Austenīta nerūsējošā tērauda metināšanas īpašības: elastīgā un plastiskā spriedzes un deformācijas apjoms metināšanas laikā ir liels, bet aukstās plaisas rodas reti. Metinātajā savienojumā nav rūdīšanas zonas un graudu rupjības, tāpēc metinātā savienojuma stiepes izturība ir augsta.
Galvenās austenīta nerūsējošā tērauda metināšanas problēmas: metināšanas deformācija ir liela; graudu robežu īpašību un jutīguma pret noteiktiem piemaisījumiem (S, P) dēļ ir viegli izveidot karstas plaisas.
Piecas galvenās austenīta nerūsējošā tērauda metināšanas problēmas un to risinājumi
01Hroma karbīda veidošanās samazina metināto savienojumu izturību pret starpkristālu koroziju.
Starpgranulu korozija: saskaņā ar vāja hroma teoriju, kad metinājuma šuve un karstuma ietekmētā zona tiek uzkarsēta līdz 450-850 grādu sensibilizācijas temperatūras zonai, hroma karbīds nogulsnēs uz graudu robežas, kā rezultātā graudu robeža būs vāja. hroms, kas nav pietiekami, lai izturētu koroziju.
(1) Metināšanas šuves starpkristālu korozijai un mērķa materiāla jutīgās temperatūras zonas korozijai var izmantot šādus pasākumus, lai ierobežotu:
a. Samaziniet oglekļa saturu parastajā metālā un metinātajā šuvē un pievienojiet parastajam metālam stabilizējošus elementus Ti, Nb un citus elementus, lai labāk veidotu MC, lai izvairītos no Cr23C6 veidošanās.
b. Izveidojiet metinājuma šuvi no austenīta un neliela daudzuma ferīta divfāžu struktūras. Ja metinātajā šuvē ir noteikts ferīta daudzums, var rafinēt graudus, palielināt graudu laukumu un samazināt hroma karbīda nokrišņu daudzumu uz graudu robežas laukuma vienību. Hromam ir liela šķīdība ferītā, un Cr23C6 vislabāk veidojas ferītā, neizraisot austenīta graudu robežas samazināšanos hromā; ferīts, kas izkaisīts starp austenītu, var novērst koroziju gar graudu robežu līdz iekšējai difūzijai.
c. Kontrolējiet uzturēšanās laiku sensibilizācijas temperatūras diapazonā. Pielāgojiet metināšanas termisko ciklu, lai pēc iespējas saīsinātu uzturēšanās laiku pie 600-1000 grādiem, izvēlieties metināšanas metodi ar augstu enerģijas blīvumu (piemēram, plazmas argona loka metināšanu), izvēlieties mazāku metināšanas līnijas enerģiju un izlaidiet argona gāzi. metināšanas šuves aizmugurē vai izmantojiet vara paliktni. Palieliniet metinātā savienojuma dzesēšanas ātrumu, samaziniet loka un loka veidošanās skaitu, lai izvairītos no atkārtotas uzkaršanas, un uzklājiet pēdējo metināšanu uz saskares virsmas ar korozīvo vidi daudzslāņu metināšanas laikā. .
d. Pēc metināšanas veiciet šķīduma apstrādi vai stabilizējošu atkvēlināšanu (850-900 grādu) un gaisa dzesēšanu pēc siltuma saglabāšanas, lai karbīdus varētu pilnībā nogulsnēt un paātrināt hroma difūziju).
(2) Metināto savienojumu nazim līdzīga korozija, tādēļ var veikt šādus profilakses pasākumus:
Oglekļa spēcīgās difūzijas dēļ tas atdalīsies pie graudu robežas, veidojot pārsātinātu stāvokli dzesēšanas procesā, savukārt Ti un Nb paliek kristālā to zemās difūzijas dēļ. Kad metinātais savienojums tiek atkal uzkarsēts sensibilizācijas temperatūras diapazonā, pārsātinātais ogleklis izgulsnēs starpgranulārā Cr23C6 formā.
a. Samaziniet oglekļa saturu. Nerūsējošajam tēraudam, kas satur stabilizējošus elementus, oglekļa saturs nedrīkst pārsniegt 0,06%.
