Doska z nehrdzavejúcej ocele: valcované za tepla vs valcované za studena, morené vs žíhané vysvetlené

Doska z nehrdzavejúcej ocelešpecifikácie bežne uvádzajú metódu valcovania a podmienky dokončenia vedľa seba - „valcované za tepla, žíhané a morené“ alebo „valcované za studena, 2B“ - a kupujúci, ktorí nepoznajú terminológiu, často považujú tieto dva štítky za vzájomne zameniteľné. Popisujú dve rôzne fázy výroby. Metóda valcovania (za tepla alebo za studena) určuje, ako sa doska zmenší na hrúbku a aké mechanické a rozmerové vlastnosti sú výsledkom.

Morenie a žíhanie popisuje krok tepelného -úpravy a povrchového-čistenia, ktorý môže nasledovať po ktorejkoľvek trase valcovania. Zadanie nesprávnej kombinácie môže znamenať, že zaplatíte za tolerancie alebo kvalitu povrchu, ktoré projekt nepotrebuje, alebo za -špecifikovanie dielu, ktorý neskôr nespĺňa požiadavky na rovinnosť, koróziu alebo tvarovanie. Táto príručka oddeľuje tieto dve premenné, porovnáva ich vedľa seba s kritériami ASTM A240 a ASTM A480 a poskytuje jednoduchý rámec na výber medzi nimi.

Aký je rozdiel medzi plechom z nehrdzavejúcej ocele valcovaným za tepla a za studena?

Valcované za tepla (HR) a valcované za studena (CR) opisujú teplotu, pri ktorej sa oceľ redukuje na konečnú hrúbku a táto jediná premenná riadi takmer každý rozdiel v povrchovej štruktúre, tolerancii, pevnosti a cene.

Proces valcovania za tepla

Kontinuálne odlievaná doska sa znovu zahreje na približne 1 100 – 1 250 stupňov - výrazne nad teplotu rekryštalizácie zliatiny - a prechádza sériou valcovacích stojanov, ktoré ju zmenšujú na cieľovú hrúbku, zatiaľ čo štruktúra zŕn nepretržite rekryštalizuje. Pretože je kov pri tejto teplote mäkký a plastický, dosiahne sa veľké zmenšenie hrúbky v relatívne malom počte prechodov, čo robí valcovanie za tepla pri hrubších profiloch hospodárne. Kompromisom je hrubá, sivá-osadba čierneho oxidu na povrchu a voľnejšia kontrola konečnej hrúbky a rovinnosti.

Proces valcovania za studena

Valcovanie za studena začína zo za tepla-valcovaného, ​​žíhaného a moreného zvitku a ďalej ho znižuje pri teplote miestnosti alebo blízko nej, teda pod teplotou rekryštalizácie. Pretože opracovanie kovu za studena-stvrdne, keď sa deformuje, redukcia za studena vyžaduje veľa ľahkých prechodov namiesto niekoľkých ťažkých, s medziľahlými žíhaniami na obnovenie ťažnosti medzi prechodmi pri vyšších-plánoch redukcie. Tento proces je pomalší a energeticky{5}} a kapitálovo-intenzívnejší na tonu, ale vytvára hladší povrch, užšie tolerancie hrúbky a rovinnosti a mierne zvýšenie pevnosti zo zachovanej práce za studena.

Spoločný bod zmätku stojí za to riešiť priamo: podľa ASTM A480/A480M sú pojmy "plech", "pás" a "doska" definované predovšetkým hrúbkou a šírkou, nie metódou valcovania. Plochý výrobok s hrúbkou približne 3/16 palca (4,76 mm) sa klasifikuje ako plech alebo pás a bežne sa valcuje za studena; plochý výrobok s touto hrúbkou alebo väčšou hrúbkou sa klasifikuje ako plech a bežne sa vyrába valcovaním za tepla. V komerčnom využití je však „doska valcovaná za studena“ široko používaným obchodným výrazom pre za studena -redukovaný plochý materiál - zvyčajne 2B, BA alebo 2D hotový materiál - dodávaný v rozmeroch približne do 1/4 palca (6,35 mm) pre nádrže, panely zariadení a architektonické práce. Kupujúci by si mali u svojho dodávateľa overiť, či sa „plech valcovaný za studena“ v cenovej ponuke vzťahuje na skutočný plech podľa normy ASTM-alebo na ťažší-za studena valcovaný plech{20}}, pretože platná tabuľka tolerancií sa medzi nimi líši.

