อิทธิพลที่ลึกซึ้งของกระบวนการผลิตที่มีต่อโครงสร้างจุลภาคและประสิทธิภาพของหน้าจอสแตนเลสสตีล

อิทธิพลที่ลึกซึ้งของกระบวนการผลิตที่มีต่อโครงสร้างจุลภาคและประสิทธิภาพของหน้าจอสแตนเลสสตีล

ข้อกำหนดของโลหะผสมสแตนเลสสำหรับหน้าจอบ่อน้ำ, เช่นที่แพร่หลาย 304 หรือ 316L, หรือเพล็กซ์ที่แข็งแกร่งกว่า 2205, สร้างพิมพ์เขียวเคมีพื้นฐานที่แนะนำลักษณะการทำงานที่หลากหลาย, โดยเฉพาะอย่างยิ่งศักยภาพในการต้านทานการกัดกร่อน. อย่างไรก็ตาม, องค์ประกอบเล็กน้อยนี้เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของการเดินทางทางโลหะวิทยาที่ซับซ้อน; คุณสมบัติเชิงกลที่ดีที่สุด, พฤติกรรมการกัดกร่อน, และความทนทานในระยะยาวของหน้าจอสำเร็จรูปจะถูกกำหนดอย่างท่วมท้นโดยกระบวนการผลิตที่เฉพาะเจาะจง. แต่ละขั้นตอนของการเปลี่ยนแปลง, จากการละลายเริ่มต้นขององค์ประกอบดิบไปจนถึงการตัดเฉือนที่แม่นยำที่สุดของรูปแบบสล็อต, ให้การเปลี่ยนแปลงที่ลึกซึ้งและมักจะกลับไม่ได้กับสถาปัตยกรรมภายในของวัสดุ - เป็นโครงสร้างจุลภาค. ความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนนี้, ห่อหุ้มอยู่ในกระบวนทัศน์วิทยาศาสตร์พื้นฐานด้านวิทยาศาสตร์ของ “การประมวลผล→โครงสร้าง→คุณสมบัติ,” หมายความว่าสองหน้าจอที่ทำจากโลหะผสม ASTM เกรดเดียวกันสามารถแสดงโปรไฟล์ประสิทธิภาพที่แตกต่างกันอย่างดุเดือดในสนามตามประวัติการผลิตของพวกเขาเพียงอย่างเดียว. ทำงานเย็นอย่างลึกซึ้ง, หน้าจอหมัดตัดเป็นสิ่งที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงจากการแก้ปัญหาที่ได้รับการแก้ปัญหา, เลเซอร์ตัด, และไฟฟ้า. ดังนั้น, ความเข้าใจที่ครอบคลุมเกี่ยวกับกระบวนการเช่นการทำงานที่ร้อนแรง, การทำงานเย็น, การเชื่อมโลหะ, การบำบัดความร้อน, และเทคโนโลยีการตัดเปลี่ยนโครงสร้างธัญพืช, ความหนาแน่นของความคลาดเคลื่อน, ความเสถียรของเฟส, และเคมีพื้นผิวเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับวิศวกรและนักพลังวิทยาในการตัดสินใจอย่างชาญฉลาด, ทำนายอายุการใช้งาน, และลดความเสี่ยงของความล้มเหลวอย่างรุนแรงในการเรียกร้องสภาพแวดล้อมที่มีสภาพตกต่ำ.

