Kad dzirdat vārdu “2Cr13 nerūsējošais tērauds”, daudziem uzreiz rodas doma ir tikai vēl viena pamata martensīta kategorija, kas ir piemērota nažiem un lētiem vārstiem. Tas nav nepareizi, taču tas ir vienkāršojums, kas rada vairāk galvassāpju veikalā, nekā vajadzētu. Realitāte ir tāda, ka tā uzvedība atrodas šajā sarežģītajā vidusceļā — tas nav tik piedodošs kā 304, ne arī tik izturīgs kā 440 C. Lai ar to iegūtu konsekventus rezultātus, īpaši liešanā un apstrādē, ir jāievēro tā īpašās īpatnības.
Liešanas mīkla: plūstamība pret plaisāšanu
Mūsu čaumalu veidņu un investīciju liešanas līnijās 2Cr13 bieži izmanto sūkņu korpusus, lāpstiņriteņus un noteiktas pārtikas iekārtu daļas. Pirmā nianse ir liešanas temperatūra. Varētu domāt, ka ar mērenu oglekļa saturu (~0,16–0,25%) un 13% Cr, tas ir vienkārši. Bet tā sacietēšanas diapazons ir šaurāks, nekā jūs varētu gaidīt. Ielejiet pārāk vēsu, un rodas nepareizas gaitas, īpaši plānās lāpstiņriteņa lāpstiņas daļās. Ielejiet pārāk karstu un pastāv karstu plīsumu rašanās risks, īpaši ap tiem asajiem vārsta korpusa iekšējiem stūriem. Mēs esam iemācījušies, izmantojot vairāk nekā dažus metāllūžņu lējumus, censties sasniegt ieteicamā diapazona augstāko robežu, taču ar daudz stingrāku kontroles joslu. Tas ir par pietiekamu plūstamību, lai piepildītu veidni, nepārslogojot cietināto apvalku.
Tad ir veidņu materiāla mijiedarbība. Tā kā tas ir martensīts, tas pārveidojas un saraujas savādāk nekā austenīta kategorijas. Veicot ieguldījumu liešanu, izmantojot keramikas apvalkus, mums bija jāpielāgo korpusa priekšsildīšanas temperatūra. Standarta iepriekšēja uzsildīšana 304 izraisīja 2Cr13 lējumu plaisāšanu, jo termiskais šoks liešanas laikā bija smagāks. Tagad mēs iepriekš uzsildām nedaudz augstāk, kas šķiet pretrunā saraušanās stresa samazināšanai, taču tas darbojās. Tas palēnināja sākotnējo dzesēšanas ātrumu tieši tik daudz, lai ļautu metāla ādai veidoties vienmērīgāk.
Termiskā apstrāde pēc liešanas nav apspriežama. As-cast 2Cr13 ir trausls. Jums tas ir jāatlaidina. Standarta protokols ir karsēšana līdz aptuveni 850–900 °C, turēšana un krāsns dzesēšana. Bet šeit ir praktisks padoms: dzesēšanas ātrums krāsnī ir svarīgs. Kādreiz mums bija lieti sūkņu korpusi, kas izturēja cietības pārbaudes, bet bija slikti apstrādāti, parādot pārmērīgu instrumentu nodilumu. Problēma radās pārslogotā krāsnī, kur daļas centrā atdzisa pārāk lēni, gandrīz kā subkritiskā atkvēlināšana, atstājot mikrostruktūru mazāk par ideālu. Tagad mēs nodrošinām labāku kravas atstarpi. Tās ir šīs mazās procesa novirzes, kas jums iekost.
Apstrādājamība: gumijas realitāte
Uz papīra tā apstrādājamības vērtējums ir kārtībā. Uz CNC grīdas operatori jums pateiks, ka tā var būt sveķaina vai stīga, īpaši atlaidinātā stāvoklī. Tas nesalauž skaidas tīri kā 12L14 tērauds, un tas nav tik tīrs kā 303 nerūsējošais tērauds. Galvenais ir pārvaldīt darba rūdījumu. Ja jūsu padeves ātrums ir pārāk zems vai instruments paliek, jūs nekavējoties apstrādājat un sacietējat virsmu, un nākamajā piegājienā instruments tiek pļāpāt vai sadedzināts. Mēs norādām karbīda instrumentus ar asu, pulētu grābekļa virsmu un izmantojam lielāku padevi ar mērenu ātrumu. Dzesēšanas šķidrums ir būtisks ne tikai dzesēšanai, bet arī, lai palīdzētu notīrīt šīs izturīgās skaidas.
