Rozrost ziarna stali nierdzewnej austenitycznej

Mam dwa pytania:

Podczas nagrzewania stali 304L bądź 316L do temperatury 1100˚C, od jakiej temperatury następuje rozrost ziarna austenitu?
Miałem proces lutowania próżniowego detali, gdzie temperatura lutowania to 1200˚C. Proces wygląda tak, że początkowo wsad podgrzewany jest w próżni wysokiej do temp. 1200˚C, następnie 10min wytrzymanie, swobodne chłodzenie do 1000˚C, następnie szybkie chłodzenie. W wyniku błędu wsad wytrzymany był w temp. 1200˚C nie 10min, a 4 godziny.

Nastąpił znaczny rozrost ziarna. Udało mi się pobrać próbkę z tego wsadu na badania wytrzymałościowe i wyniki nie są złe (Re=224MPa, RM=515MPa, wydłużenie ~50%). Co mogło się stać pod kątem odporności korozyjnej stali? Czy mógłby mi Pan zasugerować jakieś badania, testy pomocne do określenia przydatności detali do produkcji. Nadmienię, że są to elementy wymiennika ciepła pracujące w temp. ok. 300˚C w atmosferze skondensowanych spalin, stąd boję się o odporność korozyjną.

Skłonność austenitu do rozrostu ziarna oprócz temperatury zależy od czasu wygrzewania. Rozrost ziaren następuje podczas wygrzewania w temperaturze wyższej od temperatury rekrystalizacji stali, która dla gatunku AISI 316L wynosi ok. 600°C. Nawet w relatywnie niskiej temperaturze rzędu 700°C długotrwałe wygrzewanie może doprowadzić do rozrostu ziaren. W praktyce zauważalny szybki rozrost ziaren austenitu następuje w temperaturze 1050-1200°C, gdzie decydującym czynnikiem jest czas wygrzewania. Wygrzewanie w 1050°C lub 1100°C przez 15 min nie wpływa znacznie na zmiany strukturalne, podczas gdy już 30min wygrzewanie w 1200°C daje wyraźny rozrost ziaren austenitu.

W opisanym przypadku długotrwałe wygrzewanie w temperaturze 1200°C doprowadziło do zauważalnego rozrostu ziaren austenitu, lecz nie wpływa na pogorszenie odporności korozyjnej związanej z wydzielaniem węglików chromu, które powstają w niższej temperaturze, w zakresie 500-900°C. Jeżeli po wygrzewaniu w 1200°C zastosowano szybkie chłodzenie do temperatury otoczenia w strukturze stali nie doszło do wydzielenia faz wpływających na pogorszenie odporności korozyjnej. Badanie w zakresie wpływu wielkości ziarna na odporność korozyjną wykazują, że im mniejsze ziarno tym większa odporność na korozję naprężeniową, która jest hamowana przez większy udział granic ziaren w strukturze stali. Natomiast rozrost ziarna austenitu wpływa na polepszenie odporności na korozję międzykrystaliczną, co wynika z niższego udziału miejsc – granic ziaren, gdzie powstają obniżające odporność korozyjną wydzielenia węglików.

Odporność korozyjną elementu można zbadać zgodnie z procedurą obowiązującą dla materiału w stanie dostawy, który musi być odporny na korozję międzykrystaliczną. Ten typ badań wykonuje się zgodnie z procedurą opisaną w normie EN ISO 3651-2, dla stali austenitycznej stosuje się metodą A, (próba Monypenny'ego Straussa). Ten typ badania opisano szerzej w poradach [1,2]

Literatura

[1]. Identyfikacja korozji międzykrystalicznej, Porady eksperta, www.stalenierdzewne.pl

[2]. Normy badania odporności korozyjnej prętów ze stali 1.4016, Porady eksperta, www.stalenierdzewne.pl