Tabuľka 1. Všeobecné charakteristiky nerezového plechu valcovaného za tepla-v porovnaní s-za studena. Rozsahy sú typickou mlynskou praxou; potvrďte presné údaje v porovnaní so špecifickým vydaním ASTM A480/A480M a listom špecifikácie produktu platným pre objednávku.

Čo znamená „morené a žíhané“ pre plech z nehrdzavejúcej ocele?

„Pickled and annealed“ (a úzko súvisiace za tepla -valcované výrazy HRAP a HRPO) opisuje krok tepelného -úpravy a chemického{2}} čistenia, ktorý sa aplikuje po valcovaní -, nie je to samotná metóda valcovania - a je to, čo obnovuje odolnosť dosky proti korózii a pripravuje povrch na výrobu.

Žíhanie

Ako -valcovaný nehrdzavejúci plech, najmä plech valcovaný za tepla{1}}, vychádza z mlyna s vnútorným napätím a štruktúrou zŕn, ktorá nie je optimalizovaná z hľadiska ťažnosti alebo odolnosti proti korózii. Žíhaním sa platňa ohreje na teplotu roztoku-(zvyčajne 1 010 – 1 120 stupňov pre bežné austenitické druhy, ako sú 304/304L a 316/316L) a udrží ju dostatočne dlho na rozpustenie karbidov a homogenizáciu mikroštruktúry, potom ju ochladí} zvyčajne dostatočne rýchlo na kontinuálnom chladení vzduchom {{12} -, aby sa karbidy chrómu nezrážali na hraniciach zŕn. Správne žíhaná doska je mäkká, ťažná a bez senzibilizácie, ktorá môže viesť k medzikryštalickej korózii pri neskoršom zváraní alebo servise.

Morenie

Valcovanie za tepla aj žíhanie vytvárajú na povrchu oxidové usadeniny a vrstva základného kovu priamo pod touto vrstvou je ochudobnená o chróm, ktorý lokálne oslabuje odolnosť proti korózii. Morenie ponorí alebo rozpráši platňu v kyslom kúpeli - zvyčajne zmiešaný roztok kyseliny dusičnej-kyseliny fluorovodíkovej -, ktorý rozpustí vodný kameň a vrstvu- ochudobnenú o chróm pod ním, čím sa odkryje čistý kov, ktorý môže pre-vytvoriť úplný-pevný kontakt s pasívnym chrómovým{7} filmom{7} chrómu. Morenie podľa ASTM A380 je priemyselná{10}štandardná metóda na obnovenie pasivácie po práci za tepla; tiež mierne zdrsňuje povrch v porovnaní s nemoreným alebo svetlo{11}}žíhaným povrchom.

Prečo sú tieto dva kroky vždy spárované

Žíhanie bez morenia zanecháva na povrchu vodný kameň a vrstvu ochudobnenú o chróm-, takže platňa nedosahuje svoje predpísané korózne vlastnosti, aj keď sú jej mechanické vlastnosti správne. Morenie bez žíhania nerieši štruktúru zŕn ani vnútorné napätie. Z tohto dôvodu certifikácia mlyna pre štandardné komoditné plechy uvádza žíhanie a morenie spolu a táto kombinácia sa aplikuje na plech valcovaný za tepla- (vyrábajúci HRAP/HRPO, ASTM č. povrchovej úpravy. 1) a na zvitok valcovaný za studena{{5} (vyrábajúci povrchovú úpravu č.. 2D alebo č.. 2B) pri finálnej povrchovej úprave nasleduje morenie

Ako sa porovnávajú plechy valcované za tepla a za studena z hľadiska mechanických vlastností?

Austenitické dosky valcované za tepla- aj za studena{1}} musia spĺňať rovnakú tabuľku minimálnych mechanických vlastností ASTM A240/A240M pre danú triedu, ak sa dodávajú v štandardnom žíhanom stave; za studena-valcovaný 2B materiál sa zvyčajne nachádza bližšie k hornej hranici tohto rozsahu, pretože finálna povrchová úprava zanecháva malé množstvo zachovanej práce za studena, ale nepredáva sa na samostatnej vyššej tabuľke vlastností.

Minimálne mechanické vlastnosti ASTM A240 - bežné triedy, žíhaný stav

Tabuľka 2. Minimálne mechanické vlastnosti podľa ASTM A240/A240M pre bežné druhy austenitických platní v žíhanom stave. Tieto minimá platia bez ohľadu na to, či bol plech valcovaný za tepla alebo za studena; vždy overte podľa aktuálneho vydania A240/A240M a správy o skúške mlyna (MTR) pre špecifické teplo.

