צלחת נירוסטה: מגולגלת חמה לעומת מגולגלת קרה, הסבר חמוץ מול חישול

צלחת נירוסטההמפרטים מפרטים באופן שגרתי שיטת גלגול ותנאי גימור זה לצד זה - "מגולגל חם, מחולל וחמוץ" או "מגולגל קר, 2B" - וקונים שאינם בקיאים בטרמינולוגיה מתייחסים לרוב לשתי התוויות כאל ניתנות להחלפה. הם מתארים שני שלבי ייצור שונים. שיטת הגלגול (חמה או קרה) קובעת כיצד הצלחת מצטמצמת לעובי ומהם המאפיינים המכניים והממדיים.

כבישה וחישול מתארים שלב -טיפול בחום וניקוי משטח- שיכול לבצע כל מסלול גלגול. ציון השילוב השגוי יכול להיות תשלום עבור סובלנות או איכות פני השטח שפרויקט אינו זקוק לו, או תחת ציון-חלק שלאחר מכן נכשל בדרישת שטוחות, קורוזיה או היווצרות. מדריך זה מפריד בין שני המשתנים, משווה אותם זה לצד זה מול הקריטריונים ASTM A240 ו-ASTM A480, ונותן מסגרת פשוטה לבחירה ביניהם.

מה ההבדל בין פלדת נירוסטה מגולגלת חמה לקר?

מגולגל חם (HR) ומגולגל קר (CR) מתארים את הטמפרטורה שבה הפלדה מצטמצמת לעובי הסופי, והמשתנה הבודד הזה מניע כמעט כל הבדל במורד הזרם במרקם פני השטח, סובלנות, חוזק ומחיר.

תהליך הגלגול החם

לוח יצוק רציף- מחומם מחדש ל-1,100-1,250 מעלות בערך - הרבה מעל טמפרטורת ההתגבשות מחדש של הסגסוגת - ועובר דרך סדרה של מעמדי גלגול שמפחיתים אותו לעובי היעד בעוד מבנה הגרגיר מתגבש מחדש ללא הרף. מכיוון שהמתכת רכה ופלסטיקית בטמפרטורה זו, מושגות הפחתות עובי גדולות במעברים מעטים יחסית, מה שהופך את הגלגול החם לחסכוני עבור מקטעים עבים יותר. הפשרה היא קשקשת תחמוצת שחורה- מחוספסת ואפורה על פני השטח ושליטה רופפת יותר על העובי והשטוח הסופי.

תהליך הגלגול הקר

גלגול קר מתחיל מסליל חם-מגולגל, מחושל וכבוש ומפחית אותו עוד יותר בטמפרטורת החדר או בסמוך אליו, מתחת לטמפרטורת ההתגבשות מחדש. מכיוון שעבודת מתכת קרה-מתקשה כשהיא מתעוותת, הפחתת קור דורשת מעברים קלים רבים ולא כמה כבדים, עם חישול ביניים כדי להחזיר את המשיכות בין מעברים בתזמון-הפחתה גבוהים יותר. התהליך איטי יותר ויותר אנרגיה- ועתיר הון-לטון, אך הוא מייצר משטח חלק יותר, סובלנות עובי ושטיחות הדוקים יותר, ועליית חוזק מתונה מעבודה קרה שנשארה.

כדאי להתייחס ישירות לנקודת בלבול נפוצה: לפי ASTM A480/A480M, המונחים "גיליון", "רצועה" ו"לוח" מוגדרים בעיקר לפי עובי ורוחב, לא לפי שיטת גלגול. מוצר שטוח בעובי של פחות מ-4.76 מ"מ (3/16 אינץ') מסווג כגיליון או רצועה ובדרך כלל מגולגל קר; מוצר שטוח בעובי זה או מעליו מסווג כצלחת ומיוצר בדרך כלל בגלגול חם. עם זאת, בשימוש מסחרי, "צלחת מגולגלת קרה" הוא מונח מסחרי בשימוש נרחב עבור-מלאי שטוח מצומצם - בדרך כלל חומר גמור 2B, BA או 2D - המסופק במידות של עד 6.35 מ"מ לערך עבור מיכלים, לוחות מכשירי חשמל ואדריכלות. קונים צריכים לאשר עם הספק שלהם אם "צלחת מגולגלת קרה" בהצעת מחיר מתייחסת ללוח אמיתי מוגדר ASTM-או לגיליון מגולגל-כבד יותר-קר-, שכן טבלת הסבולות הרלוונטית שונה בין השניים.

