Gjutdelar i rostfritt stål kan verkligen skadas när de utsätts för hårda miljöer (såsom hög temperatur, stark korrosion, extremt väder etc.) under lång tid. Även om rostfritt stål i sig har en stark korrosionsbeständighet och motstånd med hög temperatur, påverkas fortfarande dess hållbarhet av många faktorer. Följande är några faktorer och mekanismer som kan orsaka skador på gjutdelar i rostfritt stål:
1. Påverkan av frätande miljö
Kloridkorrosion: Om gjutningsdelar i rostfritt stål utsätts för klorinnehållande miljöer (såsom hav, kemiska växter, etc.) Under lång tid kommer klorider att främja stresskorrosionssprickor (SCC). Även för rostfritt stål är vissa typer (som 304 rostfritt stål) benägna att korrosion i sådana miljöer, särskilt när stress finns.
Syra- och alkalikorrosion: I starka syra- eller alkalimiljöer, särskilt när de utsätts under lång tid, kan lokaliserad korrosion (såsom pitting och sprickkorrosion) påverka integriteten hos rostfritt stålgjutningar. Kemiska reaktioner vid höga temperaturer kan också få korrosionshastigheten att accelerera.
Oxidationskorrosion: I miljöer med hög temperatur (såsom pannor, gasturbiner, etc.) kan ytan på rostfritt stål oxideras, vilket resulterar i bildningen av ett oxidskikt, vilket påverkar ytkvaliteten och hållbarheten. Speciellt när den utsätts för luft vid höga temperaturer intensifieras oxidationsprocessen, vilket kan göra att ytan blir grov, missfärgad eller förlorar sin lyster.
2. Effekter av höga temperaturer
Kryp: Rostfritt stål kan krypa i miljöer med hög temperatur, särskilt när det överskrider servicegränsens temperatur för rostfritt stål (vanligtvis 800 ° C till 1000 ° C). Creep är processen genom vilken en metall gradvis genomgår plastisk deformation under långvarig exponering för höga temperaturer och stress. Denna deformation orsakar deformation av gjutning, stresskoncentration och kan orsaka trötthetsprickor.
Termisk trötthet: Termisk trötthet kan uppstå om gjutningsdelar i rostfritt stål upplever ofta höga temperaturförändringar (såsom snabb kylning från hög temperatur till låg temperatur). Sådana upprepade temperaturförändringar kan orsaka mikrokrackor i metallen, vilket så småningom kan få gjutningen att spricka eller misslyckas.
Termisk sprickbildning: Under gjutningsprocessen, om kylningshastigheten är ojämn eller för snabb, kan det orsaka bildning av termiska sprickor. Dessa sprickor kommer gradvis att expandera och påverka den strukturella integriteten hos delen när de utsätts för höga temperaturer under lång tid.
3. Mekanisk stress och trötthet
Stresskorrosionssprickning (SCC): Som nämnts tidigare kan gjutningar av rostfritt stål uppleva stresskorrosionsprickor när de utsätts för stress och frätande miljöer under lång tid. Till och med rostfritt stål med stark korrosionsbeständighet kan spricka under den kombinerade verkan av hög temperatur och kemiska medier när de utsätts för yttre mekaniska belastningar eller inre spänningar under lång tid.
Trötthetsskador: Långsiktiga mekaniska belastningar, särskilt cykliska belastningar eller växlande belastningar, kan leda till utseende av trötthetssprickor. Även om rostfritt stål har god trötthetsresistens, kan högintensiva långvariga växlande belastningar (som applikationer inom fordons- och luftfartsfält) fortfarande orsaka sprickor att utvecklas och så småningom orsaka brott.
4. Ytskador och slitage
Mekaniskt slitage: I högfriktions- och högtrycksmiljöer kan ytan på rostfritt stål gjutningar drabbas av slitage, särskilt de gjutningar som används i rörliga delar (såsom pumpkroppar, ventiler, etc.). Långvarig friktion kan orsaka yttrötthet och förlust av metallmaterial och därmed försvaga delarnas strukturella styrka.
Påverkan och kollision: Om rostfritt stålgjutningar utsätts för miljöer med stor påverkan eller kollision, kan de spricka eller ytdepression, särskilt under låg temperatur eller spröda förhållanden.
5. Föroreningar i miljön
Föroreningsavlagring: I vissa industriella miljöer kan föroreningar som industriell rök, syradimma och saltdimma följa ytan på rostfritt stål. Om de inte rengörs och behandlas på länge kan dessa föroreningar orsaka lokal korrosion, skada ytan och påverka dess utseende och hållbarhet.
Sulfid och ammoniak i luften: När dessa gaser reagerar med rostfritt stål kan de bilda en film på ytan och orsaka korrosion. Speciellt i industriella miljöer kommer långsiktig exponering för dessa gaser att påskynda korrosionsprocessen.
Hur kan man förbättra hållbarheten hos gjutningsdelar i rostfritt stål i hårda miljöer?
Välj rätt material: Olika typer av rostfritt stållegeringar har olika korrosionsbeständighet. Till exempel har 316 rostfritt stål starkare resistens mot kloridkorrosion än 304 rostfritt stål; ** Duplex rostfritt stål ** presterar bra i hög temperatur och frätande miljöer och är lämplig för speciella tillämpningar som kemikalie och marin.
Ytbehandling: Ytbehandling av gjutningar (såsom elektroplätering, passivering och sprutning) kan förbättra deras korrosionsbeständighet och slitmotstånd avsevärt, särskilt i kemisk korrosion eller hög temperaturmiljöer. Passiveringsbehandling kan bilda en stabil passiveringsfilm för att minska förekomsten av korrosion.
Värmebehandlingsprocessen: Genom lämpliga värmebehandlingsprocesser, såsom glödgning och lösningsbehandling, kan korrosionsbeständighet, styrka och seghet hos rostfritt stål förbättras, och förekomsten av sprickor, termisk trötthet och andra problem kan minskas.
Regelbundet underhåll och inspektion: Kontrollera regelbundet yttillståndet för rostfritt stålgjutningar, ta bort föroreningar i tid, rengöra och underhålla dem, undvika ackumulering av frätande ämnen och minska korrosion och slitage.
Förhindra stresskoncentration: Under utformnings- och tillverkningsprocessen, se till att gjutningens struktur inte har överdriven stresskoncentration, undvika överdriven lokal stress och därmed minska risken för spänningskorrosion.
Rostfritt stålgjutningsdelar kan verkligen skadas när de utsätts för hårda miljöer under lång tid, särskilt under de kombinerade effekterna av hög temperatur, frätande ämnen, mekanisk stress och andra faktorer. För att förbättra sin hållbarhet i denna miljö kan förekomsten av skador minskas genom att välja lämpliga material, ytbehandling, värmebehandlingsprocesser och regelbundet underhåll för att säkerställa långsiktig tillförlitlighet och prestanda stabilitet för rostfritt stålgjutningar.
