Az ausztenites rozsdamentes acél hegesztési jellemzői: a hegesztés során fellépő rugalmas és képlékeny feszültségek, alakváltozások nagyok, de hidegrepedések ritkán fordulnak elő. A hegesztett kötésben nincs kikeményedési zóna és szemcsedurvulás, így a hegesztett kötés szakítószilárdsága nagy.
Az ausztenites rozsdamentes acél hegesztésének fő problémái: a hegesztési deformáció nagy; szemcsehatár-jellemzői és bizonyos nyomszennyeződésekre (S, P) való érzékenysége miatt könnyű forró repedéseket létrehozni.
Az ausztenites rozsdamentes acél öt fő hegesztési problémája és megoldásaik
No1.A króm-karbid képződése csökkenti a hegesztett kötések szemcseközi korrózióval szembeni ellenállását.
Szemcseközi korrózió: A gyenge króm elmélete szerint, ha a hegesztési varrat és a hőhatás zóna a 450-850 fokos érzékenyítési hőmérsékleti zónára melegszik, króm-karbid válik ki a szemcsehatáron, aminek következtében a szemcsehatár gyenge lesz. króm, ami nem elég a korrózióállósághoz.
(1) A hegesztési varrat szemcseközi korróziója és a célanyagon az érzékeny hőmérsékleti zóna korróziója esetén a következő intézkedések alkalmazhatók a korlátozásra:
a. Csökkentse az alapfém és a hegesztési varrat széntartalmát, és adjon az alapfémhez Ti, Nb és egyéb stabilizáló elemeket, hogy előnyösen MC-t képezzen a Cr23C6 képződés elkerülése érdekében.
b. A varrat ausztenitből és kis mennyiségű ferritből kétfázisú szerkezetet alkot. Ha bizonyos mennyiségű ferrit van a varratban, akkor a szemcsék finomíthatók, a szemcsék területe növelhető, és a szemcsehatár egységnyi területére eső króm-karbid csapadék mennyisége csökkenthető.
A króm nagymértékben oldódik ferritben, a Cr23C6 pedig előnyösen ferritben képződik anélkül, hogy az ausztenit szemcsehatár krómban való kimerülését okozná; az ausztenit között szórt ferrit megakadályozhatja a korróziót a szemcsehatár mentén a belső diffúzióig.
c. Szabályozza a tartózkodási időt az érzékenyítési hőmérséklet-tartományban. Állítsa be a hegesztési hőciklust úgy, hogy a tartózkodási idő 600-1000 fokon a lehető legrövidebb legyen, és válasszon egy nagy energiasűrűségű hegesztési módszert (például plazma argon ívhegesztés),
Válasszon kisebb hegesztési vezetékenergiát, engedjen argongázt a hegesztési varrat hátuljára, vagy használjon rézpárnát a hegesztett kötés hűtési sebességének növelésére, csökkentse az ívindítások és ívvégződések számát, hogy elkerülje az ismételt felmelegedést, és az érintkezési felületet a korrozív közeg a többrétegű hegesztés során a lehető legnagyobb mértékben. Hegesztés stb.
d. A hegesztés után végezzen oldatos kezelést vagy stabilizáló izzítást (850-900 fok) és hőtartósítás után léghűtést, hogy a karbidok teljesen kicsapódhassanak és a króm diffúziója felgyorsulhasson.
(2) A hegesztett kötések késszerű korróziója, ezért a következő megelőző intézkedések tehetők:
A szén erős diffúziós képessége miatt a szemcsehatáron szétvál, és a hűtés során túltelített állapotba kerül, míg a Ti és az Nb alacsony diffúziós képességük miatt a kristályban marad. Amikor a hegesztett kötést az érzékenyítési hőmérsékleti tartományban ismét felmelegítjük, a túltelített szén Cr23C6 formájában kicsapódik a szemcseközi rétegben.
a. Csökkentse a széntartalmat. Stabilizáló elemeket tartalmazó rozsdamentes acél esetében a széntartalom nem haladhatja meg a 0,06%-ot.
b. Használjon ésszerű hegesztési eljárást. Válasszon kisebb hegesztési vezetékenergiát, hogy csökkentse a túlmelegedett terület magas hőmérsékleten való tartózkodási idejét, és ügyeljen arra, hogy a hegesztési folyamat során elkerülje a "közepes hőmérsékletű érzékenyítés" hatását.