טבלה 1. מאפיינים כלליים של לוח אל חלד מגולגל חם- לעומת קר-. טווחים הם תרגול טחנה טיפוסי; אשר נתונים מדויקים מול מהדורת ASTM A480/A480M הספציפית וגיליון מפרט המוצר בתוקף עבור ההזמנה.

מה המשמעות של "חמוץ ומחוסל" עבור צלחת נירוסטה?

"חמוץ ומחוסל" (והמונחים החמים-המגולגלים HRAP ו-HRPO) מתארים שלב-טיפול בחום וכימי-שלב ניקוי המיושם לאחר גלגול - לא שיטת גלגול בפני עצמה - וזה מה שמשחזר את עמידות הבד בפני קורוזיה ומכין את הבד בפני קורוזיה.

רִכּוּך

כמו-צלחת אל חלד מגולגלת, במיוחד לוחית מגולגלת חמה-, יורדת מהטחנה עם מתח פנימי ומבנה גרגר שאינו מותאם לגמישות או עמידות בפני קורוזיה. חישול מחמם מחדש את הצלחת ל-טמפרטורת טיפול (בדרך כלל 1,010-1,120 מעלות עבור דרגות אוסטניטיות נפוצות כגון 304/304L ו-316/316L) ומחזיק אותה מספיק זמן כדי להמיס קרבידים ולהפוך את המיקרו-מבנה להומוגנית, ואז מקרר אותו במהירות מספקת על ידי קירור מהיר או אוויר, בדרך כלל על ידי קירור מהיר של מים {{12} - כדי למנוע משקעים של כרום קרבידים בגבולות התבואה. צלחת חישול כהלכה היא רכה, רקיעה וללא רגישות שעלולה להוביל לקורוזיה בין-גרגירית בריתוך או שירות מאוחרים יותר.

כְּבִישָׁה

גם גלגול חם וגם חישול יוצרים אבנית תחמוצת על פני השטח, ושכבת המתכת הבסיסית שמתחת לאותה אבנית מתרוקנת מכרום, מה שמחליש באופן מקומי את עמידות בפני קורוזיה. כבישה מטבילה או מרסס את הצלחת באמבט חומצה -, בדרך כלל, תמיסת חומצה חנקתית-הידרופלואורית מעורבת - שממיסה את האבנית ואת השכבה המדולדלת-הכריום שמתחתיה, וחושפת מתכת נקייה שיכולה מחדש-ליצור מחדש-סרט חוזק מלא-על סרט פסיבי{7} במגע אוויר{7}}. כבישה לפי ASTM A380 היא השיטה הסטנדרטית{10}}בתעשייה לשחזור פסיביות לאחר עבודה חמה; הוא גם מחספס מעט את פני השטח בהשוואה לגימור לא מוחמץ או בהיר-מחוצף.

מדוע שני השלבים תמיד מתאימים

חישול ללא כבישה מותיר אבנית ושכבה מדולדלת-כרום על פני השטח, כך שהצלחת לא מגיעה לביצועי הקורוזיה המדורגים שלה למרות שהתכונות המכניות שלה נכונות. כבישה ללא חישול אינה מתייחסת למבנה התבואה או ללחץ פנימי. מסיבה זו, אישורי טחנה עבור חישול וכבישה סטנדרטיים של לוחות סחורות יחד, והשילוב מיושם על צלחת מגולגלת- חמה (מייצר HRAP/HRPO, גימור ASTM No. 1) ועל סליל מגולגל קר- (הפקת גימור מס'. 2D, או No. 2}B בעת בחירת עור סופית.

כיצד משתווים צלחת מגולגלת חמה וקרה במאפיינים מכניים?

גם לוח אוסטניטי מגולגל חם- וגם קר- חייב לעמוד באותה טבלת מאפיינים מכניים מינימליים של ASTM A240/A240M עבור כיתה נתונה כאשר היא מסופקת במצב חישול סטנדרטי; חומר 2B קר-מגולגל בדרך כלל יושב קרוב יותר לקצה העליון של טווח זה, מכיוון שמעבר העור הסופי משאיר כמות קטנה של עבודה קרה שנשמרה, אך הוא אינו נמכר בטבלת מאפיינים נפרדת וגבוהה יותר.

ASTM A240 תכונות מכניות מינימליות - דרגות נפוצות, מצב חישול

טבלה 2. תכונות מכניות מינימליות לפי ASTM A240/A240M עבור דרגות לוחות אוסטניטיות נפוצות במצב חישול. המינימום הללו חלים ללא קשר אם הצלחת הייתה מגולגלת חמה או קרה; ודא תמיד מול המהדורה הנוכחית של A240/A240M ודוח בדיקת הטחנה (MTR) עבור החום הספציפי.

