Các bộ phận đúc bằng thép không gỉ Thực sự có thể bị hư hại khi tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt (như nhiệt độ cao, ăn mòn mạnh, thời tiết khắc nghiệt, v.v.) trong một thời gian dài. Mặc dù bản thân thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn mạnh và khả năng chịu nhiệt độ cao, độ bền của nó vẫn bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Sau đây là một số yếu tố và cơ chế có thể gây ra thiệt hại cho các bộ phận đúc bằng thép không gỉ:
1. Ảnh hưởng của môi trường ăn mòn
Ăn mòn clorua: Nếu các bộ phận đúc bằng thép không gỉ tiếp xúc với môi trường chứa clo (như đại dương, cây hóa học, v.v.) trong một thời gian dài, clorua sẽ thúc đẩy vết nứt ăn mòn căng thẳng (SCC). Ngay cả đối với thép không gỉ, một số loại (như thép không gỉ 304) dễ bị ăn mòn trong các môi trường như vậy, đặc biệt là khi căng thẳng tồn tại.
Ăn mòn axit và kiềm: trong môi trường axit hoặc kiềm mạnh, đặc biệt là khi tiếp xúc trong một thời gian dài, ăn mòn cục bộ (như rỗ và ăn mòn kẽ hở) có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của đúc thép không gỉ. Phản ứng hóa học ở nhiệt độ cao cũng có thể làm cho tốc độ ăn mòn tăng tốc.
Ăn mòn oxy hóa: Trong môi trường nhiệt độ cao (như nồi hơi, tuabin khí, v.v.), bề mặt của thép không gỉ có thể oxy hóa, dẫn đến sự hình thành một lớp oxit, ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt và độ bền. Đặc biệt là khi tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ cao, quá trình oxy hóa được tăng cường, điều này có thể khiến bề mặt trở nên gồ ghề, bị đổi màu hoặc mất độ bóng.
2. Ảnh hưởng của nhiệt độ cao
Creep: Thép không gỉ có thể leo trong môi trường nhiệt độ cao, đặc biệt là khi vượt quá nhiệt độ giới hạn dịch vụ của thép không gỉ (thường là 800 ° C đến 1000 ° C). Creep là quá trình mà một kim loại dần trải qua biến dạng dẻo dưới sự tiếp xúc lâu dài với nhiệt độ cao và căng thẳng. Biến dạng này gây ra biến dạng của đúc, nồng độ ứng suất và có thể gây ra vết nứt mệt mỏi.
Mệt mỏi nhiệt: Mệt mỏi nhiệt có thể xảy ra nếu các bộ phận đúc bằng thép không gỉ trải nghiệm sự thay đổi nhiệt độ cao thường xuyên (như làm mát nhanh từ nhiệt độ cao đến nhiệt độ thấp). Những thay đổi nhiệt độ lặp đi lặp lại như vậy có thể gây ra các vicrocracks trong kim loại, cuối cùng có thể khiến việc đúc bị nứt hoặc thất bại.
Vết nứt nhiệt: Trong quá trình đúc, nếu tốc độ làm mát không đều hoặc quá nhanh, nó có thể gây ra sự hình thành các vết nứt nhiệt. Những vết nứt này sẽ dần dần mở rộng và ảnh hưởng đến tính toàn vẹn cấu trúc của bộ phận khi tiếp xúc với nhiệt độ cao trong một thời gian dài.
3. Căng thẳng cơ học và mệt mỏi
Chế độ ăn mòn căng thẳng (SCC): Như đã đề cập trước đó, các vật đúc bằng thép không gỉ có thể gặp phải sự cố ăn mòn căng thẳng khi tiếp xúc với căng thẳng và môi trường ăn mòn trong một thời gian dài. Ngay cả thép không gỉ với khả năng chống ăn mòn mạnh cũng có thể bị nứt dưới tác động kết hợp của nhiệt độ cao và môi trường hóa học khi chịu tải trọng cơ học bên ngoài hoặc ứng suất bên trong trong một thời gian dài.
Thiệt hại mệt mỏi: Tải trọng cơ học dài hạn, đặc biệt là tải trọng tuần hoàn hoặc tải xen kẽ, có thể dẫn đến sự xuất hiện của các vết nứt mỏi. Mặc dù thép không gỉ có khả năng chống mỏi tốt, tải trọng xen kẽ dài hạn cường độ cao (như các ứng dụng trong các trường ô tô và hàng không) vẫn có thể khiến các vết nứt phát triển và cuối cùng gây ra vỡ.