Dziļu caurumu urbšana ir īpašs izaicinājums. Standarta 118 grādu punkts var klīst un izraisīt pārmērīgu karstumu. Mēs pārgājām uz 135 grādu dalītā punkta urbjiem ar lēnāku knābšanas ciklu un paaugstinātu dzesēšanas šķidruma spiedienu. Tas palielināja cikla laiku, bet novērsa daudz pārstrādes un salauztu instrumentu. Tādam uzņēmumam kā Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), kas apstrādā visu, sākot no liešanas līdz finālam CNC apstrāde zem viena jumta šīs integrētās mācības ir ļoti svarīgas. Jūs nevarat optimizēt apstrādi atsevišķi; jums ir jāņem vērā sagataves stāvoklis un termiskās apstrādes vēsture. Daļa, kas ir nedaudz atlaidināta neatbilstoši specifikācijai, cīnīsies ar jums uz virpas visu dienu.
Es atceros projektu par virkni hidraulisko vārstu spoļu. Apdruka prasīja smalku virsmas apdari uz zemes. 2Cr13 pagriešana līdz šai apdarei bija problemātiska — mēs turpinājām iegūt saplēstu, izsmērētu tekstūru. Mēs eksperimentējām ar dažādām ieliktņu ģeometrijām un beidzot atklājām, ka tīrītāja tipa ieliktnis ar ļoti vieglu galīgo apdari, izmantojot īpašu augstas eļļošanas griešanas šķidrumu (nav mūsu standarta dzesēšanas šķidrumu), to paveica. Tas nebija standarta apstrādes rokasgrāmatā; tas bija neapmierinātības radīts remonts veikalā.
Izturība pret koroziju: pareizo cerību iestatīšana
Šeit ir vislielākais klientu nepareizs priekšstats. Cilvēki redz nerūsējošo tēraudu un pieņem, ka tas ir izturīgs pret rūsu. 2Cr13 nerūsējošais tērauds piedāvā tikai mērenu izturību pret koroziju. Tas ir piemērots viegli korozīvām vidēm, piemēram, noteiktām pārtikas skābēm vai atmosfēras iedarbībai, taču tas var iegremdēties apstākļos, kas bagāti ar hlorīdu (sālsūdens, smagie ceļu sāļi). Mums vienmēr ir šī saruna ar klientiem. Lai iegūtu kuģu komponentu, mēs vēlētos 316 l. Bet, piemēram, maizes cepšanas mašīnas daļai, kas pakļauta mīklas skābēm un tvaikiem, 2Cr13 ir rentabls un pilnīgi piemērots.
Pasivācija palīdz, bet tas nav brīnumlīdzeklis. Šādu martensīta šķirņu process atšķiras no slāpekļskābes vannām, ko izmanto austenītam. Mēs izmantojam uz citronskābi balstītu pasivēšanas procesu, kas ir efektīvs un videi draudzīgāks. Tomēr tās panākumi ir pilnībā atkarīgi no tā, vai virsma pirms vannas ir ideāli tīra. Jebkurš iestrādāts dzelzs no apstrādes vai apstrādes apdraud pasīvo slāni. Mēs ieviesām stingru tīrīšanas un pārbaudes soli pirms pasivēšanas, kas krasi samazināja gatavo detaļu rūsas plankumus.
Termiskās apstrādes stāvoklis tieši ietekmē korozijas veiktspēju. Pareizi rūdītai detaļai būs labāka pretestība nekā tai, kas ir tikai atbrīvota no stresa. Mēs to dokumentējām, pārbaudot paraugus no dažādām partijām sāls smidzināšanas skapī. Šie dati mums palīdzēja attaisnot mūsu pilno termiskās apstrādes protokolu klientiem, kuri mēģināja uzlabot šo soli. Pareizas termiskās apstrādes izlaišana, lai ietaupītu izmaksas, parasti vēlāk atgriežas ar kļūmēm ekspluatācijā.