בפועל, צלחת 2B מגולגלת קרה בודקת לעתים קרובות מעט מעל המינימום הללו לגבי חוזק תפוקה, מכיוון שהמזג הקל (העור) עובר לאחר החישול מציג כמות קטנה ומבוקרת של התקשות מתח, בעוד שהצלחת-מגולגלת- חמה לחלוטין ו-מחושלת - אשר לא מקבלת {{6} הפחתה קרובה לקו הבסיס. אף אחד מהמצבים לא משנה את עמידות הסגסוגת בפני קורוזיה, הנשלטת על ידי כימיה (כרום, מוליבדן, תכולת חנקן, מבוטא כ-PREN) ועל פי מידת החזרה המלאה של השכבה הפסיבית במהלך הכבישה, ולא על ידי מסלול הגלגול.

אילו גימורים משטחים זמינים בלוח HR לעומת CR?

פלטה מגולגלת חמה- מסופקת בדרך כלל בגימור ASTM A480 No. 1, בעוד שמוצר מגולגל קר- מכסה טווח מ-No. 2D עמום דרך-מטרה כללית No. 2B ועד לגימור הבהיר, מראה-כמו BA, וכל אחד מהם מוגדר על ידי תיאור חזותי בודד שלו.

טבלה 3. גימורי משטח טחינה המצוינים בדרך כלל על לוחית פלדת אל חלד וגיליון לפי ASTM A480/A480M. גימורים מלוטשים מכנית (No. 3, No. 4, No. 8, HL) מיוצרים לאחר מכן על ידי שחיקה או הברקה וניתן ליישם על בסיס HR או CR.

כיצד משתווים טווח עובי וסובלנות ממדים?

חומר מגולגל קר- מחזיק בסובלנות הדוקה יותר של עובי, רוחב ושטיחות מאשר צלחת מגולגלת חמה- בגודל דומה, וזו הסיבה המעשית העיקרית שהיצרנים משלמים עבורו פרמיה על חלקים עם דרישות התאמה- צמודות או קוסמטיות.

ASTM A480/A480M מפרסמת טבלאות סובלנות נפרדות עבור צלחת מגולגלת- חמה ועבור גיליון וצלחת מגולגלת{{3} קרה. סובלנות צלחות מגולגלות חמות- מתגלגלות הן בעובי והן ברוחב ומתבטאות בדרך כלל ברצועות רחבות יותר מכיוון שלטחנה החמה יש שליטה פחות מדויקת על המדד הסופי ומכיוון שהתכווצות תרמית במהלך הקירור מציגה שונות נוספת.

סובלנות מגולגלת קרה- הדוקה יותר בטווחי עובי דומים, וסליל מגולגל קר-מתוח-מפולס לעתים קרובות כשלב אחרון במיוחד כדי לעמוד בהצהרות שטוחות שצלחת מגולגלת חמה- אינה יכולה להשיג כלכלית ללא פעולת פילוס או שחיקה נפרדת. עבור פרויקטים עם דרישות לעיבוד-סובלנות קרובה, ליצור או ל-התאמת-הרכבה מרותכת, ציון צלחת מגולגלת קרה-קר-או צלחת מגולגלת- חמה שפולסה ועובדה במכונה לגודל - היא בדרך כלל יותר עלות-היא חסכונית יותר.

האם צלחת מגולגלת קרה יקרה יותר מצלחת מגולגלת חמה?

כֵּן. אל חלד מגולגל קר- עולה בדרך כלל יותר לטונה מאשר אל חלד מגולגל חם- מאותה דרגה, בדרך כלל בטווח של פרמיה דו-ספרתית ניכרת באחוזים בהתאם למדד, גימור ותנאי שוק, מכיוון שמסלול הפחתת- הקרה דורש שלבי עיבוד רבים יותר ובקרת תהליכים הדוקה יותר.

פער העלויות נובע מכמה גורמים מורכבים: גלגול קר דורש מספר מעברים קלים ולא כמה כבדים, שצורך יותר זמן מכונה לטון; לוחות זמנים להפחתה- גבוהים יותר צריכים חישול ביניים בין מעברים; חישול בהיר ופילוס מתח רב-מוסיפים הון-שלבי תהליך אינטנסיביים; והסובלנות הדוקה יותר בממדים ובאיכות-פני השטח הקשורים למוצר מגולגל קר- דורשות בדיקה מדוקדקת יותר בתהליך ושיעורי גרוטאות/עיבוד חוזרים גבוהים יותר כאשר טולרנסים מוחמצים.

