310 فرآیندهای ماشینکاری فولاد ضد زنگ: تکنیک های برش، خمش و جوشکاری

فولاد ضد زنگ نوع 310 (UNS S31000) یک گرید آستنیتی است که تقریباً 25٪ کروم و 20٪ نیکل دارد. این برای قطعات کوره، تجهیزات عملیات حرارتی و تجهیزات شیمیایی که تا حدود 1050 درجه سانتیگراد در سرویس مداوم کار می کنند مشخص شده است، زیرا مقیاس اکسید کروم پایدار آن در برابر اکسیداسیون در دما مقاومت می کند. خواصی که 310 را ارزشمند می کند، ماشین کاری را نیز دشوار می کند: سخت شدن سریع کار، هدایت حرارتی کم و چقرمگی بالا. موفقیت ساخت به درک این ویژگی ها بستگی دارد تا مبارزه با آنها.

بررسی اجمالی مواد و خواص مشخص شده

بر اساس ASTM A240، نوع 310 (UNS S31000) با ترکیب زیر و حداقل مقادیر مکانیکی مشخص شده است.

عنصر / خاصیت	مقدار مشخص شده
کربن (C)، حداکثر	0.25%
منگنز (Mn)، حداکثر	2.00%
سیلیکون (Si)، حداکثر	1.50%
فسفر (P)، حداکثر	0.045%
گوگرد (S)، حداکثر	0.030%
کروم (کروم)	24.00-26.00%
نیکل (Ni)	19.00-22.00%
استحکام کششی، حداقل	515 مگاپاسکال
0.2٪ قدرت اثبات، حداقل	205 مگاپاسکال
ازدیاد طول، حداقل	40%

نوع کم کربن 310S (UNS S31008) کربن را به حداکثر 0.08 درصد محدود می‌کند تا جوش‌پذیری بهتر در مقاطع ضخیم را افزایش دهد. عمل ماشینکاری برای هر دو یکسان است.

فرآیندهای برش

برای برش صفحه و میله، روش های حرارتی استاندارد هستند. برش لیزری متناسب با بخش‌های نازک-تا-متوسط ​​با سطح باریک است، برش پلاسما از لحاظ اقتصادی صفحه ضخیم‌تری را به کار می‌گیرد و برش واترجت ساینده از مناطق تحت تأثیر حرارت-به‌طور کامل برای لبه‌هایی که باید کاملاً آستنیتی بمانند جلوگیری می‌کند. اره و برش مکانیکی امکان پذیر است، اما به دلیل استحکام بالای آلیاژ و سرعت سخت شدن{6}}به قدرت بیشتری نسبت به 304 نیاز دارد. هر روشی که باشد، مهم این است که مواد را به طور قاطع با یک پاس بردارید: برش‌های سبک و مردد{8}}سطح را سفت می‌کند و باعث ساییدگی ابزار، پارگی لبه و روکش ضعیف سطح می‌شود.

خم شدن و شکل دهی

310 باید در دمای اتاق با شعاع سخاوتمندانه تشکیل شود. حداقل شعاع خمش عملی حدود 3 برابر ضخامت ماده است، بزرگتر از 1-2 برابر معمول 304، زیرا آلیاژ در برابر تغییر شکل مقاومت می کند و به شدت به عقب برمی گردد، بنابراین باید پشتیبان فنری در ابزارآلات تعبیه شود. اگر شکل دهی گرم ضروری باشد، محدوده توصیه شده تقریباً 980-1150 درجه سانتیگراد و به دنبال آن بازپخت محلول است و باید از تشکیل در محدوده دمایی متوسط ​​اجتناب شود زیرا می تواند شکل پذیری و مقاومت در برابر خوردگی را کاهش دهد. تغییر شکل شدید سرد همچنین ممکن است باعث ایجاد مغناطیس خفیف از طریق مارتنزیت ناشی از کرنش شود که با بازپخت محلول حذف می شود.

