Warum C61400 wärmebehandelt ist
C61400 ist eine geschmiedete Aluminiumbronze, die bei Kaltumformung schnell aushärtet. Walzen, Ziehen, Biegen und Formen erhöhen die Festigkeit und verringern die Duktilität, bis bei weiterer Verformung die Gefahr einer Rissbildung besteht. Bei der Wärmebehandlung handelt es sich um den Vorgang, bei dem das Material wieder in einen Zustand versetzt wird, in dem es wieder umgeformt oder bearbeitet werden kann. Außerdem handelt es sich dabei um das Mittel, mit dem Restspannungen, die durch Umformen, Bearbeiten oder Schweißen entstehen, reduziert werden, bevor ein Bauteil in Betrieb genommen wird.
Die praktischen Ziele dieser Sorte sind daher bescheiden, aber wesentlich: Erweichen einer kaltverformten Struktur durch Rekristallisation, Ausgleichen und Verfeinern der Kornstruktur, Abbau innerer Spannungen und Wiederherstellen der Zähigkeit und des Korrosionsverhaltens, die die Oberfläche im Betrieb benötigt. Durch die Wärmebehandlung wird die chemische Zusammensetzung nicht verändert und die Legierung kann nicht in eine andere Qualität umgewandelt werden.
Glühen von C61400
Die Hauptwärmebehandlung von C61400 ist das Glühen. Ein Weich- oder Rekristallisationsglühen wird bei einer Temperatur durchgeführt, die hoch genug ist, damit neue, spannungsfreie Körner Keime bilden und durch die kaltverformte Struktur wachsen können, aber niedrig genug, dass das Kornwachstum danach kontrolliert bleibt. Eine zu niedrige Temperatur hinterlässt eine teilweise rekristallisierte Struktur mit ungleichmäßigen Eigenschaften; Eine zu hohe Temperatur führt zu groben Körnern und einem Verlust an Festigkeit und Zähigkeit, der durch eine spätere Verarbeitung nicht ausgeglichen werden kann.
Nach dem Einweichen wird das Material kontrolliert abgekühlt und anschließend gereinigt. Aluminiumbronze oxidiert bei Temperatur leicht, daher trägt die Oberfläche ein schweres, hartnäckiges Oxid, das durch Beizen oder mechanische Mittel entfernt werden muss, bevor das Teil geprüft oder in Betrieb genommen wird, da die Oxidschicht sonst zu einem Ort für lokale Angriffe wird.
Wenn nur ein Teil einer Komponente verformt wurde, kann das Glühen auf das gesamte Teil oder lokal angewendet werden. Die lokale Behandlung muss jedoch so geplant werden, dass die Übergangszone nicht in einem ungünstigen Zustand verbleibt, da eine starke Änderung der Korngröße und Härte neben einem nicht erhitzten Abschnitt zu Spannungskonzentrationen im Betrieb führen kann.
Stressabbau und Nach-Schweißbehandlung
Die Spannungsentlastungsbehandlung wird bei deutlich niedrigerer Temperatur als ein vollständiges Weichglühen durchgeführt und soll nur Restspannungen abbauen und nicht die Struktur rekristallisieren. Es wird auf gezogene Rohre aufgetragen, bevor diese zu einem Rohrboden gewalzt werden, auf bearbeitete Stangen und auf geformte Baugruppen und ist ein Standardschritt nach dem Schweißen, bei dem die erhitzte Zone sowohl Restspannung als auch eine veränderte Mikrostruktur aufweist.
Die Vorteile sind praktisch: Eine spannungsarm geglühte Komponente behält ihre Abmessungen während der anschließenden Bearbeitung bei, widersteht Verformungen während der Montage und ist in einer nassen, chloridhaltigen Umgebung weitaus weniger anfällig für Spannungsrisskorrosion. Bei einem zu einem Rohrboden aufgeweiteten Rohr ist die Spannungsentlastung der aufgeweiteten Enden eine der wirksamsten verfügbaren Maßnahmen gegen Rissbildung im Betrieb.
Kontrolle von Temperatur, Zeit und Atmosphäre
| Parameter | Einfluss auf das Ergebnis |
|---|---|
| Einweichtemperatur | Legt fest, ob überhaupt eine Rekristallisation stattfindet und ob das Kornwachstum innerhalb akzeptabler Grenzen bleibt |
| Haltezeit | Bestimmt, wie vollständig die Struktur rekristallisiert und wie gleichmäßig der Abschnitt die Temperatur erreicht |
| Heiz- und Kühlrate | Kontrolliert Verformung, Eigenspannung und in dicken Abschnitten die Gleichmäßigkeit der endgültigen Struktur |
| Ofenatmosphäre | Begrenzt Oxidation und Kalkbildung; Verunreinigungen durch schwefelhaltige Kraftstoffe müssen ausgeschlossen werden |
| Abschnittsdicke | Dicke Teile müssen länger einweichen und langsamer erhitzt werden, um einen Temperaturgradienten im gesamten Teil zu vermeiden |
| Ladepraxis | Die freie Unterstützung des langen Rohrs und der Stange verhindert ein Durchhängen und Abdrücken, solange das Metall weich ist |
Temperaturmessung und Gleichmäßigkeit sind entscheidend, denn ein paar zehn Grad in die falsche Richtung können entweder ein unvollständig erweichtes Produkt oder eine überwachsene Kornstruktur bedeuten. Der Ofen sollte überwacht, die Beschickung so eingestellt werden, dass der kälteste Teil überwacht wird, und die Behandlung sollte aufgezeichnet werden, damit das Ergebnis bis zur Charge zurückverfolgt werden kann.
