1. ¿Qué es el tratamiento con solución? ¿Por qué las bobinas-de acero inoxidable laminadas en frío deben someterse a este tratamiento?
El tratamiento con solución es un proceso de tratamiento térmico que implica calentar-bobinas de acero laminado en frío a una temperatura alta (normalmente entre 1050 y 1100 grados para el acero inoxidable austenítico) y mantenerlas a esta temperatura durante un período de tiempo. Esto permite que los carburos (como los carburos de cromo) y otras fases de aleación del acero se disuelvan completamente en la matriz austenítica. Luego se produce un enfriamiento rápido (como enfriamiento con agua o enfriamiento con aire forzado), lo que da como resultado una solución sólida monofásica sobresaturada a temperatura ambiente.
¿Por qué es necesario?
Las bobinas laminadas en frío-se someten a un severo endurecimiento durante el proceso de laminación, lo que da como resultado una mayor dureza y una menor plasticidad, lo que las deja directamente inutilizables. Al mismo tiempo, si el laminado en caliente o el recocido anteriores son inadecuados, o si la bobina de acero se enfría lentamente, el carbono y el cromo se combinan fácilmente para formar carburo de cromo (Cr₂₃C₆), que precipita en los límites de los granos, lo que provoca el agotamiento del cromo cerca de los límites de los granos y hace que el acero pierda su resistencia a la corrosión. El tratamiento de solución existe precisamente para resolver estos dos problemas.
2.¿Cómo restaura y mejora el tratamiento con solución la resistencia a la corrosión de las bobinas laminadas en frío-?
Esta relación es muy estrecha e implica la prevención de la corrosión intergranular. Durante el laminado en frío o el enfriamiento lento, el carbono del acero se combina con el cromo, precipitando carburo de cromo en los límites de los granos. Debido a la lenta velocidad de difusión del cromo, la matriz que rodea el carburo de cromo forma zonas empobrecidas en cromo-(contenido de cromo por debajo del valor crítico requerido para la resistencia a la corrosión, como 11,5%) a medida que se elimina el cromo.
Disolución: durante el calentamiento de la solución, la temperatura excede la temperatura a la que los carburos se disuelven completamente (generalmente por encima de 1050 grados), lo que hace que estos carburos dañinos en los límites de los granos se disuelvan nuevamente en la matriz.
Homogeneidad: los átomos de cromo se difunden a altas temperaturas, lo que elimina las zonas empobrecidas en cromo-y rehomogeneiza la distribución del cromo en toda la matriz austenítica.
Solución y enfriamiento rápido: durante el enfriamiento rápido (apagado), el carbono no tiene tiempo de precipitar nuevamente y queda firmemente fijado dentro de los granos austeníticos. Esto devuelve al acero su óptima homogeneidad de composición química, mejorando significativamente su resistencia a la corrosión intergranular, la corrosión por picaduras y la corrosión por tensión.
3. Además de la prevención de la oxidación, ¿qué impacto tiene el tratamiento con solución en las propiedades mecánicas de las láminas de acero laminadas en frío-?
Eliminación del endurecimiento por trabajo y restauración de la plasticidad: las láminas de acero-laminadas en frío tienen granos alargados y fragmentados con una densidad de dislocación extremadamente alta, lo que resulta en una alta dureza y fragilidad. Las altas temperaturas del tratamiento en solución provocan la recristalización, generando nuevos granos equiaxiales sin distorsionar, eliminando por completo la tensión interna y el endurecimiento por trabajo generado durante el laminado en frío.
Lograr propiedades de estado blando-óptimas: el límite elástico del acero inoxidable austenítico tratado (como el 304) normalmente cae a alrededor de 200-250 MPa, mientras que el alargamiento puede recuperarse a más del 40 %. Este estado de baja-dureza y alta plasticidad permite que la lámina de acero se someta a procesos posteriores de estampado, doblado y otros procesos de formación sin problemas.
Calidad superficial: El proceso de decapado (o el uso de una atmósfera protectora) después del tratamiento con solución elimina las incrustaciones de óxido de hierro generadas durante el laminado en frío, restaurando el brillo metálico y asegurando el acabado superficial del producto final.
4. En el proceso de producción de láminas de acero laminadas en frío-, ¿en qué etapa se suele realizar el tratamiento con solución?
Para las bobinas-laminadas en frío, el tratamiento con solución generalmente se realiza después del laminado en frío. Sin embargo, para cumplir con diferentes requisitos de rendimiento, el orden puede variar:
Proceso convencional (más común): bobina laminada en caliente-(piel negra) → recocido y decapado (tratamiento de solución laminada-en caliente) → laminación en frío → tratamiento de solución final (línea continua de recocido y decapado) → nivelación/enderezamiento por tensión.
Para el acero inoxidable, el laminado en frío endurece el material, lo que requiere un tratamiento de solución final después del laminado en frío antes de la entrega al cliente.
Tratamiento con solución intermedia (menos común): para algunos calibres extremadamente delgados o grados de acero que son difíciles de deformar (como el acero de alta-aleación que contiene titanio), la reducción excesiva durante una única operación de laminado en frío puede provocar grietas fácilmente. En tales casos, se puede realizar un proceso de recocido en solución intermedia durante el laminado en frío para ablandar el acero antes de un segundo laminado en frío.
Configuración de la línea de producción: el tratamiento de solución para bobinas-laminadas en frío generalmente se realiza en grandes líneas continuas de recocido y decapado (CAPL o APL). La tira de acero pasa continuamente a través de la sección de calentamiento, la sección de remojo, la sección de enfriamiento y la sección de decapado en un proceso continuo.
5. ¿Cuáles son algunos defectos típicos que pueden ocurrir si el tratamiento con solución no se controla adecuadamente?
Temperatura de calentamiento o tiempo de mantenimiento insuficientes: los carburos no se disuelven por completo, lo que deja carburo de cromo residual en los límites de los granos, lo que provoca corrosión intergranular en usos posteriores o pruebas de corrosión (superficie con apariencia de piel de naranja-o agrietamiento después de doblarse).
Temperatura de calentamiento excesivamente alta (sobrecalentamiento): los granos de austenita crecen rápidamente, lo que hace que la placa de acero se vuelva quebradiza (plasticidad reducida). Pueden aparecer incrustaciones de óxido graves o incluso marcas de fusión en la superficie, deteriorando las propiedades mecánicas.
Velocidad de enfriamiento insuficiente (enfriamiento lento): ¡este es un gran no-no! Después de la fusión a alta -temperatura, si la temperatura permanece en el rango de temperatura de sensibilización (450 grados ~ 850 grados) durante demasiado tiempo, el carbono precipitará nuevamente como carburo de cromo en los límites de los granos, lo que provocará nuevamente el agotamiento del cromo y reducirá significativamente la resistencia a la corrosión. Para bobinas laminadas en frío-de calibre fino-, se debe garantizar una velocidad de enfriamiento suficiente.
Defectos de la superficie: un control deficiente de la atmósfera en el horno de calentamiento puede provocar una oxidación excesiva de la superficie, que el decapado no puede eliminar, lo que resulta en un decapado excesivo-(superficie rugosa) o insuficiente-decapado (incrustaciones de óxido residual).