Otimizando Peças fundidas de aço inoxidável melhorar sua resistência à corrosão e propriedades mecânicas envolve muitos aspectos, como seleção de materiais, otimização do processo de fundição, tecnologia de pós-processamento e análise de cenário de aplicação. A seguir estão medidas de otimização específicas e caminhos técnicos:
Escolha o material de aço inoxidável certo
Ajuste a proporção dos elementos principais
Aumentar o teor de cromo (Cr) (18%-25%): Aumenta a resistência à oxidação e à corrosão das peças fundidas.
Aumentar o teor de níquel (Ni) (8%-12%): Melhorar a resistência do material à corrosão sob tensão e melhorar a tenacidade.
Adicione oligoelementos-chave
Molibdênio (Mo): Melhora significativamente a resistência à corrosão por pites e frestas, especialmente adequado para ambientes com alto teor de cloreto.
Nitrogênio (N): Aumenta a resistência mecânica e melhora a resistência à corrosão local.
Titânio (Ti) ou Nióbio (Nb): Previne a corrosão intergranular, principalmente após a soldagem.
Escolha o tipo de aço de acordo com o cenário de aplicação
Aço inoxidável austenítico (como 304, 316): possui boas propriedades abrangentes e é adequado para a maioria dos ambientes.
Aço inoxidável duplex (como 2205): possui alta resistência e excelente resistência à corrosão, adequado para ambientes químicos e marítimos.
Aço inoxidável endurecido por precipitação (como 17-4PH): Excelente em alta resistência e resistência à corrosão, pode ser usado nas áreas aeroespacial e médica.
Otimize o processo de fundição
Melhorar a pureza do metal
Use processos de fusão a vácuo ou refusão por eletroescória para reduzir gases e inclusões em materiais e melhorar a densidade das peças fundidas.
Otimize o sistema de vazamento
Projete adequadamente risers de vazamento e canais de exaustão para reduzir defeitos como poros e cavidades de contração e melhorar a qualidade da fundição.
Controlar a taxa de resfriamento
Ao ajustar o material do molde ou o meio de resfriamento, podemos evitar grãos grossos ou irregulares dentro da peça fundida e melhorar a uniformidade do material.
Tecnologia de simulação numérica
Use software de simulação de computador (como ProCAST) para prever o campo de temperatura e a distribuição de tensões durante o processo de solidificação e otimizar o plano de projeto.
refinamento de grãos
Refinadores de grãos (como elementos de terras raras) são adicionados durante o processo de fundição para melhorar a microestrutura da peça fundida, melhorando assim as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão.
Melhorar o processo de tratamento térmico
Tratamento de solução
Pontos-chave do processo
A peça fundida é aquecida a uma temperatura apropriada (1050°C-1150°C), mantida por um tempo suficiente e depois resfriada rapidamente para dissolver os carbonetos e restaurar a estrutura da austenita.
Melhorias de desempenho
Elimine a corrosão intergranular e melhore a resistência à corrosão.
Homogeneiza a microestrutura, aumenta a tenacidade e a resistência à tração.
tratamento de envelhecimento
Escopo de aplicação
Para aço inoxidável endurecido por precipitação, o tratamento de envelhecimento é realizado para precipitar as fases de reforço, aumentando significativamente a resistência e a dureza.
Temperatura típica
O processo de envelhecimento a 450°C-550°C pode melhorar as propriedades mecânicas enquanto mantém uma certa tenacidade.
Tecnologia de tratamento de superfície
Tratamento de passivação
princípio
Um filme estável de passivação de óxido de cromo é formado na superfície da peça fundida para melhorar a resistência à corrosão.
Otimização de processos
Use ácido nítrico, ácido cítrico ou outras soluções de passivação ecologicamente corretas sob condições de temperatura e tempo estritamente controladas.
Proteção de chapeamento ou revestimento
Técnicas comumente usadas
Galvanoplastia de níquel ou cromo na superfície da peça fundida para aumentar a resistência à corrosão da superfície.
Use revestimentos fluorados ou revestimentos cerâmicos para lidar com ambientes extremamente corrosivos.
Coisas a serem observadas
A espessura do revestimento deve ser uniforme para evitar corrosão devido à fraqueza local.
fortalecimento mecânico
shot peening
Ao pulverizar partículas de alta dureza, o estado de tensão residual da superfície é melhorado, a resistência à fadiga e a resistência à corrosão por pites são melhoradas.
eletropolimento
Melhora o acabamento superficial e reduz rachaduras superficiais e defeitos microscópicos, ajudando a reduzir a possibilidade de corrosão localizada.
Testes e Controle de Qualidade
testes não destrutivos
Teste ultrassônico: identifique defeitos internos em peças fundidas, como poros e rachaduras, para garantir a estanqueidade interna.
Inspeção por raios X: Verifique se há defeitos ocultos em peças fundidas estruturais complexas, especialmente adequadas para peças de alta precisão.
Teste de desempenho de corrosão
Teste de névoa salina: simula a resistência à corrosão em ambientes altamente corrosivos.
Experimento de corrosão eletroquímica: Determine os parâmetros de desempenho eletroquímico das peças fundidas (como o potencial de resistência à corrosão por pites) para avaliar a resistência à corrosão do material.
Teste de propriedades mecânicas
Teste de tração: Testando a resistência à tração e ductilidade das peças fundidas.
Teste de impacto: Especialmente para ambientes de baixa temperatura, para avaliar a tenacidade das peças fundidas.
Design de aplicação e otimização
Otimizado para ambiente de uso
Indústria química: Use aço inoxidável austenítico com alto teor de molibdênio (como 316L) para lidar com ambientes com alto teor de ácidos e álcalis.
Campo marítimo: Use aço inoxidável duplex para evitar corrosão por picadas e fendas.
Indústria alimentícia: Use aço inoxidável de baixo carbono (como 304L) para reduzir a corrosão intergranular na área de soldagem.
Melhorias no projeto estrutural
Reduza a concentração de tensão: otimize o formato da peça fundida para evitar corrosão localizada ou rachaduras em cantos vivos e áreas de transição.
Reduza as diferenças de espessura da parede: mantenha a espessura da parede uniforme e reduza o impacto do estresse térmico na resistência à corrosão.
Ao selecionar materiais cientificamente, melhorar os processos de fundição e fortalecer o tratamento térmico e o tratamento de superfície, a resistência à corrosão e as propriedades mecânicas das peças fundidas de aço inoxidável podem ser significativamente melhoradas. Ao mesmo tempo, as soluções de otimização devem ser adaptadas com base em cenários de utilização e requisitos de desempenho específicos para alcançar o melhor equilíbrio entre relação custo-benefício e desempenho.
