3.3 預熱及后熱的溫度控制
預熱:400~420℃ 保溫 1~2h,以增大熱容量,可降低熔覆層冷卻速度,減小殘余應力,亦是防止冷裂紋的有效措施。
后熱:500℃ 保溫 2h 后隨爐緩冷。此舉是利用熔覆層在高溫時屈服強度下降和蠕變現象達到松馳殘余應力的目的。
預熱及后熱溫度均避開了 500~850℃ 溫度范圍,因 0Cr18Ni12Mo3Ti 如在該范圍被二次加熱或在該溫度范圍內緩慢冷卻,奧氏體中的碳就以碳化鉻(Cr3C6)的形式從固溶體中析出,使靠近晶界的一薄層固溶體的鉻降低到鈍化所必需的最低含鉻量 12% 以下成為陽極,碳化物本身和稍遠不缺鉻的固溶體為陰極,與具有很強晶間腐蝕破壞力的脲液(NH2COONH4+H2O → NH2COOH++NH3·H2O)接觸,形成小陽極大陰極的微電池,陽極(晶界臨界區域)受到強烈的電化學腐蝕。腐蝕沿晶間產生和發展,可能在表面上形成裂紋。
4 上海閥門研究結論
(1)對耐酸不銹鋼閥門零件密封面進行激光熔覆加工,可加工性好,在質量上可以得到無裂紋、無氣孔和無夾渣等缺陷并與基體形成可靠冶金結合的熔層,其熔層組織細密,強度、韌性、硬度高。該工藝還可加工復雜表面,熔層厚度達 2mm。根據資料對比顯示,熔層晶粒度分別比等離子噴焊、火焰堆焊晶粒度高 2~3 個等級,硬度分布均勻性也得到相應提高。
(2)激光熔覆化工閥門時應充分考慮材科、結構形狀、熱處理性質等因素,設計合理的激光工藝參數、工藝尺寸和預、后熱溫度,以取得理想的表面改性效果。
上海閥門了解到某氮肥廠氨基甲酸銨組合閥閥體及進、排液閥板均采用 0Cr18Ni12Mo3Ti 耐酸不銹鋼制造,閥面研磨后離子氮化處理,臥式運行。該設備在生產運行中閥體、閥板間產生強烈的低頻撞擊實現閥門的開合,甲銨液屬強腐蝕性介質,加上 200℃ 左右的溫度,故密封面會因沖擊、腐蝕等綜合作用而造成疲勞和開裂,從而導致泄漏。泄漏不僅浪費了資源、能源和污染環境,而且影響設備的生產能力,甚至造成停產。
上海閥門認為由于該組合閥零件密封面凸臺太窄小,如采用傳統的等離子噴焊和火焰堆焊工藝,一則變形大,二則不好操作。采用激光熔覆工藝,由于高能激光束熱源集中,能量密度大,作用時間短,對基體熱影響極?。誓芎芎玫貪M足加工要求。我們在這種閥門狹窄的密封面上用激光熔覆一層鈷基自熔性合金,大大地提高了密封面的耐高溫、耐震、抗蠕變、抗磨損、抗腐蝕性能,提高了密封面的可靠性、安全性,減少停機時間,使其使用壽命比原氮化處理延長一倍以上。在激光熔覆時發現,激光作用層內存在大的熱應力和開裂傾向是影響其質量的最主要原因,特別是對于厚層熔覆,裂紋常常難以避免。本文將介紹組合閥零件密封面的激光熔覆工藝及試驗結果,并對熔覆質量和后續加工作了討論分析。