Производство кованой нержавеющей стали представляет собой многоэтапный процесс: стальной лом плавится, затем отливается в пригодную для обработки твердую форму; затвердевшая сталь формуется, подвергается термической обработке, очищается и полируется для соответствия желаемым характеристикам. Наконец, готовая нержавеющая сталь упаковывается и отправляется производителям.
Плавка и литье
Сталь и легирующие металлы загружаются в электродуговую печь. Попав в печь, металл нагревается до определенной температуры выше точки плавления, обычно свыше 2800°F. Из-за экстремальных температур, точности и больших объемов, необходимых для производства стали, стадия плавки обычно занимает от 8 до 12 часов. На протяжении этой стадии специалисты по стали регулярно проверяют температуру ванны и химический состав. После того, как стальной сплав полностью расплавится, смесь очищается. В печь закачивают аргон и кислород, где они превращают некоторые примеси в газ, а другие заставляют образовывать шлак для легкого удаления. Очищенная сталь отливается в готовые к машинной обработке формы, включая блюмы (прямоугольники), заготовки (круглые или квадратные), слябы, прутки и круглые трубы.
Формирование
Горячая прокатка происходит выше температуры рекристаллизации стали. Большая часть литой стали формируется горячей прокаткой: сляб, блюм или заготовка нагревается и проходит через огромные ролики, растягивая сталь в более длинную, тонкую форму. Каждый сляб формируется в лист, пластину или полосу, в то время как блюмы и заготовки формируются в проволоку и прутки. Холодная прокатка используется, когда требуются более точные размеры или превосходный блеск поверхности. Она происходит ниже температуры рекристаллизации стали. Холодная прокатка использует колеса малого диаметра с серией опорных колес для создания гладких, широких листов нержавеющей стали с жесткими допусками.
Термическая обработка
Термическая обработка укрепляет прокатанную нержавеющую сталь путем рекристаллизации деформированной микроструктуры. Большинство нержавеющей стали подвергается термической обработке отжигом — нержавеющая сталь нагревается до точной температуры выше температуры ее кристаллизации и медленно охлаждается в контролируемых условиях. Этот процесс снимает внутренние напряжения и смягчает нержавеющую сталь. Температура отжига, время и скорость охлаждения влияют на свойства всей стали.
Удаление накипи
Прокатный кусок нержавеющей стали приобретает слой окисленной «прокатной окалины», которую необходимо смыть, чтобы восстановить блестящую поверхность. Прокатная окалина обычно удаляется химическими способами, такими как электроочистка и травление. При травлении нержавеющая сталь погружается в ванну с азотно-плавиковой кислотой. Электроочистка использует катод и фосфорную кислоту для пропускания тока на поверхность нержавеющей стали. Оба процесса эффективно удаляют окалину с поверхности. Очищенный от окалины металл обрабатывается промывкой водой под высоким давлением, оставляя яркую, блестящую отделку.
Резка
Нержавеющая сталь режется по заданной форме и размеру. Большая часть резки выполняется механическим способом — нержавеющая сталь может быть разрезана дисковыми ножами, распилена высокоскоростными лезвиями или вырублена пуансонами. Иногда используются альтернативные методы, такие как резка пламенем, плазмой и гидроабразивной резкой.
Отделка
Нержавеющая сталь может быть изготовлена с широким спектром отделок поверхности. Выбранная отделка поверхности не является чисто эстетической — определенные отделки делают нержавеющую сталь более устойчивой к коррозии, более легкой для очистки или более пригодной для использования в производстве. Тип отделки определяется предполагаемым применением. Отделка поверхности является совокупным результатом процессов изготовления и метода отделки. Горячая прокатка, отжиг и удаление окалины создают матовую отделку. Горячая прокатка с последующей холодной прокаткой на полировальных валках дает блестящую отделку, в то время как сочетание холодной прокатки, отжига и полировки с чистой поверхностью создает отражающую поверхность. Для отделки поверхностей из нержавеющей стали используется целый ряд шлифовального, полировального, полировального и пескоструйного оборудования.
Упрочнение при обработке
Упрочнение — это процесс упрочнения материала посредством деформации. Нержавеющие стали в целом быстро затвердевают, точная скорость определяется конкретной маркой. Аустенитные стали затвердевают быстрее, чем другие марки.
Контроль качества и инспекция
В процессе производства и изготовления нержавеющей стали осуществляется внутрипроизводственный контроль, но этого недостаточно для соответствия международным стандартам качества. Перед отправкой каждая партия нержавеющей стали должна пройти химические и механические испытания, чтобы убедиться, что она соответствует желаемым спецификациям. Механические испытания измеряют физическую способность нержавеющей стали выдерживать нагрузки, напряжения и удары. Механические испытания включают испытания на растяжение, по Бринеллю и ударную вязкость, описанные выше в разделе «Механические свойства». Химические испытания проверяют точный химический состав образца перед сертификацией марки нержавеющей стали. Химические испытания обычно проводятся с помощью неразрушающего спектрохимического анализа. Коррозионная стойкость имеет особое значение для нержавеющей стали. Сталеплавильные заводы испытывают и измеряют коррозионную стойкость с помощью испытаний в соляном тумане — чем дольше сталь остается неповрежденной коррозией после воздействия соляного тумана, тем выше коррозионная стойкость.
Производство
Нержавеющая сталь — это очень полезный материал, используемый для производства широкого спектра продукции. Большая часть нержавеющей стали отправляется производителю, где она проходит дальнейшую формовку, термическую обработку, механическую обработку и сварку для формирования определенного продукта. Нержавеющая сталь часто используется для производства компонентов для автомобильной, судостроительной, авиационной и пищевой промышленности, а также многих других.