b. Izmantojiet saprātīgu metināšanas procesu. Izvēlieties mazāku metināšanas līnijas enerģiju, lai samazinātu pārkarsētās zonas uzturēšanās laiku augstā temperatūrā, un pievērsiet uzmanību tam, lai metināšanas procesā izvairītos no "vidējas temperatūras sensibilizācijas". Veicot abpusēju metināšanu, metināšanas šuve, kas saskaras ar korozīvo vidi, ir jāmetina pēdējā (šī iemesla dēļ liela diametra biezsienu metinātās caurules iekšējo metināšanu veic pēc ārējās metināšanas). Pārkarsēto zonu, kas saskaras ar korozīvo vidi, atkal silda sensibilizācija.
c. Termiskā apstrāde pēc metināšanas. Šķīduma vai stabilizācijas apstrāde tiek veikta pēc metināšanas.
02. Sprieguma korozijas plaisāšana
Lai novērstu sprieguma korozijas plaisāšanu, var veikt šādus pasākumus:
a. Pareiza materiālu izvēle un saprātīga metinājuma sastāva pielāgošana. Augstas tīrības pakāpes hroma-niķeļa austenīta nerūsējošais tērauds, augsta silīcija hroma-niķeļa austenīta nerūsējošais tērauds, ferīta-austenīta nerūsējošais tērauds, augsta hroma ferīta nerūsējošais tērauds utt. ir laba spriedzes izturība pret koroziju, un metinātais metāls ir austenīta nerūsējošais tērauds. Izturība pret koroziju ir laba, ja divfāzu tērauda struktūra ir ferīta un ferīta.
b. Novērst vai samazināt atlikušo stresu. Tiek veikta pēcmetināšanas spriedzes samazināšanas termiskā apstrāde, un, lai samazinātu virsmas atlikušo spriegumu, tiek izmantotas tādas mehāniskas metodes kā pulēšana, skrotis un kalšana.
c. Saprātīgs konstrukcijas dizains. lai izvairītos no lielas stresa koncentrācijas.
03Metināšanas karstās plaisas (metināšanas kristalizācijas plaisas, siltuma ietekmētās zonas sašķidrināšanas plaisas)
Termiskā plaisu jutība galvenokārt ir atkarīga no materiāla ķīmiskā sastāva, struktūras un īpašībām. Ni viegli veido savienojumus ar zemu kušanas temperatūru vai eitektiku ar piemaisījumiem, piemēram, S un P, un bora un silīcija segregācija izraisīs termisku plaisāšanu. Metināšanai ir viegli izveidot rupju kolonnu graudu struktūru ar spēcīgu virzienu, kas veicina kaitīgo piemaisījumu un elementu segregāciju. Tādējādi veicinot nepārtrauktas starpkristāliskas šķidruma plēves veidošanos un uzlabojot termiskās plaisāšanas jutīgumu. Ja metināšana tiek uzkarsēta nevienmērīgi, ir viegli izveidot lielu stiepes spriegumu un veicināt metināšanas karsto plaisu veidošanos.
Preventīvie pasākumi:
a. Stingri kontrolējiet kaitīgo piemaisījumu S un P saturu.
b. Pielāgojiet metinātā metāla tekstūru. Divfāzu struktūras metinājumam ir laba plaisu izturība. Delta fāze metinātajā šuvē var uzlabot graudus, novērst vienfāzes austenīta virzienu, samazināt kaitīgo piemaisījumu segregāciju uz graudu robežas, un delta fāze var izšķīdināt vairāk S, P un var samazināt saskarnes enerģiju un organizēt. starpkristāliskas šķidruma plēves veidošanās.
c. Noregulējiet metināto metālu sakausējuma sastāvu. Atbilstoši palieliniet Mn, C un N saturu vienfāzes austenīta tēraudā un pievienojiet nelielu daudzumu mikroelementu, piemēram, cēriju, pikaksu un tantalu (kas var uzlabot metinājuma struktūru un attīrīt graudu robežas), lai samazinātu karstās plaisas. jutīgums.
d. procesa pasākumi. Samaziniet izkausētā baseina pārkaršanu, lai novērstu rupju kolonnu kristālu veidošanos, un izmantojiet mazu līniju enerģiju un mazu šķērsgriezuma metināšanas lodītes.