การเดินทางของวิวัฒนาการโครงสร้างจุลภาคไม่ได้เริ่มต้นด้วยเครื่องประดิษฐ์หน้าจอ แต่ที่โรงสีที่ผลิตวัตถุดิบ. กระบวนการหลอมละลาย, โดยทั่วไปจะดำเนินการในเตาอาร์คไฟฟ้า (EAF) ตามด้วยการปรับแต่งที่แม่นยำในอาร์กอนออกซิเจน decarburization (เครื่องดื่ม) เรือ, ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ได้ค็อกเทลเคมีที่แม่นยำและ, อย่างสำคัญ, เพื่อกำจัดสิ่งสกปรกและปริมาณคาร์บอนที่ลดลงในระดับที่ยอมรับได้, โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ “L” เกรดที่ได้รับรางวัลสำหรับการเชื่อมของพวกเขา. การหล่ออย่างต่อเนื่องของโลหะผสมหลอมเหลวนี้เป็นแผ่นหรือบิลเล็ตเริ่มต้นการสร้างโครงสร้างที่สำคัญครั้งแรก: หยาบ, โครงสร้างจุลภาค Dendritic โดดเด่นด้วยการแยกสารเคมีอย่างมีนัยสำคัญ, ในกรณีที่องค์ประกอบการผสมเช่นโครเมียมและโมลิบดีนัมไม่กระจายอย่างสม่ำเสมอ แต่มีความเข้มข้นในภูมิภาคระหว่าง dendritic, การสร้างความหลากหลายทางกล้องจุลทรรศน์ที่แสดงถึงจุดอ่อนที่อาจเกิดขึ้นสำหรับการเริ่มต้นการกัดกร่อนและความล้มเหลวทางกล. โครงสร้างการหล่อนี้ไม่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับส่วนประกอบประสิทธิภาพสูง; มันมีความแข็งแรงต่ำกว่า, ความเหนียวที่ด้อยกว่า, และพฤติกรรมที่คาดเดาไม่ได้ภายใต้ความเครียด. เพราะเหตุนี้, การยกเครื่องโครงสร้างจุลภาคที่สำคัญครั้งแรกเกิดขึ้นผ่านการทำงานที่ร้อนแรง, ที่ซึ่งบิลเล็ตหล่อถูกอุ่นเข้าไปในเขตเสถียรภาพของออสเทนนิติก (สูงกว่า 1,000 ° C สำหรับเกรดออสเทนนิติก) และอยู่ภายใต้การควบคุมการเสียรูปผ่านกระบวนการเช่นการกลิ้งร้อนหรือการปลอม. การทำงานเชิงกลที่อุณหภูมิสูงนี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการตกผลึกแบบไดนามิก, กลไกอันทรงพลังที่หยาบ, ธัญพืชที่เปราะบางถูกทำลายลงและแทนที่ด้วยรุ่นใหม่ที่ดี, ธัญพืช, การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันในการกระจายสารเคมีและกำจัดการแยก dendritic, ดังนั้นการวางรากฐานสำหรับวัสดุที่แข็งแกร่งขึ้น, รุนแรงขึ้น, และทนต่อการกัดกร่อนที่คาดการณ์ได้มากขึ้นเนื่องจากมีศักยภาพที่สม่ำเสมอมากขึ้นสำหรับการสร้างภาพยนตร์แบบพาสซีฟ.

หลังจากทำงานร้อนแรง, วัสดุจะถูกประมวลผลเพิ่มเติมในรูปแบบที่จำเป็นสำหรับการผลิตหน้าจอ: ส่วนใหญ่ท่อไร้รอยต่อสำหรับหน้าจอ slotted และการวาดลวดสำหรับหน้าจอ wire-wrap. การผลิตท่อไร้รอยต่อ, บ่อยครั้งผ่านกระบวนการ Mannesmann Plug Mill, เกี่ยวข้องกับการเจาะบิลเล็ตร้อนและยืดมันผ่านชุดม้วน; สิ่งนี้ถือเป็นการทำงานที่ร้อนแรงยิ่งขึ้น, การปรับโครงสร้างเมล็ดข้าวเพิ่มเติมและเพิ่มคุณสมบัติทิศทางของวัสดุ. จากนั้นท่ออาจถูกอบอ่อน - ร้อนถึงอุณหภูมิที่คาร์ไบด์ทั้งหมดจะละลายเป็นสารละลายที่เป็นของแข็งแล้วดับอย่างรวดเร็วเพื่อแช่แข็งสถานะที่เป็นเนื้อเดียวกันนี้, เรือรบ, และโครงสร้างจุลภาคที่ปรับให้เหมาะสม. หรือ, สำหรับท่อเชื่อม, แถบที่รีดเย็นเกิดขึ้นและขอบของมันหลอมรวมเข้าด้วยกัน, การสร้างตะเข็บเชื่อมต่อเนื่องที่แนะนำภูมิภาคที่มีความสำคัญทางจุลภาคที่สำคัญ: โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (อันตราย). ภายใน HAZ นี้, โครงสร้างจุลภาคของโลหะพื้นฐานมีการเปลี่ยนแปลงโดยวงจรความร้อน, ปรากฏการณ์ที่เสี่ยงเช่นการแพ้ (การตกตะกอนโครเมียมคาร์ไบด์ที่ขอบเขตเกรนในช่วงอุณหภูมิเฉพาะ) และการเจริญเติบโตของธัญพืช, ซึ่งสามารถประนีประนอมความต้านทานการกัดกร่อนในท้องถิ่นและคุณสมบัติเชิงกลอย่างรุนแรง, ทำให้รอยเชื่อมเป็นจุดอ่อนที่มีศักยภาพ’ ส้นเท้าเว้นแต่จะได้รับการแก้ไขอย่างถูกต้องด้วยการรักษาความร้อนที่ตามมาหรือการใช้เกรดที่มีความเสถียร. สำหรับหน้าจอ wire-wrap, ก้านถูกวาดอย่างรุนแรง, กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการดึงวัสดุผ่านชุดที่มีขนาดเล็กลงอย่างต่อเนื่อง, ซึ่งเพิ่มความหนาแน่นของความคลาดเคลื่อนอย่างหนาแน่น, ยืดธัญพืชในทิศทางการวาดอย่างมาก, และแนะนำความเครียดที่เหลืออยู่มากมาย, ส่งผลให้ลวดที่แข็งแกร่งอย่างมาก แต่ยัง anisotropic และขาดความเหนียว, การแลกเปลี่ยนที่ต้องจัดการอย่างรอบคอบ.

ขั้นตอนการเปลี่ยนแปลงมากที่สุดสำหรับโครงสร้างจุลภาคเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิตหน้าจอจริง, โดยที่ท่อฐานหรือลวดถูกแปลงเป็นตัวกรองที่ใช้งานได้. วิธีการสร้างช่องนั้นมีผลกระทบเป็นพิเศษ. การต่อยหรือปั๊ม, วิธีการทั่วไปและคุ้มค่า, เป็นรูปแบบที่ยอดเยี่ยมของการทำงานเย็นที่มีการแปลเป็นเส้นรอบวงช่องเสียบ. แอ็คชั่นการตัดและการเสียรูปสร้างโซนที่ทำงานหนักอย่างรุนแรงด้วยความหนาแน่นของความคลาดเคลื่อนทางดาราศาสตร์สูง, ขอบเขตของเมล็ดพืชที่มีรูปร่างผิดปกติ, และลักษณะเฉพาะของความเค้นตกค้าง - มักจะอัดที่พื้นผิวมาก แต่มีแรงดึงที่ซุ่มซ่อนอยู่ใต้. ความวุ่นวายทางโครงสร้างจุลภาคนี้มีผลกระทบโดยตรง: ในขณะที่ขอบสล็อตกลายเป็นเรื่องยากและทนต่อการเสียดสี, เครียด, ทำให้ขุ่นเคือง, และบ่อยครั้งที่พื้นผิวที่แตกด้วยไมโครให้พื้นที่นิวเคลียสในอุดมคติสำหรับการกัดกร่อนของหลุมและรอยแยก, และการรวมกันของโครงสร้างจุลภาคที่เสียหายนี้กับความเข้มข้นของความเครียดทางเรขาคณิตของสล็อตนั้นช่วยลดความแข็งแรงของความเมื่อยล้าได้อย่างมีนัยสำคัญ, ทำให้หน้าจอมีความเสี่ยงต่อความล้มเหลวภายใต้การโหลดแบบวงกลมจากการทำงานของปั๊มหรือค้อนน้ำ. ในทางตรงกันข้าม, การตัดเลเซอร์, กระบวนการระบายความร้อนที่มีความแม่นยำสูง, ไอวัสดุในรูปแบบสล็อต, การสร้างการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง: โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (อันตราย) ตามขอบตัด, สมบูรณ์ด้วยโซนฟิวชั่นของวัสดุ dendritic ที่ละลายใหม่, ภูมิภาคที่ไวต่อการแพ้และการเจริญเติบโตของธัญพืช, และย้อมสีความร้อนที่มักถูกมองข้าม-หนา, ไม่มีการป้องกัน, มาตราส่วนออกไซด์ของโครเมียมที่พร่องซึ่งมีความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนอย่างหายนะ, จำเป็นต้องมีการดองหลังการตัดและการหยุดยั้งเพื่อฟื้นฟูความสมบูรณ์.