קונים צריכים לשקול את הפרמיה הזו מול הדרישה הפונקציונלית בפועל - המציינת גימור CR או BA עבור רכיב שיהיה צבוע, מבודד או נסתר מהעין בדרך אחרת ואין לו משטח התאמה- הדוק סובלנות הוא מקור נפוץ לעלות בלתי נמנעת בכתב חומרים.

באילו עליך לבחור - HR, CR, או Pickled & Annealed - עבור היישום שלך?

התאם את מצב הפלטה לדרישה השולטת של החלק - החתך והעובי המבני, סובלנות ממדי, מראה פני השטח או שירות קורוזיה - במקום ברירת המחדל לאפשרות הגימור- הגבוהה ביותר, שכן כל שלב עיבוד נוסף מוסיף עלות מבלי לשפר בהכרח את הביצועים עבור הדרישה הזו.

טבלה 4. הנחיית בחירה התאמת מנהלי התקנים של יישומים נפוצים למצב הלוח. אשר תמיד את הגימור הספציפי של ASTM A240/A480 והסובלנות בהזמנת הרכש ובדוח בדיקת הטחנה.

שאלות נפוצות

Q: האם לוחית נירוסטה תמיד מגולגלת חמה?

A: לא. חומר בגודל של 4.76 מ"מ או 3/16 אינץ' (4.76 מ"מ) מסווג כ"צלחת" לפי ASTM A480 ובדרך כלל הוא מגולגל חם, אך קווי הפחתת- קרים מספקים גם -חומר מגולגל קר- כבד יותר - המשווק לעתים קרובות כ"מגולגל קר 1 עד {4} צלחת גולגולת 1 עד {4} (6.35 מ"מ) למיכלים, מכשירי חשמל ושימוש אדריכלי. אשר את מסלול הגלגול בפועל ואת טבלת הסבילות הרלוונטית עם הספק במקום להניח מהמילה "צלחת" בלבד.

Q: האם גלגול קר הופך את הנירוסטה לחזקה יותר מגלגול חם?

A: בשוליים, ורק אם נותר עור מעבר במצב הסופי. מעבר מזג קל לאחר חישול (המפיק את הגימור No. 2B) מציג כמות קטנה של עבודה קרה שנשארה שמעלה את חוזק התפוקה מעט מעל קו הבסיס המנופח במלואו, אך גם לוח מגולגל חם- וגם קר-מגולגל חייב לעמוד באותה טבלת מאפיינים מינימליים של ASTM A240 עבור הדרגה {{5} לא תחליף לגלגול קרה{5}. מזג.

Q: מה ההבדל בין כבישה לפסיביות?

A: כבישה (ASTM A380) משתמשת בחומצה כדי להסיר אבנית טחינה ושכבת המתכת המדולדלת -תחתיה, וחושפת מתכת בסיסית שיוצרת סרט פסיבי משלה בחשיפה לאוויר. פסיבציה (ASTM A967) היא בדרך כלל טיפול נפרד, מתון יותר בחומצה או לימון, המיושם לאחר ייצור כדי להסיר זיהום ברזל חופשי - מחיתוך, שחיקה או טיפול - וכדי לקדם היווצרות סרט פסיבי על משטח שכבר -נקי. הצלחת המסופקת מטחנת- כבושה; פסיבציה היא בדרך כלל שלב מייצר או משתמש קצה- המתבצע לאחר עיבוד שבבי או ריתוך.

Q: האם ניתן לתת לצלחת מגולגלת- חמה לאחר מכן לגמר קר-?

A: לא מבחינה כלכלית עבור צלחת הבסיס עצמה, אבל ניתן ליישם גימור מלוטש מכני (לא. 3, לא. 4 או לא. 8) על משטח צלחת מגולגל חם-, וזה נוהג נפוץ עבור חלקי מגע אדריכליים ו-למזון המיוצרים מחומר בעל מידות כבדות יותר, שרק סליל קר יכול לספק אחרת-

Q: איזה מצב עלי לציין אם אני עדיין לא בטוח?

A: לעובי של 3/16 אינץ' או יותר ללא דרישות שטוחות או קוסמטיות הדוקות, ציין מגולגל חם, חישול וכבוש לפי ASTM A240/A480, ללא גימור . 1. עבור מד דק יותר, סובלנות הדוקה או משטחים גלויים, ציין גלגול קר, חישול וחמוץ, גימור ללא. 2B כברירת מחדל למטרות- כלליות, והעלה ל-2D, BA, או גימור מלוטש רק אם היישום דורש זאת באופן ספציפי.