Bagaimana Suhu Anil Interkritis Antara 750 derajat dan 850 derajat Mengontrol Ferit-Partisi Austenit dan Ketahanan Pitting Selanjutnya pada Dupleks-Wilayah Seperti pada Tabung Selubung Pemanas 316 yang Tersensitisasi

Mekanisme pengembalian fasa untuk pemulihan ketahanan korosi.

Anil interkritis pada suhu 750-850 derajat memberikan pengembalian ketahanan korosi sebagian, dan terkadang berguna, tanpa anil larutan penuh untuk tabung pemanas listrik berselubung baja tahan karat 316 yang menjadi peka selama servis atau manufaktur, memperlihatkan jaringan karbida kromium yang berkesinambungan pada batas butir dan mengakibatkan kerentanan terhadap korosi antar butir. Dalam kisaran suhu ini, fasa ferit mengendap dari matriks austenit, dan fasa ferit secara istimewa menyerap karbon dan kromium dari austenit tetangganya. Saat pendinginan, ferit kembali berubah menjadi austenit meninggalkan austenit yang kaya kromium dan karbida yang lebih halus dan lebih terdistribusi. Tingkat pemulihan ketahanan korosi sangat bergantung pada suhu anil: pada suhu 750 derajat, produksi ferit lamban dan terbatas (3-8% ferit), dengan peningkatan substansial dalam ketahanan lubang (pemulihan 50-70%). Pada suhu 800 derajat, ferit terbentuk lebih cepat (10-20% ferit) dan ketahanan pitting dipulihkan hingga 70-85%. Kandungan ferit mungkin mencapai 15-30% pada suhu 850 derajat namun struktur mikro yang dihasilkan mungkin mengandung stringer delta ferit yang juga rentan terhadap lubang. Studi ini mengukur hubungan antara suhu anil antarkritis, fraksi ferit dan pemulihan ketahanan pitting pada selubung 316 yang peka.

Mekanisme Re-distribusi Kromium melalui Formasi Ferit

Ketika 316 yang peka (memiliki karbida Cr2₃C₆ yang kontinu pada batas butir dan zona kekurangan kromium) dipanaskan hingga daerah antarkritis (750-850 derajat ), terjadi dua proses yang saling bertentangan. Karbida yang ada pada awalnya mungkin larut sebagian dan melepaskan kromium dan karbon. Kedua, dan yang lebih penting, ferit (body-centered cube, BCC) berinti dan berkembang, biasanya di dekat batas butir dan di lokasi karbida. Pada suhu yang sama ferit memiliki kelarutan karbon yang lebih tinggi dan konsentrasi kromium yang lebih tinggi dibandingkan austenit. Saat ferit tumbuh, ia menarik kromium masuk dan mengeluarkan karbon dari austenit di sekitarnya. Sisa austenit mengandung kromium yang tinggi (hingga 22–25 % Cr lokal). Saat pendinginan, ferit berubah kembali menjadi austenit (atau sebagian menjadi martensit, bergantung pada laju pendinginan) dengan struktur berbutir halus dan kromium yang terdistribusi ulang. Zona yang kekurangan kromium dihilangkan, dan karbida menjadi berbentuk bulat dan lebih tersebar.

Kuantifikasi Hubungan Antara Suhu Annealing Interkritis dan Pemulihan Resistensi Pitting

Nilai perolehan kembali berikut ditentukan dengan anil interkritis terkontrol pada pipa 316 yang telah disensitisasi sebelumnya (disensitisasi pada suhu 650 derajat selama 24 jam dan kemudian dianil pada berbagai suhu selama 1 jam dan didinginkan dengan air) diikuti dengan uji pitting dalam NaCl 1 M pada suhu 50 derajat.

Temperatur Annealing (derajat ) Fraksi Ferit Setelah Anneal (%)Kandungan Kromium pada Batas Butir Sebelumnya (pada%, AES) Temperatur Lubang Kritis (CPT, derajat )Pemulihan CPT vs. Tidak Tersensitisasi (100%) Waktu Inisiasi Lubang pada 50 derajat , 1 M NaCl (jam) Cocok untuk Servis dengan Resiko Korosi Terbatas
Perlakuan (peka) Perlakuan (peka) Tidak 0 8-10 25-30 0% 50-150 Ya 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 Terbaik
Pengaruh Waktu Annealing Interkritis terhadap Pembentukan Ferit

Ketergantungan suhu pada laju produksi ferit. Dengan waktu anil yang lebih lama, lebih banyak ferit yang akan terbentuk, namun ada juga risiko berkembangnya butiran.

