O aço inoxidável austenítico não pode ser endurecido por tratamento térmico. O objetivo do tratamento térmico nessas ligas é remover o efeito de endurecimento por trabalho a frio, dissolver novamente as fases secundárias prejudiciais e reduzir a tensão residual a um nível aceitável. O tratamento térmico também pode produzir estruturas recristalizadas com tamanhos de grãos menores em aço inoxidável trabalhado a frio.
O recozimento em solução pode amolecer materiais após trabalho a frio e dissolver fases secundárias que podem precipitar durante trabalho a quente ou processos de soldagem. O termo “recozimento completo” geralmente se refere ao material estar em seu estado metalúrgico ideal, com dissolução completa da fase secundária e homogeneização completa da estrutura metalográfica. O aço inoxidável totalmente recozido possui a melhor resistência à corrosão e ductilidade. Devido ao fato de o recozimento em solução sólida ser realizado em altas temperaturas, o recozimento em ambiente de ar pode gerar incrustações de óxido na superfície, que devem ser removidas por descalcificação ou decapagem para restaurar a resistência à corrosão da superfície.
preparar
Antes do recozimento, é necessário remover graxa, óleo, fluido de corte, lubrificante de formação, marcas de caneta colorida e outros poluentes da superfície. O recozimento pode fazer com que os poluentes "queimem" na superfície e devem ser retificados, caso contrário, será difícil removê-los. A infiltração de poluentes contendo carbono na superfície pode causar carbonização ou sensibilização, o que pode facilmente levar à corrosão intergranular durante o uso. Portanto, a limpeza da superfície antes do tratamento térmico é crucial para garantir a qualidade do produto. Os métodos de limpeza incluem imersão ou pulverização de reagentes químicos. Os agentes de limpeza usados para desengraxar aço inoxidável incluem soluções alcalinas quentes e solventes químicos.
Metais de baixo ponto de fusão, como chumbo, cobre e zinco, devem ser evitados de contaminar a superfície. Durante o recozimento, eles podem causar infiltração nos limites dos grãos, levando à chamada fragilização do metal líquido e rachaduras intergranulares. Portanto, antes do tratamento em alta temperatura, como recozimento e soldagem, é necessário limpar os poluentes residuais da superfície.
temperatura
A temperatura mínima de recozimento refere-se à temperatura mais baixa na qual a microestrutura homogeneiza e dissolve carbonetos e precipitados intermetálicos. Para garantir a dissolução completa dos precipitados e restaurar a resistência à corrosão, a temperatura de recozimento deve ser superior a esta temperatura. O limite superior da temperatura de recozimento baseia-se na ausência de empenamento, evitando o crescimento excessivo de grãos e minimizando ao máximo o número de incrustações de óxido difíceis de limpar. A tabela a seguir lista as temperaturas mínimas de recozimento para alguns aços inoxidáveis austeníticos. O aço inoxidável austenítico de alto desempenho requer homogeneização de sua microestrutura em altas temperaturas, portanto sua temperatura de recozimento em solução é superior à do aço inoxidável austenítico padrão.
tempo de recozimento
Manter a temperatura de recozimento da solução por 2-3 minutos é suficiente para dissolver uma pequena quantidade de carbonetos e outras fases secundárias, e também pode amolecer o material formado a frio. Durante o recozimento em solução, para garantir que a peça de trabalho atinja a temperatura de recozimento em solução de fora para dentro, o tempo de isolamento é geralmente de 2-3 minutos por milímetro de espessura. Se a quantidade de precipitados for grande, principalmente com χ e σ Quando em fase, é necessário prolongar o tempo de isolamento.
