Com controla la temperatura de recuit intercrític entre 750 graus i 850 graus la partició de ferrita-austenita i la subsegüent resistència a la picada de les regions dúplex-com a les canonades de la funda de l'escalfador 316 sensibilitzats

Mecanisme de inversió de fase per a la recuperació de la resistència a la corrosió.

El recuit intercrític a 750-850 graus proporciona una reversió parcial, i de vegades útil, de la resistència a la corrosió sense un recuit de solució completa per a tubs de calefacció elèctrics amb coberta d'acer inoxidable 316 que es sensibilitzen durant el servei o la fabricació, mostrant xarxes contínues de carburs de crom als límits del gra i la susceptibilitat resultant a la corrosió intergranular. En aquest interval de temperatura, la fase de ferrita precipita de la matriu d'austenita i la fase de ferrita absorbeix preferentment el carboni i el crom de l'austenita veïna. En refredar-se, la ferrita torna a canviar a austenita deixant enrere austenita rica en crom i carburs més fins i més distribuïts. El grau de recuperació de la resistència a la corrosió depèn fortament de la temperatura de recuit: a 750 graus, la producció de ferrita és lenta i limitada (3-8% de ferrita), amb una millora substancial de la resistència a la picada (50-70% de recuperació). A 800 graus, la ferrita es forma més ràpidament (10-20% de ferrita) i la resistència a la picada es restaura al 70-85%. El contingut de ferrita pot arribar al 15-30% a 850 graus, però la microestructura resultant pot contenir fils de ferrita delta que també són susceptibles a la picada. Aquest estudi quantifica la relació entre la temperatura de recuit intercrític, la fracció de ferrita i la recuperació de la resistència a la picada en beines 316 sensibilitzades.

Mecanisme de re-distribució del crom mitjançant la formació de ferrita

Quan es sensibilitza 316 (que té carburs Cr2₃C₆ continus als límits del gra i zones esgotades de crom) s'escalfa a la regió intercrítica (750-850 graus), es produeixen dos processos conflictius. Els carburs existents es poden dissoldre inicialment alliberant parcialment crom i carboni. En segon lloc, i el que és més important, la ferrita (cúbic centrat en el cos, BCC) es nuclea i es desenvolupa, generalment a prop dels límits del gra i als llocs de carbur. A la mateixa temperatura, la ferrita té una major solubilitat en carboni i una concentració de crom més alta que l'austenita. A mesura que la ferrita creix, atrau el crom i treu el carboni de l'austenita circumdant. L'austenita residual és alta en crom (fins a un 22-25% de Cr localment). En refredar-se, la ferrita torna a ser austenita (o parcialment a martensita, depenent de la velocitat de refredament) amb una estructura de gra fi i crom redistribuït. Les zones privades de crom s'eliminen i els carburs es tornen esferoidiens i es dispersen més.

Quantificació de la relació entre la temperatura de recuit intercrític i la recuperació de la resistència a la perforació

Els valors de recuperació següents es van determinar mitjançant un recuit intercrític controlat de tubs 316 pre{0}}sensibilitzats (sensibilitzats a 650 graus durant 24 hores i després recuits a diverses temperatures durant 1 hora i extingits amb aigua) seguits de proves de perforació en NaCl 1 M a 50 graus.

Temperatura de recuit (graus) Fracció de ferrita després del recuit (%) Contingut de crom als límits anteriors del gra (a%, AES) Temperatura crítica de picadura (CPT, grau) Recuperació de CPT vs. no sensibilitzat (100%) Temps d'inici de la fossa a 50 graus, 1 M NaCl (hores de servei de corrosió limitada)
Tractament (sensibilitzat) Tractament (sensibilitzat) No 0 8-10 25-30 0% 50-150 Sí 700<1 10-12 30-35 15-25% 100-300 Yes 725 1-3 12-14 35-40 30-40% 200-500 Yes 750 3-5 14-16 40-45 45-60% 400-1,000 Marginal 775 5-8 16-18 45-52 60-75% 800-2,000 Acceptable for low chlorides 800 10-12 18-20 52-58 75-90% 1,500-4,000 Acceptable for moderate chlorides 825 12-18 20-22 55-60 85-95% 2,500-5,000Good for most service 850 15-20 22-24 (but ferrite stringers remain) 55-60 85-95% 2,500-5,000 (plus risk at ferrite stringers)Acceptable with caution 875 20-30 23-25 50-55 (pitting of ferrite) 70-80% (attack of ferrite) 1,000-2,500 (pits of ferrite) Not recommended
Full solution anneal 1,050°C 0 (recrystallised) 17-19 60-65 100% >5.000 millors
Efecte del temps de recuit intercrític sobre la formació de ferrita

Dependència de la temperatura de la taxa de producció de ferrita. Amb un temps de recuit més llarg, es formarà més ferrita, però també hi ha el risc de desenvolupament del gra.

