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Commercial Technology Manager - Europe
What’s the best hydrogen concentration for our nitrogen-hydrogen atmosphere for bright annealing of steels?
Bright annealing of steels requires conditions that are reducing to steel oxides. Traditionally, the Ellingham diagram has been used to predict the conditions that correspond to oxidation of pure metals or reduction of their oxides. This method can be used to predict the conditions that should be reducing to iron oxides and the oxides of the alloying elements added to steels, such as chromium when stainless steels are considered. This traditional approach is not precise because it only uses thermodynamic data for pure metals and their oxides—it ignores the fact that iron and alloying elements form a solid solution. In addition, you can only determine the approximate equilibrium partial pressure ratio of hydrogen and water vapor for oxidation of a specific metal at a particular temperature.
Alternatively, you can use more accurate and convenient diagrams for steels and other alloys, which are created with the help of modern databases and computer programs, such as FactSage™ (thermochemical software and database package developed jointly between Thermfact/CRCT and GTT-Technologies) or Thermo-Calc software. Using the oxidation-reduction curves, presented as dew point of pure hydrogen or nitrogen-hydrogen atmospheres versus temperature, you can quickly select the atmosphere for annealing steels without formation of oxides. The diagram in Figure 1 was calculated using FactSage. This diagram shows that oxidation-reduction curves for Fe-18%Cr and Fe-18%Cr-8%Ni systems representing stainless steels are higher than the corresponding Cr/Cr₂O₃ curves. For alloys (e.g. steels), you can achieve more precise calculations using thermodynamic data from both the pure substances (i.e. pure metals and oxides) and solutions databases. Such diagrams can be produced specifically for the steels of interest and variety of atmosphere compositions.
These methods can help you troubleshoot and optimize your annealing operation by balancing hydrogen usage versus product quality.
Oxidation-reduction curves for pure chromium, Fe-18%Cr and Fe-18%Cr-8%Ni for the total pressure of 1 atm with a hydrogen partial pressure of 0.05 atm, corresponding N₂-5% H₂. (This diagram has been produced using thermodynamic data for solutions in addition to the data for pure elements and their oxides.)
Figure 1:
Existe-t-il un moyen de recuire et de passiver le tube en acier inoxydable de la série 300 et de le conserver brillant ?
La formation d'un film d'oxyde est fonction du rapport de pression partielle hydrogène / eau, de la température et du temps, qui peuvent tout changer de manière significative à la sortie du four. Un point de rosée élevé dû à une entrée d'air réagissant avec l'hydrogène, combiné à une température réduite, entraînera une oxydation si la durée dans la zone de sortie est suffisamment longue. En outre, la surface interne du tube peut refroidir plus lentement que la surface externe, provoquant une oxydation incohérente. Les contre-mesures incluent l'augmentation de la vitesse de déplacement du tube, l'augmentation du débit d'hydrogène sur toutes les surfaces du tube et l'application d'un rideau d'azote à la sortie pour diluer l'entrée d'air et favoriser le refroidissement. Des considérations technologiques, de sécurité et de coût sont associées à chaque contre-mesure.
Les gaz d’Air Products, généralement livrés sous forme gazeuse ou liquide, permettent, aux clients d’un large éventail de secteurs, d’améliorer à la fois leurs performances environnementales, la qualité de leurs produits et leur productivité.
Compressed argon gas and liquid argon in a variety of purities and in various modes of supply around the world thanks to our network of storage and transfill facilities.
Gaz inerte pour applications cryogéniques, de transfert thermique, de protection, de détection de fuites, d’analyse et de levage
Réputé pour ses propriétés réactives et protectrices, et utilisé par de nombreux secteurs tels que l'électronique, l'agroalimentaire, le verre, les produits chimiques, le raffinage et plus encore, il peut bénéficier de ses propriétés uniques pour améliorer la qualité, optimiser les performances et réduire les coûts.
Utile comme gaz, pour ses propriétés inertes, et comme liquide pour le refroidissement et la surgélation. Pratiquement n'importe quelle industrie peut tirer parti de ses propriétés uniques pour améliorer les rendements, optimiser les performances et rendre les opérations plus sûres.