Se o tempo de recozimento da solução for muito longo ou a temperatura for muito alta, será gerada uma grande quantidade de película de óxido, tornando a limpeza difícil e dispendiosa. O recozimento de longo prazo também aumenta a possibilidade de deformação dimensional não qualificada durante o processo de tratamento térmico. Alto teor de molibdênio e aço inoxidável austenítico de alto desempenho formam rapidamente incrustações de óxido em um forno com ventilação natural. O trióxido de molibdênio geralmente evapora e deixa a superfície na forma de gás. Se a volatilização for inibida, o trióxido de molibdênio líquido se acumulará na superfície, acelerando o processo de oxidação. Isto é o que se chama de “oxidação intensa”. As medidas para minimizar a oxidação do aço com alto teor de molibdênio incluem:
• Evitar condições que inibam a volatilização (enchimento muito apertado e vedação muito apertada do forno);
• Materiais com forte incrustação de óxido não podem ser recozidos;
• Evitar exposição prolongada a ambientes acima da temperatura mínima de recozimento;
• Utilize a menor temperatura de recozimento que pode ser operada;
• Use uma atmosfera protetora.
atmosfera
O ar e os gases de combustão oxidantes formam a atmosfera de recozimento mais econômica e eficaz para o aço inoxidável. No entanto, a película de óxido gerada pelo recozimento ao ar deve ser removida para restaurar a resistência à corrosão. Atmosferas protetoras como argônio, hélio, hidrogênio, amônia craqueada, mistura de hidrogênio/nitrogênio e vácuo podem reduzir a formação de incrustações de óxido, mas o custo é relativamente alto. O recozimento brilhante é geralmente realizado em hidrogênio ou gás de amônia craqueada com ponto de orvalho de -40 grau C ou inferior. Sob condições normais de operação, o recozimento em uma atmosfera protetora não produzirá película de óxido visível, portanto não há necessidade de limpá-la após o recozimento.
resfriamento
Para evitar a precipitação de carboneto de cromo ou outras fases intermetálicas, o aço inoxidável austenítico pode exigir resfriamento rápido após o recozimento. A necessidade de resfriamento rápido e a escolha do método de resfriamento dependem do tamanho e do grau da seção transversal.
Na grande maioria dos casos, 304L e 316L com seções finas não precipitarão fases prejudiciais após o resfriamento a ar. À medida que o tamanho da seção transversal, o teor de carbono e o teor de liga aumentam, a necessidade de resfriamento rápido também aumenta. O aço inoxidável austenítico de alto desempenho requer resfriamento rápido, independentemente da espessura. Os métodos de resfriamento comuns incluem resfriamento com ar forçado, resfriamento por spray de água ou resfriamento por extinção de água. Após o recozimento a vácuo, a têmpera com gás inerte não produzirá película de óxido.
Se o material recozido ainda precisar passar por processamento a quente, como soldagem, é melhor realizar o resfriamento máximo, como têmpera em água após o recozimento. Isto pode tornar o material mais resistente aos efeitos adversos gerados pelos ciclos térmicos subsequentes. Ao selecionar métodos de resfriamento, devem ser consideradas possíveis deformações e novas tensões residuais.
Limpeza após recozimento
Devido ao alto teor de cromo na película de óxido tratada termicamente, o teor de cromo do metal adjacente à película de óxido é reduzido, resultando em uma diminuição na resistência à corrosão. Para restaurar totalmente a resistência à corrosão, é necessário remover a camada de óxido e a camada pobre de cromo metálico.
O método de limpeza mais comumente usado é o shot peening para remover incrustações de óxido, seguido de lavagem com ácido para remover o cromo metálico pobre. O método mais comum para decapagem de aço inoxidável é a decapagem por imersão, que também pode ser realizada por pulverização, gel e pomada.
O ácido utilizado na decapagem é muito nocivo e deve ser utilizado de acordo com as normas de segurança (ventilação, uso de óculos e luvas, uso de vestuário de segurança, etc.). A peça de trabalho após a decapagem deve ser neutralizada e completamente enxaguada com uma grande quantidade de água limpa com baixo teor de cloro. Colete e descarte o líquido residual separadamente de acordo com os regulamentos locais de gerenciamento de resíduos perigosos.