Austenitická nehrdzavejúca oceľ vo vlastnostiach zvárania: proces zvárania elastický, plastické napätie a premenné napätia sú veľmi veľké, ale zriedka sa objavujú trhliny za studena. V zvarovom spoji nie je žiadna kaliaca zóna a hrubé zrno, takže pevnosť zvaru v ťahu je vysoká.
Hlavné problémy zvárania austenitickej nehrdzavejúcej ocele: veľká deformácia zvárania; Kvôli jeho charakteristikám na hranici zŕn a citlivosti na niektoré stopové nečistoty (S, P) je ľahké vytvárať horúce trhliny.
Päť problémov zvárania a opatrení na úpravu austenitickej nehrdzavejúcej ocele
01 Tvorba karbidu chrómu znižuje odolnosť zváraných spojov voči medzikryštalickej korózii
Medzikryštalická korózia: Podľa teórie chudobnej na chróm sa karbid chrómu vyzráža na hraniciach zŕn, keď sa zvar a zóna ovplyvnená teplom zahrejú na zónu senzibilizačnej teploty 450-850 stupňa C, čo vedie k hraniciam zŕn chudobným na chróm, ktoré nestačia na to, aby odolali stupňu korózie.
(1) Pre zvarovú medzikryštalickú koróziu a koróziu v citlivej teplotnej zóne na sieťke možno prijať tieto opatrenia na obmedzenie:
a. Znížte obsah uhlíka v základnom kove a zvarte a pridajte k základnému kovu stabilizačné prvky Ti, Nb a ďalšie prvky, aby sa prednostne vytvoril MC, aby sa zabránilo tvorbe Cr23C6.
b. Zvar je vytvarovaný do dvojfázovej štruktúry austenitu a malého množstva feritu. Keď je vo zvare určité množstvo feritu, možno zjemniť veľkosť zŕn, zväčšiť plochu zŕn a znížiť množstvo precipitácie karbidu chrómu na ploche jednotky na hranici zŕn.
Chróm má vysokú rozpustnosť vo ferite, Cr23C6 sa prednostne tvorí vo ferite a nevedie k nedostatku chrómu na hranici zŕn austenitu. Ferit, ktorý prechádza medzi austenitmi, zabraňuje šíreniu korózie dovnútra pozdĺž hraníc zŕn.
c. Kontrolujte čas zotrvania v rozsahu senzibilizovaných teplôt. Upravte tepelný cyklus zvárania, skráťte čas zdržania na 600 ~ 1000 stupňov čo najviac a vyberte metódu zvárania s vysokou hustotou energie (ako je plazmové argónové oblúkové zváranie).
Zvoľte menšiu energiu zváracej linky, argónový plyn na zadnej strane zvaru alebo medenú podložku, aby ste zvýšili rýchlosť chladenia zvarového spoja, znížili počet oblúkov a oblúkov, aby sa zabránilo opakovanému zahrievaniu, a kontaktnú plochu viacvrstvového zvárania s korozívne médium je zvarené pokiaľ je to možné.
d. Po zváraní, spracovaní v tuhom roztoku alebo stabilizačnom žíhaní (850 ~ 900 stupňov) po tepelnej konzervácii a ochladení vzduchom, aby sa karbid úplne vyzrážal a chróm sa urýchlila difúzia).
(2) Korózia zvarových spojov nožom, z tohto dôvodu je možné prijať tieto preventívne opatrenia:
V dôsledku silnej difúznej schopnosti uhlíka dôjde k jeho polarizácii na hranici zŕn a vzniku presýteného stavu počas procesu ochladzovania, zatiaľ čo Ti a Nb zostávajú v kryštáli v dôsledku nízkej difúznej schopnosti. Keď sa zvarový spoj znovu zahreje v rozsahu teplôt senzibilizácie, nasýtený uhlík sa medzi kryštálmi vyzráža vo forme Cr23C6.
a. Znížte obsah uhlíka. V prípade nehrdzavejúcej ocele obsahujúcej stabilizačné prvky by obsah uhlíka nemal prekročiť 0,06 percent .
b. Prijmite primeraný proces zvárania. Zvoľte si menšiu energiu zváracej linky, aby ste skrátili čas zotrvania prehriatej oblasti pri vysokej teplote a dávajte pozor, aby ste sa vyhli efektu „strednej teplotnej senzibilizácie“ počas procesu zvárania.