Was eine Wärmebehandlung nicht leisten kann
An diese Legierung werden manchmal mehrere Erwartungen geknüpft, die die Metallurgie nicht unterstützt. C61400 ist keine Ausscheidungshärtungssorte im Sinne der Nickel-Aluminiumbronzen oder der Berylliumlegierungen: Es gewinnt nicht an Festigkeit durch eine separate Lösungsbehandlung und Alterungssequenz, und es gibt keine nützliche Aushärtungsreaktion, die in einem Wärmetauscherrohr oder einer bearbeiteten Buchse entwickelt werden könnte.
Die Legierung wird auch nicht wie ein Stahl durch Abschrecken gehärtet. Schnelle Abkühlungsmethoden, die aus der Stahlpraxis übernommen wurden, erzeugen bei dieser Sorte keine harte, verschleißfeste Struktur; Sie führen lediglich zu Verformungen, Eigenspannungen und der Gefahr von Rissen. Wenn eine höhere Härte oder Verschleißfestigkeit erforderlich ist, sollte diese durch die Angabe einer anderen Sorte oder eines anderen Härtegrads erreicht werden, anstatt zu versuchen, das Material abzuschrecken. Die Wärmebehandlung von C61400 ist ein Vorgang zur Erweichung, Entspannung und Strukturkontrolle, und der gesamte Prozess sollte auf dieser Grundlage geplant werden.
Anträge und Verifizierung
In der Praxis unterstützen die hier beschriebenen Behandlungen die Herstellung von Kondensator- und Wärmetauscherrohren, Pumpen- und Ventilteilen, Verschleißkomponenten und geformten Baugruppen. Durch Zwischenglühen ist ein mehrstufiges Ziehen und Umformen möglich; Die abschließende Spannungsentlastung schützt aufgeweitete Rohrverbindungen und bearbeitete Teile. Die Nachbehandlung-schützt Verbindungen in Rohrleitungen und Behältern.
Die Überprüfung einer behandelten Charge ist unkompliziert: Härte- und Zugtests zeigen, ob die beabsichtigte Weichheit erreicht wurde, eine mikroskopische Untersuchung eines Abschnitts zeigt die Korngröße und die Vollständigkeit der Rekristallisation und Maßprüfungen bestätigen, dass die Verformung innerhalb der Toleranz bleibt. Das Behandlungsprotokoll, die mechanischen Ergebnisse und die Strukturuntersuchung bilden zusammen den Nachweis, dass der Prozess korrekt durchgeführt wurde.
FAQ
F: Was ist der Zweck der Wärmebehandlung für C61400?
Es erweicht eine kaltverformte Struktur durch Rekristallisation, baut Restspannungen ab und stellt die Duktilität wieder her, sodass das Material weiter geformt, bearbeitet oder sicher in Betrieb genommen werden kann.
F: Reagiert C61400 auf Aushärtung?
Nein. C61400 ist keine ausscheidungshärtende Sorte und es gibt keine separate Lösung und Alterungsbehandlung, die seine Festigkeit sinnvoll erhöht.
F: Kann C61400 durch Abschrecken gehärtet werden?
Nein. Das Abschrecken führt bei dieser Legierung nicht zu einer harten, verschleißfesten Struktur, sondern führt stattdessen zu Verformungen und Eigenspannungen. Daher ist dies keine empfohlene Vorgehensweise.
F: Was ist der Unterschied zwischen Glühen und Spannungsabbau?
Beim Glühen wird die kaltverformte Struktur bei einer höheren Temperatur rekristallisiert, um das Metall weicher zu machen, während beim Spannungsabbau eine niedrigere Temperatur verwendet wird, um innere Spannungen abzubauen, ohne die Kornstruktur zu verändern.
F: Warum muss das Oxid nach dem Erhitzen entfernt werden?
Aluminiumbronze bildet bei Temperatur einen schweren, zähen Zunder. Wenn man ihn an Ort und Stelle belässt, entstehen Stellen für örtliche Korrosion und verdecken Oberflächendefekte vor der Inspektion.
F: Wie wird eine wärmebehandelte Charge überprüft?
Durch Härte- und Zugprüfungen, durch mikroskopische Untersuchung der Korngröße und Rekristallisation, durch Maßprüfungen auf Verformung und durch die Aufbewahrung des Ofenbehandlungsprotokolls zur Rückverfolgbarkeit.
