Rozpouštěcí žíhání korozivzdorné oceli: účel, teploty a past senzibilizace

Co toto zpracování dělá

Rozpouštěcí žíhání (nazývané také rozpouštěcí tepelné zpracování) zahřívá korozivzdornou ocel dostatečně vysoko, aby se rozpustily karbidy chromu a struktura se homogenizovala, a poté ji ochladí dostatečně rychle, aby tyto karbidy zůstaly rozpuštěné. Je to standardní nápravné zpracování po svařování, tváření za tepla nebo intenzivním tváření za studena u austenitických a duplexních jakostí a obnovuje korozní odolnost, kterou popisuje hutní atest.

Teplotní rozsahy

Přesné rozsahy jsou uvedeny v normách pro výrobky, ale široce používaná pracovní okna jsou přibližně:

Skupina	Typický rozsah rozpouštěcího žíhání	Ochlazování
304 / 304L	asi 1040–1120 °C	Kalení do vody nebo rychlé ochlazení na vzduchu
316 / 316L	asi 1040–1120 °C	Kalení do vody nebo rychlé ochlazení na vzduchu
Duplex 2205	asi 1020–1100 °C	Kalení do vody
Super duplex 2507	asi 1050–1125 °C	Kalení do vody

U duplexních jakostí je okno oboustranné: příliš nízká teplota ponechává škodlivé intermetalické fáze a nitridy nerozpuštěné, příliš vysoká teplota posouvá rovnováhu ferit/austenit směrem k nadměrnému podílu feritu. Tenké průřezy lze ochlazovat na vzduchu; silné průřezy a většina duplexních prací se kalí do vody.

Okno senzibilizace

Past nastává při ochlazování. Mezi přibližně 450 °C a 850 °C se u austenitických jakostí se standardním obsahem uhlíku na hranicích zrn vylučují karbidy bohaté na chrom, které ochuzují přilehlý kov o chrom a ničí místní korozní odolnost — senzibilizace. Senzibilizovaný svarový spoj může v provozu selhat mezikrystalovým napadením, kterému by základní materiál bez potíží odolal.

Obranná opatření v pořadí, v jakém je průmysl používá:

1. Rychlé ochlazení skrz toto okno — celý smysl kalení po rozpouštěcím žíhání.
2. Použití nízkouhlíkových jakostí „L“ (304L, 316L) pro svařované konstrukce, které nebudou rozpouštěcím způsobem žíhány — méně uhlíku znamená mnohem pomalejší tvorbu karbidů.
3. Použití stabilizovaných jakostí (321 s titanem, 347 s niobem), kde je uhlík místo toho vázán v neškodných karbidech.

Čím toto zpracování není

Rozpouštěcí žíhání není žíhání na odstranění pnutí: při těchto teplotách ocel plně rekrystalizuje a změkne a u duplexních jakostí jsou doba výdrže a prodleva před kalením metalurgickými proměnnými, nikoli záležitostí pohodlí. Je také citlivé na atmosféru pece — okuje a nauhličená nebo nitridovaná povrchová kontaminace musí být kontrolovány nebo následně odstraněny a před uvedením zařízení do korozního provozu obvykle následuje moření/pasivace.

Stav z hutě a realita výroby

Plechy, tyče a trubky se obvykle dodávají již po rozpouštěcím žíhání z hutě — to je stav, který popisují mechanické vlastnosti a korozní odolnost podle normy. Zpracování se stává problémem výrobce, když svařování, tváření za tepla nebo intenzivní tváření za studena narušilo strukturu a zařízení je dostatečně kritické, aby odůvodnilo úplné opětovné zpracování. U velkých nádob je to velká operace (rovnoměrný ohřev celého kusu a poté skutečně rychlé kalení), což je přesně důvod, proč existují jakosti L a stabilizované jakosti: umožňují, aby většina svařovaných konstrukcí šla do provozu ve stavu po svaření, a rozpouštěcí žíhání vyhrazují pro případy — náročný korozní provoz, silné průřezy, přísné specifikace — kde nic jiného plné vlastnosti neobnoví.