تکنیک های جوشکاری

جوشکاری قوسی تنگستن گازی که به آن جوش قوس آرگون نیز گفته می شود، روش ترجیحی برای 310 است زیرا کنترل حرارت دقیق و فلز جوش تمیز را ارائه می دهد. برای مقاطع سنگین تر از جوشکاری قوس فلزی محافظ و جوشکاری زیرپودری نیز استفاده می شود. فلز پرکننده منطبق مانند ER310 مشخص شده است تا رسوب جوش تمام محتوای آلیاژ را حفظ کند. از آنجایی که 310 Work-سخت می‌شود و رسانایی حرارتی پایینی دارد، گرما به سرعت ایجاد می‌شود: از مهره‌های رشته‌ای، حرارت ورودی متوسط ​​و دمای بین‌گذر کنترل‌شده استفاده کنید و اجازه دهید کار بین پاس‌ها خنک شود. برای اجزایی که در دمای بالای 425 درجه سانتیگراد یا در محیطهای خورنده کار می کنند، بازپخت پس از محلول جوشی در حدود 1066-1121 درجه سانتیگراد با سرد شدن سریع، ساختار کاملا آستنیتی را بازیابی می کند، کاربیدهای ثانویه را حل می کند و ناحیه جوش را دوباره همگن می کند.

پارامترهای ماشینکاری و کیفیت سطح

ابزار تیز و سفت و سخت پایه و اساس ماشینکاری خوب 310 است. زوایای چنگک زدن مثبت، سرعت های برش کمتر از آنچه برای فولاد کربنی استفاده می شود، و مایع برش سخاوتمندانه کار را کاهش می دهد{2}}سختی که ابزارها را صاف می کند و سطوح را تخریب می کند. ابزارهای کند، خوراک تهاجمی و روغن کاری ناکافی از دلایل معمول پرداخت ضعیف سطح، صدای پچ پچ و رانش ابعادی هستند. برای سوراخ کردن و ضربه زدن، از سرعت های آهسته تر استفاده کنید و ابزار را مرتباً بیرون بکشید تا تراشه ها پاک شوند و خنک شوند.

سوالات متداول

Q1: چه ابزارهایی برای برش فولاد ضد زنگ 310 مناسب هستند؟

پاسخ: ابزارهای تیز-فولاد با سرعت بالا یا کاربید سیمانی با چنگک مثبت. لبه برش باید تیز بماند تا سخت شدن کار و نیروی برش به حداقل برسد.

Q2: چه شعاع خمشی برای 310 مورد نیاز است؟

A: حداقل حدود 3 برابر ضخامت مواد، با کمک هزینه برگشت فنری. شکل دهی گرم، هنگام استفاده، باید با بازپخت محلول دنبال شود.

Q3: کدام روش های جوشکاری معمولا برای 310 استفاده می شود؟

A: جوشکاری قوس تنگستن گاز (جوشکاری با قوس آرگون) برای کیفیت جوش ترجیح داده می شود. جوش قوس فلزی محافظ و جوش قوس زیر آب نیز استفاده می شود که همگی با پرکننده ER310 مطابقت دارند.

Q4: آیا 310 به عملیات حرارتی پس از جوش- نیاز دارد؟

پاسخ: برای سرویس در دمای بالا یا در محیط‌های خورنده، بازپخت محلول جوشی در حدود 1066-1121 درجه سانتیگراد برای کاهش تنش و بازیابی مقاومت در برابر خوردگی و گرما توصیه می‌شود.

Q5: چرا کیفیت سطح ماشینکاری شده ضعیف است؟

A: معمولاً به دلیل ابزارهای کند، پارامترهای برش نامناسب یا روغن کاری ناکافی. بهینه سازی این عوامل کیفیت سطح را بازیابی می کند.

Q6: آیا ماشینکاری 310 دشوارتر از 304 است؟

پاسخ: بله، به دلیل سخت شدن کار سریعتر، هدایت حرارتی کمتر و چقرمگی بالاتر. سرعت های آهسته تر و تنظیمات سفت و سخت مورد نیاز است.