¿Cómo mejora el proceso de tratamiento térmico la resistencia a la corrosión intergranular de 400 tuberías sin costuras de aleación de níquel?

400 tuberías sin costuras de aleación de níquel, como Monel-400, son aleaciones a base de níquel-cobre que contienen aproximadamente 63% a 70% de níquel, así como pequeñas cantidades de cobre, hierro, manganeso y otros elementos. Esta relación de composición le da a la aleación una excelente resistencia a la corrosión, especialmente al agua de mar y a otros entornos de cloruro, que pueden evitar efectivamente el agrietamiento de la corrosión del estrés. Además, la aleación de 400 níquel también tiene buenas propiedades mecánicas, propiedades de procesamiento y propiedades de soldadura, y es un material ideal para fabricar componentes clave como equipos químicos, válvulas, bombas, componentes de barcos e intercambiadores de calor.

La corrosión intergranular es un fenómeno de corrosión localizado que ocurre a lo largo de los límites de grano, que generalmente está relacionado con factores como la segregación de composición química, la precipitación de la segunda fase y la concentración de estrés en los límites del grano. En 400 tuberías sin costuras de aleación de níquel, la corrosión intergranular puede ser causada por defectos microscópicos, tensiones residuales y composición química desigual en los límites de grano generados durante la fundición, el procesamiento o el tratamiento térmico de la aleación. Una vez que ocurre la corrosión intergranular, reducirá rápidamente las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión del material, e incluso hará que el material se rompa y falle.

El proceso de tratamiento térmico es el medio clave para ajustar la microestructura de 400 Pipos sin costuras de aleación de níquel y optimizar su rendimiento. A través de un proceso de tratamiento térmico razonable, se pueden eliminar micro defectos generados por la aleación durante la fundición o el procesamiento, se puede mejorar la distribución de la composición química en el límite de grano y se puede reducir el estrés residual, mejorando así la resistencia a la corrosión intergranular de la aleación.

1. Tratamiento de soluciones
El tratamiento de la solución es un vínculo importante en el proceso de tratamiento térmico de la tubería sin costura de aleación de 400 níquel. Al calentar la aleación a una temperatura suficientemente alta (generalmente entre 1000 ℃ y 1150 ℃, y algunos materiales también mencionan 950-1050 ℃ o 1150-1200 ℃), los elementos de la aleación se disuelven completamente en la matriz para formar una solución sólida uniforme. Luego, enfríe rápidamente (como el enfriamiento de agua) para mantener el estado de solución sólida. El mecanismo del tratamiento de la solución incluye principalmente:
Eliminando los micro defectos: el tratamiento con solución puede eliminar micro defectos generados por la aleación durante la fundición o procesamiento, como los poros, las cavidades de contracción, las inclusiones, etc. Estos defectos son a menudo el punto de partida de la corrosión intergranular.
Mejore la distribución de la composición química en el límite de grano: el tratamiento de la solución puede promover la distribución uniforme de los elementos de aleación, reducir la segregación de la composición química en el límite del grano y, por lo tanto, reducir el riesgo de corrosión intergranular.
Refinamiento de grano: el enfriamiento rápido después del tratamiento de la solución ayuda a refinar los granos y mejorar la fuerza y ​​la dureza de la aleación. La estructura de grano refinada significa un aumento en el número de límites de grano, pero la segregación de la composición química y la concentración de estrés en el límite de grano mejoran, por lo que se mejora la resistencia a la corrosión intergranular.

2. Tratamiento de envejecimiento
Aunque la aleación de níquel 400 es una aleación de endurecimiento no en edad, a través del tratamiento con envejecimiento apropiado, su dureza y resistencia pueden mejorarse en cierta medida, al tiempo que optimiza aún más la microestructura de la aleación y mejoran su resistencia a la corrosión intergranular. El tratamiento con envejecimiento generalmente se lleva a cabo a una temperatura más baja (como 400 ℃ a 500 ℃) y durante un tiempo más largo (generalmente de 10 a 12 horas). El mecanismo de acción del tratamiento con envejecimiento incluye principalmente:
Fase de fortalecimiento de la precipitación: durante el tratamiento con envejecimiento, los átomos de soluto en la aleación se redistribuirán y se precipitarán las fases de fortalecimiento (como la fase γ 'y la fase θ). La distribución uniforme de estas fases precipitadas en la matriz puede obstaculizar efectivamente el movimiento de dislocación, mejorando así la resistencia y la resistencia a la corrosión de la aleación. Al mismo tiempo, la fase precipitada también puede llenar los vacíos y defectos en los límites del grano y reducir la aparición de corrosión intergranular.
Optimice la estructura límite de grano: el tratamiento con envejecimiento puede promover el reordenamiento atómico y la difusión en los límites del grano, lo que hace que la estructura límite de grano sea más compacta y estable. Esta estructura límite de grano denso puede resistir la erosión de los medios corrosivos y mejorar la resistencia a la corrosión intergranular de la aleación.