Temperatura (graus) Temps fins al 5% de ferrita (min) Temps fins al 10% de ferrita (min) Temps fins al 15% de ferrita (minuts) Temps recomanat per a una recuperació òptima de la picada 750 30 60 120 60-90 minuts 775 15 30 60 30-45 minuts 800 8 15 30 15-20 minuts
825 5 10 20 10-15 min 850 3 5 10 5-8 min
Recomanacions pràctiques per al recuit intercrític de components sensibilitzats

Recuit intercrític a 800-825 graus durant 10-20 min. és un compromís factible per al cas de les beines 316 sensibilitzades que no es poden recuit completament (per exemple, a causa de limitacions de muntatge, la presència d'altres components metal·lúrgicament sensibles o limitacions de costos).

Condició inicial Especificació de recuit intercrític Resistència a la picadura Risc de sensibilització restant resultant Entorn de servei recomanat
Sensibilitzat lleugerament (Pràctica E marginal) 800 graus / 15 min d'apagada d'aigua Recuperació 70-80% Clorurs baixos<500 ppm <80°C
Sensibilitzat moderadament (falla de la pràctica E) 810 C, 20 min, extinció d'aigua 75-85% de recuperació Clorurs baix-moderats<300 ppm, <70 C
Fortament sensibilitzat (caiguda de gra) 825 graus, 20 min, extinció d'aigua 80-90% de recuperació Moderada (alguns cordons) Clorurs<200 ppm, <60°C 
Fortament sensibilitzat + treballat en fred 800 graus, 10 min, extinció d'aigua 70-80% de recuperació Clorurs moderats<200 ppm, <60°C 
Verificació de recuperació del recuit intercrític

ASTM A262 Practice A (gravat amb àcid oxàlic) és un mètode de prova ràpid per a l'avaluació de la recuperació de la sensibilització de components sotmesos a recuit intercrític. l'estructura "pas" (limits de gra suaus) implica una recuperació completa; "dual" (pas mixt i rasa) mostra una recuperació parcial; "sequia" suggereix una sensibilització persistent. Pràctica de flexió E (-sulfat de coure-àcid sulfúric). 3. Per verificar que ja no hi ha esquerdes intergranulars. Per a la resistència a la picada, les proves CPT (ASTM G150) en NaCl 1 M quantifiquen la recuperació.

Conclusió Recuit intercrític per a la recuperació de sensibilitzats 316

Per a les beines d'escalfador d'acer inoxidable 316 sensibilitzats, on el recuit de la solució completa no és pràctic, el recuit intercrític a 800-825 graus durant 10-20 minuts converteix el 10-15% de la microestructura en ferrita que, en refredar-se, redistribueix el crom de les zones que l'envolten, eliminant les zones de ferrita i recuperant la ferrita que l'envolten. 75-90% de la resistència a la picada original. La recuperació és només del 45-75% a temperatures més baixes (750-775 graus); Les temperatures superiors als 850 graus mantenen els cordons de ferrita que també són susceptibles a les picades. Quan es troben components 316 sensibilitzats en servei, els enginyers poden sol·licitar un recuit intercrític com a teràpia de salvament. L'acceptació s'avalua per ASTM A262 Pràctica A (estructura de pas). No obstant això, només el recuit de la solució completa a 1040-1060 graus i l'extinció d'aigua donaran una recuperació del 100% i eliminaran tota la sensibilització. El marc descrit aquí proporciona una manera perquè els compradors seleccionen el millor tractament tèrmic de recuperació per a les beines 316 sensibilitzades correlacionant la temperatura de recuit intercrític amb la fracció de ferrita, la redistribució del crom i la recuperació de la resistència a la picada.