Nagrzewanie się stali typu 304 w polu wzbudnika do nagrzewania indukcyjnego

Proszę podać informacje dotyczące nagrzewania się stali typu 304 w polu w wzbudnika do nagrzewania indukcyjnego. Czy za pomocą obróbki skrawaniem można usunąć warstwę martenzytu powstałą wskutek obróbki plastycznej?

Nagrzewanie indukcyjne polega na wytworzeniu ciepła na skutek przepływu indukowanych prądów przewodzenia (prądów wirowych) przez ciało stałe sprzężone indukcyjnie z obwodem, wzdłuż którego przenosi się energia pola elektromagnetycznego przemiennego o częstotliwości od kilku herców do kilkudziesięciu megaherców.

Zgodnie z prawem Joule’a przy przepływie prądu w metalu wydziela się moc cieplna: Q=R2It, gdzie Q- ilość wydzielanego ciepła, I - natężenie prądu elektrycznego; R - opór elektryczny przewodnika; t- czas przepływu prądu. W przypadku nagrzewania indukcyjnego dla wytworzenia jak największej ilości ciepła prąd powinien płynąc przez materiał o jak największym oporze elektrycznym, a stale nierdzewne charakteryzują się wysoką wartością oporu elektrycznego (tab. 1). Podczas nagrzewania indukcyjnego efektywność nagrzewania zależy od własności fizycznych materiału, takich jak ciepło właściwe, przenikalność magnetyczna i rezystywność, które są zależne od temperatury. Na rysunku poniżej przedstawiono zmiany ciepła właściwego (zdolność do absorpcji ciepła) wraz ze zmianą temperatury dla różnych materiałów. Stal wraz ze wzrostem temperatury ma zdolność do absorpcji większej ilości ciepła. Oznacza to, że dla ogrzania stali potrzeba więcej energii, jeżeli jest nagrzana do wysokiej temperatury, niż gdy jej temperatura jest niska.

Rys. 1. Ciepło właściwe w zależności od temperatury dla wybranych materiałów.

W tablicy 1 zestawiono rezystywność stali nierdzewnych i węglowych w zależności od temperatury. Z danych zawartych w tablicy wynika, że niemagnetyczna stal nierdzewna (gatunki austenityczne w tym gatunek AISI 304) mają bardzo korzystne własności pod względem oporu elektrycznego i tym samym w trakcie nagrzewnia indukcyjnego będą szybko się nagrzewać przy niższym natężeniu zastosowanego prądu elektrycznego.

Tablica 1. Rezystywność wybranych materiałów 

Czy za pomocąobróbki skrawaniemmożna usunąćwarstwę martenzytupowstałą wskutekobróbki plastycznej?

Trudno odpowiedzieć na takie pytanie bez dokładnej znajomości geometrii elementu i zabiegów obróbki plastycznej powodujących umocnienie i powstanie struktury martenzytycznej w materiale. Jeżeli obróbka plastyczna spowodowała wytworzenie martenzytu jedynie w warstwie wierzchniej materiału, to znając jej głębokość można zastosować obróbkę skrawaniem do jej usunięcia. Generalnie jednak nie stosuje się takiej techniki. Jeżeli struktura umocniona występuje na całości przekroju elementu to jej usunięcie za pomocą skrawania nie będzie możliwe.  

Uzupełnienie czytelnika:

Stal 304 wg wykresu SCHAFFLERA http://www.e-spawalnik.pl/?wykres-schafflera,163 z założenia może zawierać do 10% ferrytu w stanie równowagi. Tak więc jej magnetyczność może wynikać również ze złej obróbki cieplnej, wtedy usuniecie warstwy wierzchniej umocnionej zgniotem nic nie da.
Łatwo można to sprawdzić, wystarczy materiał nieobrobiony plastycznie/skrawaniem dać w wzbudnik, jeśli się zagrzeje ładnie - trzeba szukać lepszego materiału.