Kétoldalas hegesztésnél a korrozív közeggel érintkező hegesztési varrat utoljára hegesztendő (ez az oka annak, hogy a nagy átmérőjű vastagfalú hegesztett cső belső hegesztése a külső hegesztés után történik). A korrozív közeggel érintkező túlhevült terület ismét érzékenyítéssel felmelegszik.
c. Hegesztés utáni hőkezelés. Az oldatos vagy stabilizáló kezelést hegesztés után végezzük.
No 2, feszültségkorróziós repedés
A feszültségkorróziós repedések elkerülése érdekében a következő intézkedéseket lehet tenni:
a. Az anyagok helyes kiválasztása és a hegesztési varrat összetételének ésszerű beállítása. A nagy tisztaságú króm-nikkel ausztenites rozsdamentes acél, a nagy szilíciumtartalmú króm-nikkel ausztenites rozsdamentes acél, a ferrites-ausztenites rozsdamentes acél, a magas krómtartalmú ferrites rozsdamentes acél stb. jó feszültség-korrózióállósággal rendelkezik, a hegesztési fém pedig ausztenites rozsdamentes acél. A feszültség-korrózióállóság akkor jó, ha a kétfázisú acél szerkezete ferrites és ferrites.
b. A maradék stressz megszüntetése vagy csökkentése. Hegesztés utáni feszültségmentesítő hőkezelést végeznek, és mechanikai módszereket, például polírozást, sörétezést és kalapácsolást alkalmaznak a felületi maradékfeszültség csökkentésére.
c. Ésszerű szerkezeti tervezés. hogy elkerüljük a nagy stresszkoncentrációkat.
No3. Forró repedések hegesztése (hegesztési kristályosodási repedések, hőhatású zóna cseppfolyósítási repedései)
A termikus repedésérzékenység elsősorban az anyag kémiai összetételétől, szerkezetétől és tulajdonságaitól függ. A Ni könnyen képez alacsony olvadáspontú vegyületeket vagy eutektikumot olyan szennyeződésekkel, mint az S és P, és a bór és a szilícium szétválása termikus repedést okoz.
A hegesztéssel könnyű durva oszlopos szemcseszerkezetet kialakítani, erős irányítottsággal, amely elősegíti a káros szennyeződések és elemek elkülönítését. Ezáltal elősegíti a folyamatos interkristályos folyadékfilm kialakulását és javítja a termikus repedés érzékenységét. Ha a hegesztést egyenetlenül hevítik, könnyen nagy húzófeszültség keletkezhet, és elősegítheti a hegesztési forró repedések kialakulását.
Megelőző intézkedések:
a. Szigorúan ellenőrizni kell a káros S és P szennyeződések tartalmát.
b. Állítsa be a hegesztett fém textúráját. A kétfázisú szerkezeti hegesztés jó repedésállósággal rendelkezik. A hegesztési varrat delta fázisa finomíthatja a szemcséket, megszüntetheti az egyfázisú ausztenit irányultságát, csökkentheti a káros szennyeződések szegregációját a szemcsehatáron, és a delta fázis jobban feloldhatja az S,
P, és csökkentheti az interfész energiáját, és megszervezheti az interkristályos folyadékfilm kialakulását.
c. Állítsa be a hegesztett fémötvözet összetételét. Megfelelően növelje az egyfázisú ausztenites acél Mn-, C- és N-tartalmát, és adjon hozzá kis mennyiségű nyomelemet, például cériumot, csákányt és tantált (amelyek finomíthatják a hegesztési varrat szerkezetét és megtisztítják a szemcsehatárokat), hogy csökkentsék a forró repedéseket. érzékenység.
d. folyamatintézkedések. Minimalizálja az olvadt medence túlmelegedését, hogy megakadályozza a durva oszlopos kristályok képződését, és használjon kis vonali energiát és kis keresztmetszetű hegesztési gyöngyöket.
