пищевых продуктов

По всему миру многие компании по переработке пищевых продуктов, упаковке пищевых продуктов и производству напитков перешли на нержавеющую сталь в своих производственных методах.

Какой материал лучше?

Старые заводы и оборудование, изготовленные из углеродистой стали или алюминия, создают много проблем в пищевой промышленности. Углерод может легко ржаветь и подвергаться коррозии, что приводит к высоким затратам на замену или отказу оборудования. Алюминий, поскольку его поверхность мягкая, может быть поцарапан или иметь точечную коррозию и растрескивание, вызывающие коррозию и загрязнение. Оба они могут представлять серьезные проблемы в производстве продуктов питания и напитков. Нержавеющая сталь — единственный материал, который не ржавеет и обладает коррозионной стойкостью и устойчивостью к точечной коррозии , которые могут выдерживать такие производственные и технологические условия.

Наиболее распространенным сортом нержавеющей стали, используемым в процессах обработки и упаковки, является 316/L, или то, что многие называют «пищевой нержавеющей сталью» . Многие другие нержавеющие сплавы, такие как 304/L, 347, 409 и Duplex, также могут использоваться в машинах и оборудовании для этой отрасли. Компания Stainless Structurals может производить стандартные балки, швеллеры, уголки, тройники или нестандартные формы из всех этих сплавов. Наша технология лазерной сварки позволяет нам изготавливать изделия с небольшими и гладкими сварными швами, которые очень полезны в пищевой промышленности.Мы также можем производить балки или тройники с наклонным фланцем для обеспечения стока воды и облегчения очистки. Благодаря нашим возможностям обработки и доступному инвентарю возможны все варианты дизайна.

Преимущества использования нержавеющей стали

Использование нержавеющей стали в производстве продуктов питания и напитков имеет много преимуществ. Преимуществом номер один нержавеющей стали является ее коррозионная стойкость . Нержавеющая сталь также имеет очень хорошую прочность и термостойкость.Благодаря стойкости к точечной коррозии и качественной обработке поверхности его легко чистить и обслуживать. Еще одно преимущество, характерное для производства напитков и пищевых продуктов, заключается в том, что нержавеющая сталь нейтральна по отношению к пищевым продуктам. Таким образом, он не изменит цвет, вкус или запах еды или напитка. Нержавеющая сталь, конечно же, экологически чистая , потому что она пригодна для повторного использования и на 100% подлежит вторичной переработке.

Применение и доступность нержавеющей стали для производства продуктов питания и напитков

Типичные области применения различных изделий из нержавеющей стали, применяемых в производстве продуктов питания и напитков, включают конвейерные системы, резервуары, контейнеры, опоры, детали машин, салазки, платформы, технологическое оборудование и многое другое.Одна новая тенденция в оборудовании для пищевой промышленности – отказ от использования квадратных или круглых трубок в оборудовании. Это связано с возможностью течи и загрязнения внутренних стенок трубы. Инженеры и конструкторы оборудования теперь используют каналы или балки вместо труб. Нержавеющие конструкции могут предоставить балку, швеллер, угол или тройник любого размера. Мы здесь, чтобы помочь, и с нетерпением ждем совместной работы над вашим следующим технологическим оборудованием или проектом завода.

Нержавеющая сталь 347 в пищевой промышленности

Сплав нержавеющей стали 347 в пищевой промышленности

В производстве и переработке пищевых продуктов и напитков нержавеющая сталь обычно используется для всего: от контейнеров, чанов, печей и систем трубопроводов до резервуаров для хранения сыпучих материалов, деталей машин, клапанов, фитингов и другого оборудования, контактирующего с пищевыми продуктами. Однако при производстве нержавеющей стали для пищевой промышленности необходимо соблюдать ряд требований.Одним из наиболее важных компонентов пищевой нержавеющей стали является отделка. Он должен иметь санитарную отделку, безопасную для обработки пищевых продуктов, легко и надежно поддающуюся очистке и дезинфекции. В противном случае поверхность может быть восприимчива к росту вредных бактерий.

Большая часть оборудования для пищевой промышленности изготавливается из аустенитных нержавеющих сталей типа 304 или 316. Нержавеющая сталь типа 347 является модификацией нержавеющей стали 304 для использования при температурах выше 800°F.Среди всех свойств стали 347 сочетание коррозионной стойкости и термостойкости делает ее идеальной нержавеющей сталью для оборудования пищевой промышленности, особенно там, где присутствует тепло. Поверхностные ямки и дефекты могут фактически способствовать росту бактерий в результате обработки пищевых продуктов и химических веществ, используемых для дезинфекции оборудования. Межкристаллитная коррозия может возникать в нержавеющей стали 304 в зоне термического влияния в результате сварки или эксплуатации при высоких температурах в диапазоне отложений карбида хрома от 800°F до 1500°F.Поскольку коррозионная стойкость нержавеющей стали типа 347 сравнима с нержавеющей сталью 304, применение, в котором сочетание коррозионной и термостойкости делает этот сплав, стабилизированный колумбием, идеальным выбором для пищевой промышленности.

В Sandmeyer Steel Company имеется в наличии лист из нержавеющей стали типа 347 толщиной от 3/16 до 4 дюймов. Чтобы узнать больше о том, почему нержавеющая сталь марки 347 подходит для пищевых продуктов, нажмите  Свойства нержавеющей стали 347 .Свяжитесь с нами по электронной почте [email protected] или по телефону 1-800-523-3663. Чтобы узнать цену и стоимость доставки, нажмите здесь , заполните онлайн-форму, нажмите «Отправить», и представитель свяжется с вами.

ПРИМЕЧАНИЕ.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.