ما نوع المعالجة الحرارية المطلوبة لاستعادة خصائص Monel 400 بعد اللحام؟
بعد لحام Monel 400، وهو عبارة عن سبيكة من النيكل والنحاس ذات محلول صلب أحادي الطور، ستؤدي عملية اللحام إلى ظهور ضغوط متبقية، وتصلب محتمل للعمل، وعدم تجانس بنيوي مجهري محلي في المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ) ومعدن اللحام. هذه العوامل يمكن أن تقلل من الليونة، والمتانة، ومقاومة التآكل، وقد تزيد من خطر التشقق والتشوه بسبب التآكل الإجهادي. لاستعادة خصائصها الميكانيكية وتخفيف الضغوط المتبقية، فإن المعالجة الحرارية القياسية والموصى بها هي معالجة التلدين الكاملة، والمعروفة أيضًا باسم التلدين لتخفيف الضغط أو التلدين بالمحلول، مع التحكم الصارم في درجة الحرارة، ووقت التثبيت، وطريقة التبريد.
1. درجة حرارة المعالجة الحرارية ووقت الإمساك
درجة حرارة التلدين المثالية للمكونات الملحومة Monel 400 هي 870 درجة إلى 980 درجة (1600 درجة فهرنهايت إلى 1800 درجة فهرنهايت).
يعتمد وقت التثبيت على سمك قطعة الشغل: لكل 25 مم من سمك القسم، يُنصح عادةً بفترة تثبيت تبلغ ساعة واحدة لكل بوصة (25.4 مم)، مع حد أدنى لوقت التثبيت يبلغ 15 دقيقة لضمان تسخين موحد في جميع أنحاء المكون وتخفيف الضغط بشكل كامل.
درجات الحرارة أقل من 870 درجة غير كافية للتخلص بشكل كامل من الضغوط المتبقية وتليين البنية المجهرية المتصلبة، في حين أن درجات الحرارة التي تتجاوز 980 درجة قد تسبب خشونة الحبوب، مما يضعف القوة الميكانيكية ومقاومة التآكل.
2. طريقة التبريد
بعد النقع في درجة الحرارة المستهدفة، يجب تبريد المكون عن طريق تبريد الهواء السريع أو التبريد السريع المتحكم فيه، بدلاً من تبريد الفرن البطيء.
يمنع التبريد السريع ترسيب المركبات المعدنية والكربيدات عند حدود الحبوب، مما قد يؤدي إلى تدهور الليونة ومقاومة التآكل.
لا يُنصح عمومًا بالتبريد المائي للأجزاء السميكة أو المعقدة الشكل، لأنه قد يؤدي إلى ضغوط حرارية جديدة ويسبب تشويهًا أو تشققًا. بالنسبة لمعظم هياكل المونيل 400 الملحومة، يعد تبريد الهواء القسري هو الطريقة المفضلة والآمنة.
3. الوظائف الأساسية لهذه المعالجة الحرارية
تخفيف ضغوط اللحام المتبقية: يزيل الضغوط الداخلية المتولدة أثناء دورة اللحام الحرارية، مما يقلل من احتمالية التشوه والتشقق والتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي أثناء الخدمة.
تليين البنية الدقيقة المتصلبة: عكس تصلب العمل والتصلب الحراري في معدن اللحام والمنطقة المتضررة بالحرارة-، واستعادة الليونة والمتانة المتأصلة في السبيكة.
تثبيت البنية المجهرية: يحافظ على بنية الأوستنيتي موحدة أحادية الطور، مما يمنع هطول الأمطار الضار في المرحلة الثانية ويحافظ على مقاومة Monel 400 الممتازة لمياه البحر وحمض الهيدروفلوريك والبيئات المسببة للتآكل الأخرى.
4. ملاحظات إضافية
لا يخضع Monel 400 إلى تحول طوري أثناء التسخين أو التبريد، لذا فإن معالجات التبريد والتلطيف المستخدمة بشكل شائع للفولاذ الكربوني والفولاذ منخفض السبائك غير قابلة للتطبيق. تعتبر المعالجة الحرارية بعد اللحام ضرورية فقط للمكونات المعرضة لأحمال ميكانيكية عالية، أو البيئات المسببة للتآكل، أو متطلبات ثبات الأبعاد الصارمة. بالنسبة للتطبيقات غير الحرجة ومنخفضة الضغط، يمكن حذف المعالجة الحرارية بعد اللحام بناءً على مواصفات التصميم وظروف الخدمة.