Például a 25-20 típusú ausztenites acélok hajlamosak a cseppfolyósodási repedésekre. Az alapfém szennyezőanyag-tartalmának és szemcseméretének szigorú korlátozásával, nagy energiasűrűségű hegesztési módszerek alkalmazásával, kis vonali energiával, valamint az ízületek hűtési sebességének növelésével és egyéb intézkedésekkel.
No4.A hegesztett kötések ridegsége
A melegszilárdságú acélnak biztosítania kell a hegesztett kötés plaszticitását és meg kell akadályoznia a magas hőmérsékleten történő ridegedést; az alacsony hőmérsékletű acélnak jó alacsony hőmérsékleti szívóssággal kell rendelkeznie, hogy megakadályozza a hegesztett kötés alacsony hőmérsékletű ridegségét.
No5.A hegesztési deformáció nagy
Az alacsony hővezető képesség és a nagy tágulási együttható miatt a hegesztési deformáció nagy, és rögzítőelem használható a deformáció megelőzésére. Hegesztési módszerek és hegesztőanyagok kiválasztása ausztenites rozsdamentes acélokhoz:
Az ausztenites rozsdamentes acél hegeszthető argon volfrám ívhegesztéssel (TIG), olvasztó elektródával argon ívhegesztéssel (MIG), plazma argon ívhegesztéssel (PAW) és merülőíves hegesztéssel (SAW).
Az ausztenites rozsdamentes acél alacsony olvadáspontja, alacsony hővezető képessége és nagy ellenállása miatt alacsony hegesztőáramú. Keskeny hegesztési varratokat és gyöngyöket kell használni a magas hőmérsékleten való tartózkodási idő csökkentése, a keményfém kicsapódás megakadályozása, a hegesztési zsugorodási feszültség és a termikus repedésérzékenység csökkentése érdekében.
A hegesztőanyagok, különösen a Cr és a Ni ötvözőelemeinek összetétele magasabb, mint az alapfémé. Kis mennyiségű (4-12%) ferritet tartalmazó hegesztőanyagokat használnak a varrat jó repedésállóságának (hidegrepedés, melegrepedés, feszültségkorróziós repedés) biztosítására.
Ha a ferrit fázis nem megengedett vagy nem lehetséges a varratban, akkor a Mo-t, Mn-t és egyéb ötvözőelemeket tartalmazó hegesztőanyagokat kell kiválasztani.
A hegesztőanyagokban a C, S, P, Si és Nb a lehető legalacsonyabb legyen. Az Nb megszilárdulási repedéseket okoz a tiszta ausztenites varratokban, de hatékonyan elkerülhető a kis mennyiségű ferrit a varratokban.
Azoknál a hegesztett szerkezeteknél, amelyeket hegesztés után stabilizálni vagy feszültségmentesíteni kell, általában Nb-tartalmú hegesztőanyagokat választanak. A merülőíves hegesztést közepes lemezek hegesztésére használják, és a Cr és a Ni égési vesztesége kiegészíthető az ötvözőelemek átmenetével a folyasztószerben és a hegesztőhuzalban;
A nagy behatolási mélység miatt ügyelni kell arra, hogy a hegesztési varrat középső részében ne keletkezzenek forró repedések, és ne csökkenjen a korrózióállóság a hőhatászónában. Figyelmet kell fordítani a vékonyabb hegesztőhuzal és a kisebb hegesztővezeték-energia kiválasztására, valamint a hegesztőhuzalnak alacsony Si, S és P tartalmúnak kell lennie.
A hőálló rozsdamentes acél varrat ferrittartalma nem haladhatja meg az 5%-ot. A 20%-nál nagyobb Cr- és Ni-tartalmú ausztenites rozsdamentes acélok esetében magas Mn (6-8%) hegesztőhuzalt kell használni, és lúgos vagy semleges folyasztószert kell használni, hogy megakadályozzák Si hozzáadását a hegesztéshez. és javítja a repedésállóságát.
Az ausztenites rozsdamentes acélhoz készült speciális folyasztószer nagyon kevés Si-hozzáadást tartalmaz, amely ötvözetet juttathat a hegesztésbe, hogy kompenzálja az ötvözetelemek égési veszteségét, hogy megfeleljen a hegesztési teljesítmény és a kémiai összetétel követelményeinek.
