Östenitik paslanmaz çeliğin kaynak özellikleri: Kaynak işleminde elastik, plastik gerilme ve gerilme değişkenleri çok büyüktür, ancak soğuk çatlaklar nadiren görülür. Kaynaklı bağlantıda sertleşme bölgesi ve kaba tane bulunmadığından kaynağın çekme mukavemeti yüksektir.
Östenitik paslanmaz çelik kaynağının ana sorunları: büyük kaynak deformasyonu; Tane sınırı özellikleri ve bazı eser safsızlıklara (S, P) karşı duyarlılığı nedeniyle sıcak çatlakların üretilmesi kolaydır.
Östenitik paslanmaz çeliğin beş kaynak problemi ve iyileştirme önlemleri
01 Krom karbür oluşumu kaynaklı bağlantıların tanecikler arası korozyon direncini azaltır
Taneler arası korozyon: Krom açısından fakir teoriye göre, kaynak ve ısıdan etkilenen bölge 450-850 C derecelik hassaslaşma sıcaklığı bölgesine ısıtıldığında krom karbür tane sınırlarında çökelir ve bu da krom açısından fakir tane sınırlarına neden olur. korozyon derecesine dayanmak için yeterli değildir.
(1) Kaynak tanecikleri arası korozyonu ve ağ üzerindeki hassas sıcaklık bölgesindeki korozyonu sınırlamak için aşağıdaki önlemler alınabilir:
A. Ana metalin ve kaynağın karbon içeriğini azaltın ve Cr23C6 oluşumunu önlemek amacıyla tercihen MC oluşturmak için ana metale stabilize edici elementler Ti, Nb ve diğer elementleri ekleyin.
B. Kaynak, östenit ve az miktarda ferritten oluşan iki fazlı bir yapı halinde oluşturulur. Kaynakta belli miktarda ferrit bulunduğunda tane boyutu inceltilebilir, tane alanı arttırılabilir ve tane sınırı birim alanındaki krom karbür çökelmesi miktarı azaltılabilir.
Krom, ferritte yüksek çözünürlüğe sahiptir, Cr23C6 tercihen ferritte oluşur ve ostenit tane sınırında krom eksikliğine yol açmaz. Östenitler arasında dolaşan ferrit, korozyonun tane sınırları boyunca içeriye doğru yayılmasını önler.
C. Hassaslaştırılmış sıcaklık aralığında kalma süresini kontrol edin. Kaynak termal döngüsünü ayarlayın, kalış süresini mümkün olduğunca 600 ~ 1000 derece kısaltın ve yüksek enerji yoğunluğuna sahip bir kaynak yöntemi seçin (plazma argon ark kaynağı gibi).
Kaynaklı bağlantının soğutma hızını artırmak, tekrarlanan ısıtmayı önlemek için ark ve ark sayısını azaltmak ve çok katmanlı kaynağın temas yüzeyini azaltmak için daha küçük kaynak hattı enerjisi, kaynağın arkasındaki argon gazı veya bakır ped seçin. korozif ortam mümkün olduğunca kaynak yapılır.
D. Kaynaktan sonra, ısı koruma ve hava soğutmasından sonra katı çözelti muamelesi veya stabilizasyon tavlaması (850 ~ 900 derece), böylece karbür tamamen çökelir ve krom difüzyonu hızlandırır).
(2) Kaynaklı bağlantıların bıçak korozyonuna uğraması nedeniyle aşağıdaki önleyici tedbirler alınabilir:
Karbonun güçlü difüzyon yeteneğinden dolayı soğutma işlemi sırasında tanecik sınırında polarize olacak ve aşırı doymuş bir durum oluşturacak, Ti ve Nb ise düşük difüzyon yeteneği nedeniyle kristalde kalacaktır. Kaynaklı bağlantı hassaslaştırma sıcaklığı aralığında yeniden ısıtıldığında, doymuş karbon kristaller arasında Cr23C6 formunda çökecektir.
A. Karbon içeriğini azaltın. Stabilizasyon elemanları içeren paslanmaz çelik için karbon içeriği yüzde 0,06'yı aşmamalıdır.