Pri obojstrannom zváraní by mal byť zvar v kontakte s korozívnym médiom nakoniec zvarený (to je dôvod, prečo sa vykonáva zváranie zvnútra a zvonku veľkopriemerovej hrubej steny), ak to nie je možné realizovať, zváranie špecifikácia a tvar zvaru by sa mali upraviť a prehriata oblasť v kontakte s korozívnym médiom by sa mala podľa možnosti znova senzibilizovať.
c. Tepelné spracovanie po zváraní. Tuhý roztok alebo stabilizácia po zváraní.
02 Korózne praskanie
Na zabránenie korózneho praskania pod napätím je možné prijať nasledujúce opatrenia:
a. Správny výber materiálov a primeraná úprava zloženia zvaru. Chrómniklová austenitická nehrdzavejúca oceľ s vysokou čistotou, chrómniklová austenitická nehrdzavejúca oceľ s vysokým obsahom kremíka, feriticko-austenitická nehrdzavejúca oceľ, feritická nehrdzavejúca oceľ s vysokým obsahom chrómu atď., Majú dobrú odolnosť proti korózii pod napätím a dobrú odolnosť proti korózii pod napätím pri zváraní je austenitovo-feritová duplexná oceľová konštrukcia.
b. Odstráňte alebo znížte zvyškový stres. Zvyškové povrchové napätie sa znižuje mechanickými metódami, ako je leštenie, otryskávanie a kladivo.
c. Rozumné konštrukčné riešenie. Aby ste sa vyhli veľkej koncentrácii stresu.
03 Trhlina pri zváraní (prasklina z kryštalizácie zvaru, trhlina z tepelne ovplyvnenej zóny skvapalnenia)
Citlivosť tepelných trhlín závisí najmä od chemického zloženia, štruktúry a vlastností materiálu. Z Ni sa ľahko tvorí zlúčenina s nízkou teplotou topenia alebo eutektikum s nečistotami, ako sú S a P, a segregácia bóru a kremíka podporí tvorbu horúcich trhlín.
Zvar ľahko vytvorí silnú smerovú hrubú stĺpcovú kryštálovú štruktúru, ktorá prispieva k segregácii škodlivých nečistôt a prvkov. Tak sa vytvorí súvislý medzikryštálový tekutý film a zvýši sa citlivosť tepelných trhlín. Ak zváranie nie je rovnomerne zahrievané, je ľahké vytvárať veľké ťahové napätie a podporovať vytváranie trhlín pri zváraní.
Preventívne opatrenia:
a. Prísne kontrolujte obsah škodlivých nečistôt S a P.
b. Upravte štruktúru zvarového kovu. Zvar má dobrú odolnosť proti praskaniu. Fáza δ vo zvare môže zjemniť zrno, eliminovať smerovosť jednofázového austenitu, znížiť segregáciu škodlivých nečistôt na hranici zŕn a fáza δ môže rozpustiť viac S a P, znížiť energiu rozhrania a organizovať tvorba intergranulárneho tekutého filmu.
c. Upravte zloženie zliatiny zvarového kovu. Citlivosť tepelných trhlín možno znížiť vhodným zvýšením obsahu Mn, C a N v jednofázovej austenitickej oceli a pridaním malého množstva stopových prvkov, ako je cér, železo, tantal (ktoré môžu zjemniť štruktúru zvaru a vyčistiť zrno). hranica).
d. Procesné opatrenia. Minimalizujte prehrievanie roztaveného bazéna, aby ste zabránili tvorbe hrubých stĺpcových kryštálov, a použite malú energiu vedenia a zvar s malým prierezom. Napríklad 25-20 austenitická oceľ je náchylná na trhliny pri skvapalňovaní. Prísnym obmedzením obsahu nečistôt a veľkosti zŕn základného materiálu je možné prijať metódu zvárania s vysokou hustotou energie, malú energiu vedenia a zlepšenie rýchlosti chladenia spoja.