V praxi za studena-valcovaná 2B doska často testuje medzu klzu mierne nad týmito minimami, pretože prechod na mierne popúšťanie (povrchovou vrstvou) po žíhaní predstavuje malé, kontrolované množstvo deformačného spevnenia, zatiaľ čo plne za horúca -valcovaná-a-žíhaná doska -, ktorá nepodlieha žiadnym následným skúškam redukcie za studena - bližšie k základnej línii žíhania. Ani jedna podmienka nemení koróznu odolnosť zliatiny, ktorá sa riadi chémiou (obsah chrómu, molybdénu, dusíka, vyjadrené ako PREN) a tým, ako úplne bola pasívna vrstva obnovená počas morenia, nie cestou valcovania.

Aké povrchové úpravy sú k dispozícii na platni HR vs CR?

Za tepla-valcovaný plech sa bežne dodáva ako povrchová úprava ASTM A480 č. 1, zatiaľ čo za studena-valcovaný výrobok pokrýva rozsah od matného č. 2D cez všeobecné{5}}číslo č. 2B až po svetlú, zrkadlovú- povrchovú úpravu typu BA a každý je definovaný svojím vizuálnym popisom, a nie jediným výrobným postupom.

Tabuľka 3. Povrchové úpravy frézovania bežne špecifikované na platni a plechu z nehrdzavejúcej ocele podľa ASTM A480/A480M. Mechanicky leštené povrchové úpravy (č. . 3, č. . 4, č. . 8, HL) sa následne vyrábajú brúsením alebo leštením a možno ich aplikovať na základňu HR alebo CR.

Ako sa porovnáva rozsah hrúbky a rozmerová tolerancia?

Za studena-valcovaný materiál má užšie tolerancie hrúbky, šírky a rovinnosti ako za tepla-valcovaný plech porovnateľnej veľkosti, čo je hlavný praktický dôvod, prečo výrobcovia zaň platia prirážku na diely s-priliehavými alebo kozmetickými požiadavkami.

ASTM A480/A480M publikuje samostatné tabuľky tolerancií pre plechy valcované za tepla-a pre plechy a plechy valcované za studena-. Tolerancie plechu valcovaného za tepla- sa merajú s hrúbkou aj šírkou a vo všeobecnosti sa vyjadrujú v širších pásmach, pretože valcovanie za tepla má menej presnú kontrolu nad konečným rozmerom a pretože tepelné zmršťovanie počas chladenia prináša ďalšiu variabilitu.

Tolerancie-valcovania za studena sú v porovnateľných rozsahoch hrúbok užšie a za studena{1}}valcovaný zvitok sa často vyrovnáva-napätím ako posledný krok špecificky na splnenie požiadaviek na rovinnosť, ktorú plech valcovaný za tepla- nemôže ekonomicky dosiahnuť bez samostatného vyrovnávania alebo brúsenia. Pri projektoch s tesnou{5}}toleranciou obrábania, tvarovania alebo zvárania-požiadavkou na montáž{7}}zostavy je špecifikácia za studena-valcovaného materiálu - alebo za tepla{10}}plechu, ktorý bol vyrovnaný a opracovaný na veľkosť -, zvyčajne nákladovo efektívnejšie{{12}ako snaha priamo zdržať tesné tolerancie.

Je plech valcovaný za studena drahší ako plech valcovaný za tepla?

áno. Za studena-valcovaná nehrdzavejúca oceľ zvyčajne stojí viac za tonu ako za tepla-valcovaná nehrdzavejúca oceľ rovnakej kvality, vo všeobecnosti v rozsahu znateľného dvojciferného{3}}percentuálneho poplatku v závislosti od rozmeru, povrchovej úpravy a podmienok na trhu, pretože cesta redukcie za studena-vyžaduje podstatne viac krokov spracovania a prísnejšiu kontrolu procesu.

Rozdiel v nákladoch pochádza z niekoľkých faktorov: valcovanie za studena si vyžaduje viac ľahkých prechodov namiesto niekoľkých ťažkých, pričom spotrebuje viac strojového času na tonu; vyššie-plány redukcie vyžadujú prechodné žíhania medzi prechodmi; svetlé žíhanie a viac-vyrovnávanie napätia na stojane pridávajú kapitálne-intenzívne procesné kroky; a prísnejšie rozmerové a povrchové -tolerancie kvality súvisiace s produktom valcovaným za studena- vyžadujú podrobnejšiu{5}}kontrolu procesu a vyššiu mieru zošrotovania/prepracovania, keď sa tolerancie nedodržia.

