El proceso de carburación para mantener la resistencia a la corrosión de 304 tubos de precisión de acero inoxidable

La resistencia a la corrosión de 304 tubos de precisión de acero inoxidable se debe principalmente a la adición de una cierta concentración de cromo al acero. Por un lado, cuando el contenido de cromo en la matriz de hierro alcanza un cierto nivel, el potencial de electrodo del hierro aumentará bruscamente; Por otro lado, el cromo forma una película de óxido densa en la superficie, lo que protege la corrosión en el medio ambiente. La carburación es un método efectivo de fortalecimiento de la superficie para 304 tubos de precisión de acero inoxidable, pero el proceso de carburación tradicional reducirá su resistencia a la corrosión.

¿Por qué el tratamiento de carburación convencional destruye la resistencia a la corrosión de los tubos de acero inoxidable austenítico? Esto se debe a que, a altas temperaturas, los átomos de cromo en el tubo de acero se combinan fácilmente con átomos de carbono para formar carburo de cromo, que primero precipita los límites de grano de austenita de la capa carburizada y forma una distribución de red. Debido al gran radio de los átomos de Cr, es difícil que el CR interno se difunda en la capa de la superficie pobre en cromo, lo que resulta en una deficiencia de cromo local en la superficie, y la capa protectora de la densa película de óxido CR2O3 de acero inoxidable también está dañada.

Por lo tanto, con la premisa de garantizar que el tubo de precisión de acero inoxidable 304 no esté corroída por la carburación, es necesario asegurarse de que los carburos no sean precipitados. Dado que los carburos de cromo se forman dentro de un cierto rango de temperatura dentro del rango de temperatura alto, la carburación debe llevarse a cabo dentro de un rango apropiado de baja temperatura para evitar la formación y precipitación de los carburos.

A esta temperatura, debido al pequeño radio de los átomos de carbono y la difusión a través del mecanismo intersticial, los átomos de carbono pueden difundirse en la red del acero inoxidable austenítico y formar una solución sólida después de la carburación; Los átomos de Fe y Cr tienen radios más grandes y solo pueden difundirse a través del mecanismo de intercambio. Sin suficiente energía de activación de difusión, los átomos de hierro y cromo no pueden moverse. Esto asegura que no se formen carburos de cromo. Los carburos de cromo se forman a 550 ° C, por lo que el tratamiento de carburación a baja temperatura de 304 tubos de precisión de acero inoxidable se llevará a cabo a una temperatura por debajo de 550 ° C para mejorar su resistencia a la superficie y otras propiedades sin dañar la resistencia a la corrosión original del tubo de acero.

Los principales pasos del proceso son los siguientes: la superficie del tubo de acero inoxidable de precisión se pretratiza antes del tratamiento, que se llama activación de la superficie de aleación. El proceso de activación utiliza un gas mixto de HCl puro y N2 a 250 ° C durante 2 horas. HCl puede eliminar efectivamente la estructura de la película de pasivación de óxido de cromo en la superficie del acero inoxidable austenítico. El propósito de agregar N2 es crear un entorno no oxidante bajo presión atmosférica para garantizar que los átomos de cromo en la matriz ya no se oxiden y eviten la regeneración de la película de pasivación.

Luego, la carburación a 470 ℃ durante 20 horas puede obtener una capa endurecida con una profundidad de aproximadamente 70 micras. En comparación con el material no tratado, el rendimiento de 316 tubos de acero inoxidable tratados con LTCSS mejora significativamente, la dureza de la superficie aumenta de las 400HV originales a 1000HV; El límite de fatiga aumenta de 200 mPa a 325MPA; En términos de resistencia a la corrosión, en la solución de NaCl de 0.6mol/L, el potencial de picadura anódica aumenta de +140mV a +990mV.

En resumen, la carburación convencional destruirá la resistencia a la corrosión de 304 tubos de precisión de acero inoxidable, pero después de un tratamiento de carburación a baja temperatura, no solo se mantiene la resistencia a la corrosión original, sino que también se mejoran en gran medida la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste, lo que mejora efectivamente la confiabilidad y la vida útil de 304 tubos de precisión de acero de acero.