Piemēram, 25-20 tipa austenīta tēraudiem ir tendence uz sašķidrināšanas plaisām. Stingri ierobežojot parastā metāla piemaisījumu saturu un graudu izmēru, izmantojot augsta enerģijas blīvuma metināšanas metodes, mazas līnijas enerģiju un palielinot savienojumu dzesēšanas ātrumu un citus pasākumus.
04Metināto savienojumu trausls
Karsti izturīgajam tēraudam jānodrošina metinātā savienojuma plastiskums un jānovērš trauslums augstā temperatūrā; zemas temperatūras tēraudam ir jābūt labam zemas temperatūras izturībai, lai novērstu metinātā savienojuma trauslumu zemā temperatūrā.
05Metināšanas deformācija ir liela
Zemās siltumvadītspējas un lielā izplešanās koeficienta dēļ metināšanas deformācija ir liela, un deformācijas novēršanai var izmantot armatūru. Metināšanas metodes un metināšanas materiālu izvēle austenīta nerūsējošajiem tēraudiem:
Austenīta nerūsējošo tēraudu var metināt ar argona volframa loka metināšanu (TIG), kausēšanas elektrodu argona loka metināšanu (MIG), plazmas argona loka metināšanu (PAW) un zemūdens loka metināšanu (SAW). Austenīta nerūsējošajam tēraudam ir zema metināšanas strāva, jo tam ir zems kušanas punkts, zema siltumvadītspēja un augsta pretestība. Šauras metinājuma šuves un lodītes jāizmanto, lai samazinātu uzturēšanās laiku augstā temperatūrā, novērstu karbīda nogulsnēšanos, samazinātu metināšanas saraušanās spriegumu un samazinātu termisko plaisu jutību.
Metināšanas palīgmateriālu, īpaši Cr un Ni sakausējuma elementu, sastāvs ir augstāks nekā parastajam metālam. Metināšanas palīgmateriāli, kas satur nelielu daudzumu (4-12%) ferīta, tiek izmantoti, lai nodrošinātu labu metinājuma šuves izturību pret plaisāšanu (aukstās plaisāšanas, karstās plaisāšanas, sprieguma korozijas plaisāšanas). Ja ferīta fāze metinātajā šuvē nav atļauta vai nav iespējama, jāizvēlas metināšanas palīgmateriāli, kas satur Mo, Mn un citus leģējošus elementus.
C, S, P, Si un Nb metināšanas palīgmateriālos ir jābūt pēc iespējas zemākam. Nb radīs sacietēšanas plaisas tīra austenīta metinātajās šuvēs, taču var efektīvi izvairīties no neliela daudzuma ferīta šuvēs. Metinātām konstrukcijām, kuras pēc metināšanas ir jāstabilizē vai jānoņem spriegums, parasti izvēlas Nb saturošus metināšanas materiālus. Vidējo plākšņu metināšanai tiek izmantota zemūdens loka metināšana, un Cr un Ni degšanas zudumus var papildināt ar sakausējuma elementu pāreju plūsmā un metināšanas stieplē; lielā iespiešanās dziļuma dēļ jāraugās, lai metinātās šuves centrā neveidotos karstas plaisas un karstuma skartās zonas izturība pret koroziju. Seksuālā samazināšana. Jāpievērš uzmanība plānākas metināšanas stieples un mazākas metināšanas līnijas enerģijas izvēlei, un metināšanas stieplei jābūt zemam Si, S un P saturam. Ferīta saturs karstumizturīgā nerūsējošā tērauda metinātajā šuvē nedrīkst pārsniegt 5%. Austenīta nerūsējošajam tēraudam, kura Cr un Ni saturs pārsniedz 20%, jāizmanto metināšanas stieple ar augstu Mn (6-8%), un kā plūsma jāizmanto sārmaina vai neitrāla plūsma, lai novērstu Si pievienošanu metinājumam. un uzlabo tā izturību pret plaisām. Austenīta nerūsējošā tērauda īpašajai plūsmai ir ļoti maz Si pievienošanas, kas var pārnest sakausējumu uz metinājumu, lai kompensētu sakausējuma elementu degšanas zudumus, lai atbilstu metināšanas veiktspējas un ķīmiskā sastāva prasībām.