การตัด Waterjet ที่มีการขัด, กระบวนการตัดเย็นที่กัดเซาะวัสดุด้วยกระแสน้ำแรงดันสูงและโกเมนขัด, แนะนำอินพุตความร้อนเล็กน้อยและหลีกเลี่ยงการก่อตัวของ HAZ, การแปลงเฟส, หรือการบิดเบือนความร้อน, จึงรักษาโครงสร้างจุลภาคของโลหะฐานไว้จนถึงขอบตัด; อย่างไรก็ตาม, พื้นผิวด้านที่เกิดขึ้นและกล้องจุลทรรศน์ขรุขระ, ในขณะที่ปราศจากความเสียหายทางความร้อน, ยังสามารถทำหน้าที่เป็นสถานที่สำหรับการยึดเกาะของอนุภาคและการเริ่มต้นรอยแยก, มักจะต้องใช้ passivation หรือไฟฟ้าที่ตามมาเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุด. สำหรับหน้าจอ wire-wrap, กระบวนการผลิตเกี่ยวข้องกับการห่อลวดที่วาดด้วยความเย็นรอบ ๆ โครงสร้างสนับสนุนและเชื่อมในแต่ละจุดสัมผัส; รอยเชื่อมด้วยกล้องจุลทรรศน์หลายพันตัวเหล่านี้สร้างโซนฟิวชั่นและ HAZ ของตัวเอง, นำเสนอความเสี่ยงการกัดกร่อนแบบกระจายทั่วทั้งพื้นผิวหน้าจอที่ต้องการการควบคุมคุณภาพอย่างเข้มงวดในการเชื่อมและการทำความสะอาดหลังการทำศาสตร์ที่ครอบคลุมและระบบการควบคุมผ่านเพื่อให้แน่ใจว่าอายุการใช้งานที่ยาวนานของการชุมนุมและป้องกันการคลี่คลายเนื่องจากการโจมตีที่มีการกัดกร่อน.

กระบวนการตกแต่งเป็นโอกาสสุดท้ายในการสร้างโครงสร้างจุลภาคและสถานะพื้นผิวเพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุด. การบำบัดความร้อน, โดยเฉพาะอย่างยิ่งโซลูชันการหลอมและการดับ, เป็นปุ่มรีเซ็ตที่รุนแรง: มันละลายคาร์ไบด์ตกตะกอน, กำจัดงานเย็นทั้งหมด, recrystallizes ปรับใหม่, โครงสร้างธัญพืช, และทำลายความเครียดที่เหลืออยู่, ส่งผลให้เกิดโครงสร้างจุลภาคที่ให้ความต้านทานการกัดกร่อนสูงสุดและความเหนียว; อย่างไรก็ตาม, สิ่งนี้มาจากค่าใช้จ่ายที่แน่นอนของความแข็งแรงเชิงกล, การแสดงผลหน้าจอที่ไวต่อการยุบภายใต้แรงกดดันที่ต่ำกว่า, การแลกเปลี่ยนที่มักจะบอกว่าการหลอมจะต้องดำเนินการก่อนการขึ้นรูปแบบใด ๆ หากต้องการความแข็งแรงของการล่มสลายสูง. การรักษาความร้อนลดความเครียดที่อุณหภูมิต่ำทำให้เกิดการประนีประนอม, การลดความเครียดที่ตกค้างที่เป็นอันตรายเพื่อลดความเสี่ยงของการร้าวการกัดกร่อนของความเครียด (SCC) โดยไม่ต้องเปลี่ยนความแข็งแรงที่ได้รับจากงานเย็นที่มีค่าอย่างมีนัยสำคัญ. นอกเหนือจากการรักษาด้วยความร้อน, ขั้นตอนการตกแต่งทางเคมีและเคมีไฟฟ้าเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง. กัดกรด, ใช้ส่วนผสมของกรดไนตริกไฮดรฟลูออริก, ไม่สามารถต่อรองได้หลังจากกระบวนการระบายความร้อนใด ๆ ในการผ่าตัดถอดชั้นโครเมี่ยมพร่องและสีความร้อน, ในขณะที่ passivation, ในอ่างน้ำไนตริกหรือกรดซิตริก, ส่งเสริมการเติบโตของใหม่, ต่อเนื่องกัน, และฟิล์มพาสซีฟโครเมียมออกไซด์ป้องกัน. เครื่องไฟฟ้า, จุดสุดยอดของการรักษาพื้นผิว, ทำให้พื้นผิวเรียบทางไฟฟ้า, การลบเลเยอร์ที่ทำงานหนัก, จุดสูงสุด, และสารปนเปื้อนในตัว, เพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนในเวลาเดียวกันโดยการเพิ่มปริมาณโครเมียมพื้นผิวและให้การตกแต่งที่เรียบง่ายเป็นพิเศษซึ่งช่วยลดการยึดเกาะของแบคทีเรียและทำให้การฟื้นฟูสมรรถภาพง่ายขึ้น, แสดงถึงการอัพเกรดประสิทธิภาพที่สำคัญสำหรับแอปพลิเคชันที่สำคัญ.