B. Makul kaynak sürecini benimseyin. Aşırı ısınan alanın yüksek sıcaklıkta kalma süresini azaltmak için daha küçük bir kaynak hattı enerjisi seçin ve kaynak işlemi sırasında "orta sıcaklık hassasiyeti" etkisini önlemeye dikkat edin.
Her iki tarafta kaynak yapılırken korozif ortamla temas eden kaynağın son olarak kaynak yapılması gerekir (bu nedenle geniş çaplı kalın duvar kaynağının iç ve dış kaynağı yapılır), uygulanamıyorsa kaynak yapılır. Şartname ve kaynak şekli ayarlanmalı, korozif ortamla temas eden aşırı ısınmış bölge mümkün olduğunca yeniden hassaslaştırılmalıdır.
C. Kaynak sonrası ısıl işlem. Kaynak sonrası katı çözelti veya stabilizasyon.
02 Gerilmeli korozyon çatlaması
Gerilim korozyonu çatlamasını önlemek için aşağıdaki önlemler alınabilir:
A. Doğru malzeme seçimi ve kaynak bileşiminin makul şekilde ayarlanması. Yüksek saflıkta krom-nikel östenitik paslanmaz çelik, yüksek silikonlu krom-nikel östenitik paslanmaz çelik, ferritik-östenitik paslanmaz çelik, yüksek kromlu ferritik paslanmaz çelik vb., stres korozyonuna karşı iyi bir dirence sahiptir ve kaynak metali kullanıldığında stres korozyonuna karşı iyi bir dirence sahiptir. östenit-ferrit dubleks çelik yapıdır.
B. Artık stresi ortadan kaldırın veya azaltın. Artık yüzey gerilimi cilalama, kumlama ve çekiçleme gibi mekanik yöntemlerle azaltılır.
C. Makul yapısal tasarım. Büyük stres konsantrasyonunu önlemek için.
03 Kaynak sıcak çatlağı (kaynak kristalizasyon çatlağı, ısıdan etkilenen bölge sıvılaşma çatlağı)
Termal çatlak hassasiyeti temel olarak malzemenin kimyasal bileşimine, yapısına ve özelliklerine bağlıdır. Ni'nin, S ve P gibi yabancı maddelerle düşük erime noktalı bir bileşik veya ötektik oluşturması kolaydır ve bor ve silikonun ayrılması, sıcak çatlakların üretimini teşvik edecektir.
Kaynağın, zararlı yabancı maddelerin ve elementlerin ayrılmasına yardımcı olan, güçlü, yönlü, kaba sütunlu bir kristal yapı oluşturması kolaydır. Böylece sürekli taneler arası bir sıvı film oluşturularak termal çatlama hassasiyeti arttırılır. Kaynak eşit şekilde ısıtılmazsa, büyük bir çekme gerilimi oluşturmak ve kaynakta sıcak çatlakların oluşmasını teşvik etmek kolaydır.
Önleyici tedbirler:
A. Zararlı safsızlıklar S ve P'nin içeriğini kesinlikle kontrol edin.
B. Kaynak metalinin yapısını ayarlayın. Kaynağın çatlama direnci iyidir. Kaynaktaki δ fazı taneyi inceltebilir, tek fazlı ostenitin yönlendiriciliğini ortadan kaldırabilir, tane sınırındaki zararlı yabancı maddelerin ayrılmasını azaltabilir ve δ fazı daha fazla S ve P'yi çözebilir, arayüz enerjisini azaltabilir ve taneler arası sıvı filmin oluşumu.
C. Kaynak metali alaşım bileşimini ayarlayın. Tek fazlı östenitik çelikte Mn, C ve N içeriğinin uygun şekilde arttırılması ve seryum, demir, tantal gibi (kaynak yapısını iyileştirebilen ve taneyi saflaştırabilen) az miktarda eser elementlerin eklenmesiyle termal çatlak hassasiyeti azaltılabilir. sınır).