4. Tổn thương và hao mòn bề mặt
Sự hao mòn cơ học: Trong môi trường ma sát và áp suất cao, bề mặt của các vật đúc bằng thép không gỉ có thể bị hao mòn, đặc biệt là những vật đúc được sử dụng trong các bộ phận chuyển động (như thân máy bơm, van, v.v.). Ma sát dài hạn có thể gây ra mệt mỏi bề mặt và mất vật liệu kim loại, do đó làm suy yếu sức mạnh cấu trúc của các bộ phận.
Tác động và va chạm: Nếu các vật đúc bằng thép không gỉ tiếp xúc với các môi trường có tác động hoặc va chạm lớn, chúng có thể bị nứt hoặc trầm cảm bề mặt, đặc biệt là trong điều kiện nhiệt độ thấp hoặc giòn.
5. Chất ô nhiễm trong môi trường
Lấy ô nhiễm: Trong một số môi trường công nghiệp, các chất ô nhiễm như khói công nghiệp, sương mù axit và sương mù có thể tuân thủ bề mặt của thép không gỉ. Nếu chúng không được làm sạch và điều trị trong một thời gian dài, những chất ô nhiễm này có thể gây ra sự ăn mòn cục bộ, làm hỏng bề mặt và ảnh hưởng đến sự xuất hiện và độ bền của nó.
Sulfide và amoniac trong không khí: Khi các loại khí này phản ứng với thép không gỉ, chúng có thể tạo thành một màng trên bề mặt, gây ăn mòn. Đặc biệt trong môi trường công nghiệp, tiếp xúc lâu dài với các khí này sẽ đẩy nhanh quá trình ăn mòn.
Làm thế nào để cải thiện độ bền của các bộ phận đúc bằng thép không gỉ trong môi trường khắc nghiệt?
Chọn đúng vật liệu: Các loại hợp kim thép không gỉ khác nhau có khả năng chống ăn mòn khác nhau. Ví dụ, thép không gỉ 316 có khả năng chống ăn mòn clorua mạnh hơn thép không gỉ; ** Thép không gỉ song công ** thực hiện tốt trong môi trường nhiệt độ cao và ăn mòn và phù hợp cho các ứng dụng đặc biệt như hóa chất và biển.
Xử lý bề mặt: Xử lý bề mặt các vật đúc (như mạ điện, thụ động và phun) có thể cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn và kháng mòn, đặc biệt là trong ăn mòn hóa học hoặc môi trường nhiệt độ cao. Điều trị thụ động có thể tạo thành một màng thụ động ổn định để giảm sự xuất hiện của ăn mòn.
Quá trình xử lý nhiệt: Thông qua các quá trình xử lý nhiệt thích hợp, như điều trị bằng ủ và giải pháp, khả năng chống ăn mòn, sức mạnh và độ bền của thép không gỉ có thể được cải thiện, và sự xuất hiện của vết nứt, mệt mỏi nhiệt và các vấn đề khác có thể được giảm bớt.
Bảo trì và kiểm tra thường xuyên: Thường xuyên kiểm tra tình trạng bề mặt của các vật đúc bằng thép không gỉ, loại bỏ các chất ô nhiễm kịp thời, làm sạch và duy trì chúng, tránh tích lũy các chất ăn mòn, và giảm ăn mòn và hao mòn.
Ngăn ngừa nồng độ căng thẳng: Trong quá trình thiết kế và sản xuất, đảm bảo rằng cấu trúc của quá trình đúc không có nồng độ căng thẳng quá mức, tránh căng thẳng cục bộ quá mức và do đó làm giảm nguy cơ nứt ăn mòn căng thẳng.
Các bộ phận đúc bằng thép không gỉ thực sự có thể bị hư hại khi tiếp xúc với môi trường khắc nghiệt trong một thời gian dài, đặc biệt là dưới các tác động kết hợp của nhiệt độ cao, các chất ăn mòn, căng thẳng cơ học và các yếu tố khác. Để cải thiện độ bền của nó trong môi trường này, sự xuất hiện của thiệt hại có thể được giảm bằng cách chọn các vật liệu thích hợp, xử lý bề mặt, quy trình xử lý nhiệt và bảo trì thường xuyên để đảm bảo độ tin cậy và hiệu suất ổn định lâu dài của các vật đúc bằng thép không gỉ.