การสังเคราะห์, เส้นทางการผลิตที่เลือกโดยเครื่องประดิษฐ์จะสร้างผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายด้วยลายเซ็นโครงสร้างจุลภาคที่เฉพาะเจาะจงซึ่งกำหนดโปรไฟล์ประสิทธิภาพ. ทางเดินที่จัดลำดับความสำคัญของความแข็งแรงในการล่มสลายสูงจะโอบกอดการทำงานเย็นอย่างรุนแรงผ่านกระบวนการเช่นการวาดด้วยท่อเย็นและการเจาะช่องเสียบ, ส่งผลให้เกิดโครงสร้างจุลภาคที่กำหนดโดยความหนาแน่นของความคลาดเคลื่อนสูง, ธัญพืชยาว, และความเครียดที่เหลืออยู่อย่างมีนัยสำคัญ, ให้คุณสมบัติเชิงกลที่ยอดเยี่ยม แต่ยอมรับการบุกรุก, ประสิทธิภาพการกัดกร่อนที่มีความเสี่ยงมากขึ้นซึ่งจะต้องจัดการผ่านการควบคุมสิ่งแวดล้อมและการเคลือบป้องกัน. ในทางกลับกัน, ทางเดินที่จัดลำดับความสำคัญความต้านทานการกัดกร่อนสูงสุดจะใช้วิธีการแก้ปัญหาแบบเต็มรูปแบบตามด้วยวิธีการตัดแบบปราศจากความร้อนเช่นการระบายน้ำหรือการตัดเลเซอร์ที่ทำความสะอาดอย่างพิถีพิถัน, สูงสุดในการตกผลึก, ถูกจับ, ปราศจากความเครียด, และโครงสร้างจุลภาคที่เป็นเนื้อเดียวกันกับพื้นผิวที่เก่าแก่, เสนอความต้านทานต่อหลุมที่ไม่มีใครเทียบได้, การกัดกร่อนของรอยแยก, และ SCC, แต่อาศัยความหนาของผนังที่เพิ่มขึ้นเพื่อชดเชยความแข็งแรงของผลผลิตที่ต่ำกว่า. ดังนั้น, การระบุหน้าจอบ่อน; จำเป็นต้องมีการสนทนาทางเทคนิคกับผู้ผลิตเกี่ยวกับลำดับการประมวลผลเฉพาะของพวกเขา - วิธีการผลิตท่อฐานจะผลิตอย่างไร, วิธีการเกิดสล็อต, และวิธีการรักษาความร้อนและขั้นตอนการทำความสะอาด - เพื่อให้แน่ใจว่าโครงสร้างจุลภาคที่ผลิตนั้นสอดคล้องกับสารเคมีอย่างแม่นยำ, เครื่องกล, และความท้าทายทางชีวภาพของภารกิจดาวน์หลุมที่ตั้งใจไว้, สร้างความมั่นใจในความน่าเชื่อถือและอายุยืนผ่านทางเลือกโลหะที่มีข้อมูล.