Suhu ( derajat ) Waktu hingga 5 % Ferit (menit) Waktu hingga 10 % Ferit (menit)Waktu hingga 15% Ferit (menit) Waktu yang Direkomendasikan untuk Pemulihan Lubang Optimal 750 30 60 120 60-90 menit 775 15 30 60 30-45 menit 800 8 15 30 15-20 menit
825 5 10 20 10-15 menit 850 3 5 10 5-8 menit
Rekomendasi Praktis untuk Annealing Interkritis pada Komponen Tersensitisasi

Annealing interkritis pada 800-825 derajat selama 10-20 menit. merupakan kompromi yang layak untuk kasus selubung 316 tersensitisasi yang tidak dapat sepenuhnya dianil dengan larutan (misalnya, karena kendala perakitan, adanya komponen sensitif metalurgi lainnya, atau keterbatasan biaya).

Kondisi Awal Spesifikasi Intercritical Annealing Ketahanan Pitting Mengakibatkan Resiko Sensitisasi yang Tersisa Direkomendasikan Lingkungan Pelayanan
Sedikit peka (Latihan E marginal) 800 derajat /15 menit pendinginan dengan air Pemulihan 70-80%Klorida Rendah<500 ppm <80°C
Cukup peka (Latihan E gagal) 810 C, 20 menit, pendinginan air 75-pemulihan 85%Klorida Rendah-sedang<300 ppm, <70 C
Sangat peka (butir terjatuh) 825 derajat, 20 menit, pendinginan air Pemulihan 80-90% Sedang (beberapa stringer) Klorida<200 ppm, <60°C 
Sangat peka + pengerjaan dingin 800 derajat, 10 menit, pendinginan air Pemulihan 70-80% Klorida Sedang<200 ppm, <60°C 
Verifikasi Pemulihan Annealing Interkritis

ASTM A262 Praktek A (pengetsaan asam oksalat) adalah metode uji cepat untuk mengevaluasi pemulihan dari sensitisasi komponen yang mengalami anil interkritis. struktur 'langkah' (batas butir halus) menyiratkan pemulihan total; 'ganda' (langkah campuran dan parit) menunjukkan pemulihan sebagian; 'parit' menunjukkan sensitisasi yang terus-menerus. Latihan pembengkokan E (tembaga-tembaga sulfat-asam sulfat). 3. Untuk memverifikasi bahwa retakan antar butir sudah tidak ada lagi. Untuk ketahanan pitting, pengujian CPT (ASTM G150) dalam NaCl 1 M mengukur perolehan kembali.

Kesimpulan Intercritical Annealing untuk Pemulihan Sensitisasi 316

Untuk selubung pemanas baja tahan karat 316 yang peka, di mana anil larutan penuh tidak praktis, anil antarkritis pada 800-825 derajat selama 10-20 menit mengubah 10-15% struktur mikro menjadi ferit yang, pada pendinginan, mendistribusikan kembali kromium dari ferit ke austenit di sekitarnya, menghilangkan zona yang kehabisan kromium dan memulihkannya 75-90% dari ketahanan pitting asli. Pemulihan hanya 45-75% pada suhu yang lebih rendah (750-775 derajat); suhu melebihi 850 derajat mempertahankan stringer ferit yang juga rentan terhadap lubang. Ketika komponen 316 yang peka ditemukan dalam pelayanan, teknisi dapat meminta anil interkritis sebagai terapi penyelamatan. Penerimaan dievaluasi dengan ASTM A262 Praktek A (struktur langkah). Namun demikian, hanya anil larutan lengkap pada suhu 1040-1060 derajat dan pendinginan air yang akan memberikan pemulihan 100% dan menghilangkan semua sensitisasi. Kerangka kerja yang dijelaskan di sini memberikan cara bagi pembeli untuk memilih perlakuan panas penyelamatan terbaik untuk selubung 316 yang peka dengan mengkorelasikan suhu anil antarkritis dengan fraksi ferit, redistribusi kromium, dan pemulihan ketahanan pitting.