D. Süreç önlemleri. Kalın sütunlu kristallerin oluşumunu önlemek için erimiş havuzun aşırı ısınmasını en aza indirin ve küçük hat enerjisini ve küçük kesitli kaynağı benimseyin. Örneğin, 25-20 östenitik çelik sıvılaşma çatlaklarına eğilimlidir. Ana malzemenin safsızlık içeriğini ve tane boyutunu sıkı bir şekilde sınırlayarak, yüksek enerji yoğunluğuna sahip kaynak yöntemi, küçük hat enerjisi ve bağlantının soğuma hızının iyileştirilmesi benimsenebilir.
04 Kaynaklı bağlantıların gevrekleşmesi
Termal dayanımlı çelik, yüksek sıcaklıkta kırılganlaşmayı önlemek için kaynaklı bağlantıların plastisitesini sağlamalıdır; Düşük sıcaklık çeliği, kaynaklı bağlantıların düşük sıcaklıkta kırılgan kırılmasını önlemek için düşük sıcaklıkta iyi tokluk gerektirir.
05 Büyük kaynak deformasyonu
Düşük ısı iletkenliği ve geniş genleşme katsayısı nedeniyle kaynak deformasyonu büyüktür ve deformasyonu önlemek için fikstür kullanılabilir. Östenitik paslanmaz çelik için kaynak yöntemleri ve kaynak malzemelerinin seçimi:
Östenitik paslanmaz çelik, tungsten argon arkı kaynağı (TIG), erimiş argon arkı kaynağı (MIG), plazma argon arkı kaynağı (PAW) ve tozaltı ark kaynağı (SAW) ile kaynak yapılabilir.
Düşük erime noktası, küçük ısı iletkenliği ve büyük direnç nedeniyle östenitik paslanmaz çeliğin kaynak akımı küçüktür. Yüksek sıcaklıkta kalma süresini azaltmak, karbür çökelmesini önlemek, kaynak büzülme gerilimini azaltmak ve termal çatlak hassasiyetini azaltmak için dar kaynak ve dar kaynak geçişi kullanılmalıdır.
Kaynak malzemesi bileşimi özellikle Cr, Ni alaşım elementleri ana malzemeye göre daha yüksektir. Kaynağın iyi çatlama direncini (soğuk çatlama, sıcak çatlama, gerilimli korozyon çatlaması) sağlamak için az miktarda (yüzde 4 ~ 12) ferrit içeren kaynak malzemeleri kullanılır.
Kaynakta ferrit fazının bulunmasına izin verilmediği veya mümkün olmadığı durumlarda kaynak malzemesi Mo, Mn ve diğer alaşım elementlerinden seçilmelidir.
Kaynak malzemesindeki C, S, P, Si, Nb mümkün olduğu kadar düşük olmalıdır, saf ostenit kaynağındaki Nb katılaşma çatlaklarına neden olur, ancak kaynaktaki az miktardaki ferrit etkili bir şekilde önlenebilir.
Kaynak sonrası stabilize edilmesi veya geriliminin hafifletilmesi gereken kaynak yapıları genellikle Nb içeren kaynaklı malzemelerdir. Tozaltı ark kaynağı, orta levhayı kaynaklamak için kullanılır. Cr ve Ni'nin yanma kaybı, akı ve teldeki alaşım elementlerinin geçişi ile desteklenebilir.
Penetrasyon derinliğinin büyük olması nedeniyle kaynağın merkezinde sıcak çatlak oluşumunun önlenmesine ve ısıdan etkilenen bölgenin korozyon direncinin azaltılmasına dikkat edilmelidir. Daha ince tel ve daha küçük kaynak hattı enerjisi seçimine dikkat edilmeli, telin Si, S ve P'si düşük olmalıdır.
Isıya dayanıklı paslanmaz çelik kaynağındaki ferrit içeriği yüzde 5'ten fazla olmamalıdır. Cr ve Ni içeriği yüzde 20'den fazla olan östenitik paslanmaz çelik için, yüksek Mn (yüzde 6-8) tel seçilmeli ve çatlamayı iyileştirmek için kaynağa Si eklenmesini önlemek için alkalin veya nötr fluks seçilmelidir. rezistans.
Östenitik paslanmaz çelik için özel akı, Si'yi çok az arttırır; bu, alaşımı kaynağa aktarabilir ve kaynak performansı ve kimyasal bileşim gereksinimlerini karşılamak için alaşım elementlerinin yanma kaybını telafi edebilir.
