Jak dlouho po ošetření roztokem lze obrábět šrouby horkých vtoků?

U běžných šroubů horkého vtoku z austenitické nerezové oceli 304 a 316 je standardním postupem ošetření v roztoku zahřátí obrobku na 1050-1100 stupňů a držení po dobu 30-60 minut a poté zchlazení a ochlazení rychlým ponořením do vody o pokojové teplotě. U tohoto druhu austenitické nerezavějící oceli k martenzitické přeměně nedojde po rozpouštění. Během ochlazování se vytváří pouze stejnoměrná a stabilní přesycená jednofázová austenitická struktura, bez velkého množství akumulace zbytkového napětí způsobeného kalící fázovou transformací. Po vyjmutí obrobku z kalící lázně a jeho úplném ochlazení na pokojovou teplotu po dobu 15-30 minut lze následné dokončování závitu, leštění povrchu, srážení hran a odstraňování otřepů přímo provozovat bez další doby stárnutí. Obrábění v této fázi nezničí vytvořenou stabilní austenitickou strukturu a nezavede zpětnou deformaci po obrábění. Po obrobení lze přesnost závitu stabilně kontrolovat na stupni 6H, což zcela vyhovuje požadavkům na instalaci a montáž horkého vtoku. V případě hromadné výroby mohou některé společnosti také prodloužit dobu přirozeného klidu na 12 hodin po ochlazení roztoku, aby se dále snížilo nepatrné zbytkové napětí po kalení před zahájením dalšího postupu. Tato čekací doba není nutná. Jde pouze o to, aby se zajistilo úplné uvolnění vnitřních pnutí obrobku, aby se zabránilo extrémně malým rozměrovým odchylkám při budoucím přesném obrábění závitů. U šroubů s horkým vtokem s normálními požadavky na přesnost lze tento krok zcela vynechat a obrábění lze přistoupit přímo po ochlazení.

Avšak u šroubů s horkým vtokem z vysokoteplotních slitin, jako je Inconel 718, používaných v aplikacích s vysokým zatížením, nelze obrábění provést ihned po ošetření roztokem. Precipitace stárnutím je základním zpevňovacím mechanismem těchto slitin. Po ošetření roztokem by mělo být ošetření stárnutím provedeno při 720 stupních po dobu 8 hodin, poté ochlazeno na 620 stupňů rychlostí 50 stupňů/h a udržováno při této teplotě po dobu 8 hodin. Další obrábění lze zahájit až po dokončení celého procesu stárnutí a ochlazení na pokojovou teplotu. Přímé zahájení obrábění bez stárnutí má za následek malé rozměrové deformace způsobené zpevňovacími fázemi vzniklými během následného procesu stárnutí. To přímo ovlivňuje přesnost závitu a činí šroub nepoužitelným pro požadavky na přesnou instalaci systémů horkých vtoků.

Je také důležité pamatovat na to, že obrábění by nikdy nemělo být po zpracování roztokem nuceno na ještě horký obrobek. Materiál je v současné době ve velmi tvárném stavu a při obrábění bude vznikat velké pnutí při zpracování. Později, za podmínek dlouhodobého chodu více než 200 stupňů v horkém vtoku, se tato napětí pomalu uvolní a způsobí mírnou deformaci šroubů, což nakonec povede k uvolnění montážního momentu nebo možná odtržení a zlomení. Časové body zpracování materiálu by měly být přísně dodržovány, aby plně vyhovovaly specifikacím šroubů horkých vtoků v konečném provedení a byly přijatelné pro dlouhodobý vysokoteplotní provoz.