3. Tratamiento de recocido
El tratamiento del recocido también es un método común en el proceso de tratamiento térmico de 400 tuberías sin costuras de aleación de níquel. Al calentar la aleación a una cierta temperatura (generalmente entre 700 ℃ y 900 ℃, y algunos materiales mencionan 800 ℃ a 900 ℃), manteniéndola caliente durante un período de tiempo y luego enfriarlo lentamente (como enfriarlo a temperatura ambiente en un horno), se puede eliminar el estrés dentro del material, se puede eliminar la plasticidad y la resistencia del material, y se puede optimizar la microstructura del material del material. La mejora de la resistencia a la corrosión intergranular de la aleación mediante el recocido del tratamiento se refleja principalmente en los siguientes aspectos:

Elimine el estrés residual: el tratamiento de recocido puede eliminar el estrés residual generado por la aleación durante el procesamiento y reducir la aparición de concentración de estrés. La concentración de estrés es una de las causas importantes de la corrosión intergranular, por lo que eliminar el estrés residual ayuda a mejorar la resistencia a la corrosión intergranular de la aleación.
Mejore la distribución de la composición química en el límite de grano: el tratamiento de recocido puede promover la distribución uniforme de los elementos de aleación y reducir la segregación de la composición química en el límite del grano. Esto ayuda a reducir el riesgo de corrosión intergranular.
Optimice la estructura límite de grano: el tratamiento de recocido también puede promover el reordenamiento y la difusión de los átomos en el límite de grano, lo que hace que la estructura del límite del grano sea más densa y estable. Esta estructura límite de grano denso puede resistir la erosión de los medios corrosivos y mejorar la resistencia a la corrosión intergranular de la aleación.

La selección y optimización de los parámetros del proceso de tratamiento térmico son cruciales para mejorar la resistencia a la corrosión intergranular de las tuberías sin costuras de aleación de 400 níquel. Estos parámetros incluyen la temperatura de la solución, el tiempo de retención, la temperatura y el tiempo de envejecimiento, la temperatura y el tiempo de recocido, etc.
Temperatura de la solución: la elección de la temperatura de la solución debe garantizar que los elementos de aleación se puedan disolver completamente en la matriz para formar una solución sólida uniforme. La temperatura de solución demasiado baja puede conducir a una disolución incompleta de elementos de aleación; La temperatura de solución demasiado alta puede conducir a la pérdida de grano o la pérdida de volatilización de elementos de aleación.
Tiempo de retención: la duración del tiempo de retención afecta directamente la distribución uniforme de los elementos de aleación y el tamaño de los granos. El tiempo de mantenimiento apropiado puede promover la distribución uniforme de elementos de aleación y refinamiento de grano; El tiempo de mantenimiento demasiado largo puede conducir al engrosamiento de granos o una difusión excesiva de elementos de aleación.
Temperatura y tiempo de envejecimiento: la elección de la temperatura y el tiempo de envejecimiento afecta directamente el tipo, el tamaño y la distribución de las fases precipitadas. El tratamiento con envejecimiento apropiado puede promover la formación de fases de fortalecimiento de la precipitación y mejorar su uniformidad de distribución; La temperatura de envejecimiento demasiado alta o el tiempo de envejecimiento demasiado largo pueden conducir al engrosamiento de las fases precipitadas o la difusión excesiva de elementos de aleación.
Temperatura y tiempo de recocido: la elección de la temperatura y el tiempo de recocido debe garantizar que se pueda eliminar el estrés residual y se pueda mejorar la plasticidad y la tenacidad de la aleación. Una temperatura de recocido demasiado baja o un tiempo de recocido demasiado corto puede no eliminar efectivamente el estrés residual; Una temperatura de recocido demasiado alta o un tiempo de recocido demasiado largo puede conducir a la pérdida de grano o la volatilización de elementos de aleación.