Kupujúci by mali zvážiť túto prémiu oproti skutočnej funkčnej požiadavke -, ktorá špecifikuje povrchovú úpravu CR alebo BA pre komponent, ktorý bude natretý, izolovaný alebo inak skrytý pred zrakom a nebude mať žiadnu tesnú{1}}toleranciu spojovacieho povrchu je bežným zdrojom nákladov, ktorým sa dá vyhnúť.

Ktoré by ste si mali zvoliť - HR, CR alebo Pickled & Annealed - pre svoju aplikáciu?

Prispôsobte stav plechu rozhodujúcej požiadavke konštrukčného prierezu a hrúbky dielu -, rozmerovej tolerancie, vzhľadu povrchu alebo korózie -, namiesto toho, aby ste predvolene zvolili najvyššiu-možnosť povrchovej úpravy, pretože každý ďalší krok spracovania zvyšuje náklady bez toho, aby sa nevyhnutne zlepšil výkon pre danú požiadavku.

Tabuľka 4. Pokyny na výber, ktoré zodpovedajú bežným aplikačným ovládačom stavu dosky. Vždy potvrďte konkrétnu povrchovú úpravu ASTM A240/A480 a popis tolerancie v nákupnej objednávke a správe o skúške frézy.

Často kladené otázky

Q: Je plech z nehrdzavejúcej ocele vždy valcovaný za tepla?

A: Nie. Materiál s hrúbkou alebo väčšou približne 3/16 palca (4,76 mm) je klasifikovaný ako "platňa" podľa ASTM A480 a je najčastejšie valcovaný za tepla, ale za studena-redukčné linky dodávajú aj ťažší-za studena valcovaný-materiál -, ktorý sa často predáva ako "doska valcovaná za studena". nádrže, spotrebiče a architektonické využitie. Overte si skutočnú dráhu valcovania a platnú tabuľku tolerancií u dodávateľa a nevychádzajte zo samotného slova „doska“.

Q: Robí valcovanie za studena nehrdzavejúcu oceľ pevnejšou ako valcovanie za tepla?

A: Okrajovo a iba vtedy, ak je ponechaný skinpass v konečnom stave. Ľahké popúšťanie po žíhaní (vytvára povrch č{1}}B) prináša malé množstvo práce za studena, ktorá zvyšuje medzu klzu o niečo nad plne žíhanú základnú líniu, ale za tepla -valcovaný aj za studena{3}}valcovaný plech musí spĺňať rovnakú tabuľku minimálnych vlastností ASTM A240 pre stupeň - náhrada za valcovanie za studena {{6} nie je náhrada valcovania za studena{6}

Q: Aký je rozdiel medzi morením a pasiváciou?

A: Morenie (ASTM A380) používa kyselinu na odstránenie vodného kameňa a kovovej vrstvy ochudobnenej o chróm- pod ním, čím sa odkryje základný kov, ktorý potom pri vystavení vzduchu vytvorí svoj vlastný pasívny film. Pasivácia (ASTM A967) je zvyčajne samostatné, jemnejšie ošetrenie kyselinou alebo citrónom, ktoré sa aplikuje po výrobe na odstránenie voľnej železnej kontaminácie - z rezania, brúsenia alebo manipulácie - a na podporu tvorby pasívneho filmu na už -čistom povrchu. Doska dodaná mlynom-je morená; pasivácia je zvyčajne krok výrobcu alebo koncového-používateľa, ktorý sa vykonáva po obrábaní alebo zváraní.

Q: Môže byť plech valcovaný za tepla-potom za studena-valcovaný?

A: Nie je to ekonomické pre samotnú základnú dosku, ale mechanicky leštený povrch (Nie. 3, Nie{1}} alebo Nie. 8) je možné aplikovať na za horúca-valcovaný, morený povrch platne, čo je bežná prax pre architektonické časti a časti prichádzajúce do kontaktu s potravinami-vyrobené z hrubšieho materiálu, ktorý by sa inak mohol zvinúť iba za studena{{5}.

Q: Akú podmienku mám uviesť, ak si ešte nie som istý?

A: Pre hrúbku 3/16 palca alebo viac bez tesnej rovinnosti alebo kozmetických požiadaviek špecifikujte za tepla valcované, žíhané a morené na povrchovú úpravu ASTM A240/A480, č. . 1. Pre tenší rozmer, tesnú toleranciu alebo viditeľné povrchy špecifikujte za studena valcované, žíhané a morené povrchy No. 2B ako všeobecné-predvolené nastavenie a prejdite na povrch 2D, BA alebo leštený len vtedy, ak si to aplikácia konkrétne vyžaduje.