04 Krehnutie zvarových spojov
Tepelne pevná oceľ by mala zabezpečiť plasticitu zváraných spojov, aby sa zabránilo krehnutiu pri vysokej teplote; Nízkoteplotná oceľ vyžaduje dobrú húževnatosť pri nízkych teplotách, aby sa zabránilo krehkému lomu zvarových spojov pri nízkych teplotách.
05 Veľká deformácia pri zváraní
V dôsledku nízkej tepelnej vodivosti a veľkého koeficientu rozťažnosti je deformácia zvárania veľká a prípravok sa môže použiť na zabránenie deformácii. Výber metód zvárania a materiálov na zváranie austenitickej nehrdzavejúcej ocele:
Austenitickú nehrdzavejúcu oceľ je možné zvárať oblúkovým zváraním volfrámu a argónu (TIG), oblúkovým zváraním roztaveným argónom (MIG), zváraním plazmovým argónom (PAW) a zváraním pod tavivom (SAW).
Zvárací prúd austenitickej nehrdzavejúcej ocele je vzhľadom na nízky bod topenia, malú tepelnú vodivosť a veľký odpor malý. Úzky zvar a úzky priechod zvaru by sa mali použiť na skrátenie času zotrvania pri vysokej teplote, zabránenie zrážaniu karbidov, zníženie napätia pri kontrakcii zvaru a zníženie citlivosti na tepelné trhliny.
Zloženie zváracieho materiálu, najmä prvky zliatiny Cr, Ni sú vyššie ako základný materiál. Zváracie materiály obsahujúce malé množstvo (4 ~ 12 percent) feritu sa používajú na zabezpečenie dobrej odolnosti zvaru proti praskaniu (praskanie za studena, praskanie za tepla, korózne praskanie pod napätím).
Ak vo zvare nie je povolená alebo nemožná existencia feritovej fázy, zvárací materiál by sa mal zvoliť s Mo, Mn a inými legovacími prvkami.
C, S, P, Si, Nb vo zvarovom materiáli by malo byť čo najnižšie, Nb v čistom austenitovom zvare spôsobí praskliny pri tuhnutí, ale malému množstvu feritu vo zvare sa dá účinne vyhnúť.
Zváracie konštrukcie, ktoré je potrebné po zváraní stabilizovať alebo odľahčiť, sú zvyčajne zvárané materiály s obsahom Nb. Zváranie pod tavivom sa používa na zváranie stredného plechu. Strata horenia Cr a Ni môže byť doplnená prechodom legujúcich prvkov v tavive a drôte.
Vzhľadom na veľkú hĺbku prieniku je potrebné venovať pozornosť tomu, aby sa zabránilo vzniku horúcich trhlín v strede zvaru a znížila sa korózna odolnosť tepelne ovplyvnenej zóny. Pozornosť by sa mala venovať výberu tenšieho drôtu a menšej energie zváracieho vedenia a drôt musí mať nízky obsah Si, S a P.
Obsah feritu v tepelne odolnom zvare z nehrdzavejúcej ocele by nemal byť väčší ako 5 percent. Pre austenitickú nehrdzavejúcu oceľ s obsahom Cr a Ni väčším ako 20 percent by sa mal zvoliť drôt s vysokým obsahom Mn (6-8 percent) a mal by sa zvoliť alkalický alebo neutrálny tok, aby sa zabránilo pridávaniu Si do zvaru na zlepšenie jeho praskania. odpor.
Špeciálne tavidlo pre austenitickú nehrdzavejúcu oceľ zvyšuje Si len veľmi málo, čo môže prechádzať zliatinou na zvar a kompenzovať stratu horenia legujúcich prvkov, aby sa splnili požiadavky na výkon zvaru a chemické zloženie.