Metināšana un izgatavošana: rīkojieties piesardzīgi
Tas ir metināms, bet tas nav draudzīgs. Ir ļoti ieteicams iepriekš uzsildīt, aptuveni 200–300°C, un pēcmetināšanas termiskā apstrāde (PWHT) gandrīz vienmēr ir nepieciešama, lai atjaunotu elastību un izturību pret koroziju siltuma ietekmētajā zonā (HAZ). Ja izlaižat PWHT, HAZ kļūst ciets, trausls un pakļauts plaisāšanai. Mēs to uzzinājām agri, labojot saplaisājušos lējumus. Remontmetinājuma šuve bez iepriekšējas uzsildīšanas un PWHT bieži vienkārši atkal saplaisājas dažus milimetrus tālāk no metinājuma šuves.
Metināto konstrukciju izgatavošanai no plātnes vai stieņa, pildvielas metāla izvēle ir ļoti svarīga. Parasti tiek izvēlēti 309L vai 312 nerūsējošie elektrodi, kuriem ir lielāks sakausējuma saturs, lai kompensētu atšķaidījumu un novērstu pārmērīgu sacietēšanu. Pat tad galvenā nozīme ir starpplūsmas temperatūras kontrolei. Mēs to vairāk uztveram kā mazleģēta tērauda, nevis nerūsējošā tērauda metināšanu. Svarīga ir domāšanas veida maiņa.
Vienā neveiksmīgā mēģinājumā bija iesaistīts klients, kurš vēlējās metinātu 2Cr13 plākšņu un liešanas veidgabalu komplektu. Viņi uzstāja, ka PWHT nav nepieciešams, jo bija bažas par izmēru stabilitāti. Mēs brīdinājām par to, bet rīkojāmies saskaņā ar viņu pieprasījumu. Detaļas izturēja sākotnējo pārbaudi, bet aukstā ziemā transportēšanas laikā saplaisājušas. To izraisīja metināšanas radītie atlikušie spriegumi kopā ar nerūdītā martensīta trauslumu zemā temperatūrā HAZ. Tagad mums ir nepieciešama parakstīta atteikšanās, ja klients atsakās no ieteicamās PWHT. Tas nav tā vērts, lai kaitētu reputācijai.
Ieguves un materiālu konsekvence: slēptais mainīgais
Ne visi 2Cr13 tiek radīti vienādi. Mikroelementu, piemēram, sēra, fosfora un silīcija, atšķirības dažādās dzirnavās var būtiski ietekmēt liejamību un apstrādājamību. Mēs esam standartizējuši savu piegādes ķēdi, cik vien iespējams, un pieprasām dzirnavu pārbaudes ziņojumus par kritiskiem darbiem. Partija ar sēru specifikācijas augstākajā galā varētu tikt apstrādāta nedaudz labāk, taču tā varētu būt vairāk pakļauta karstai plīsumiem liešanas laikā.
Darbs ar ilgtermiņa partneri, piemēram QSY, ar gadu desmitiem investīciju liešana un apstrāde, izceļ šīs vadības vērtību. Mēs varam izsekot apstrādes problēmai līdz noteiktam metāla karstumam un attiecīgi pielāgot savus augšējos parametrus. Piemēram, ja jauna partija šķiet grūtāka pie pirmā instrumenta kontakta, mēs pārbaudīsim faktisko oglekļa saturu sertifikātā un varam pielāgot atlaidināšanas temperatūru, pirms sāksim pilnu ražošanu. Šī proaktīvā pieeja ietaupa daudz dīkstāves.
Visbeidzot, tas ir par zināt, kad to neizmantot. Līdz ar pieaugumu īpaši sakausējumi Tāpat kā superdupleksās vai uz niķeļa bāzes izgatavotās ierīces ekstremālām vidēm, 2Cr13 ir uzticama, ekonomiska izvēle konkrētiem, labi saprotamiem lietojumiem. Tas ir darba zirgs, nevis izstāžu zirgs. Tās vērtība ir tās paredzamajā veiktspējā tās robežās, un īstā pieredze ir šo ierobežojumu noteikšana un ievērošana ik uz soļa — no lietuves krāsns līdz pēdējai kvalitātes kontroles pārbaudei. Par to patiesi liecina 30 gadu pieredze tādā firmā kā mūsējais.
