Austenitinio nerūdijančio plieno suvirinimo ypatybės: suvirinimo metu atsiranda didelių elastinių ir plastinių įtempių bei deformacijų, tačiau šalti įtrūkimai pasitaiko retai. Suvirintoje jungtyje nėra grūdinimo zonos ir grūdėtumo, todėl suvirintos jungties atsparumas tempimui yra didelis.
Pagrindinės austenitinio nerūdijančio plieno suvirinimo problemos: suvirinimo deformacija didelė; Dėl grūdelių ribinių savybių ir jautrumo tam tikroms priemaišoms (S, P) lengva susidaryti karštus įtrūkimus.
Penkios pagrindinės austenitinio nerūdijančio plieno suvirinimo problemos ir jų sprendimai
No1.Chromo karbido susidarymas sumažina suvirintų jungčių atsparumą tarpkristalinei korozijai.
Tarpgranulinė korozija: pagal prasto chromo teoriją, kai suvirinimo siūlė ir karščio paveikta zona įkaista iki 450-850 laipsnio jautrinimo temperatūros zonos, chromo karbidas nusėda ant grūdelių ribos, todėl grūdelių riba bus bloga. chromo, kurio nepakanka atsparumui korozijai.
(1) Siekiant apriboti tarpkristalinę suvirinimo siūlės koroziją ir įjautrintos temperatūros zonos koroziją ant tikslinės medžiagos, galima naudoti šias priemones:
a. Sumažinkite anglies kiekį netauriajame metale ir suvirinimo siūlėje ir į netauriuosius metalus įpilkite stabilizuojančių elementų Ti, Nb ir kitų elementų, kad susidarytų MC, kad nesusidarytų Cr23C6.
b. Padarykite suvirinimo siūlę iš dviejų fazių austenito ir nedidelio ferito kiekio. Kai suvirinimo siūlėje yra tam tikras ferito kiekis, grūdeliai gali būti išgryninti, grūdelių plotas gali būti padidintas, o chromo karbido kritulių kiekis grūdelių ribos ploto vienete gali būti sumažintas.
Chromas gerai tirpsta ferite, o Cr23C6 pirmiausia susidaro ferite, todėl chromas nesumažėja austenito grūdelių ribose; tarp austenito išsklaidytas feritas gali užkirsti kelią korozijai išilgai grūdelių ribos iki vidinės difuzijos.
c. Kontroliuokite buvimo laiką jautrinimo temperatūros diapazone. Sureguliuokite suvirinimo terminį ciklą, kad kiek įmanoma sutrumpėtų buvimo laikas 600-1000 laipsniu, ir pasirinkite didelio energijos tankio suvirinimo būdą (pvz., plazminį argono lankinį suvirinimą),
Pasirinkite mažesnę suvirinimo linijos energiją, praleiskite argono dujas ant suvirinimo siūlės galo arba naudokite varinį padą, kad padidintumėte suvirintos jungties aušinimo greitį, sumažinkite lanko pradžios ir pabaigos skaičių, kad išvengtumėte pakartotinio įkaitimo, o kontaktinis paviršius korozinė terpė daugiasluoksnio suvirinimo metu yra kiek įmanoma. Suvirinimas ir kt.
d. Po suvirinimo atlikite apdorojimą tirpalu arba stabilizuojamąjį atkaitinimą (850-900 laipsnis) ir aušinkite oru po šilumos išsaugojimo, kad būtų galima visiškai nusodinti karbidus ir paspartinti chromo sklaidą).
(2) Suvirintų jungčių korozija, panaši į peilius, dėl šios priežasties galima imtis šių prevencinių priemonių:
Dėl stipraus anglies difuziškumo ji atsiskirs ties grūdelių riba ir aušinimo metu susidarys persotinta būsena, o Ti ir Nb lieka kristale dėl mažo difuziškumo. Kai suvirintoji jungtis vėl kaitinama jautrinimo temperatūros diapazone, persotinta anglis nusodins tarpkristaliniame sluoksnyje Cr23C6 pavidalu.
a. Sumažinti anglies kiekį. Nerūdijančio plieno, kuriame yra stabilizuojančių elementų, anglies kiekis neturi viršyti 0,06%.
b. Naudokite pagrįstą suvirinimo procesą. Pasirinkite mažesnę suvirinimo linijos energiją, kad sumažintumėte perkaitinto ploto buvimo aukštoje temperatūroje laiką, ir atkreipkite dėmesį, kad suvirinimo proceso metu išvengtumėte „vidutinės temperatūros jautrinimo“ poveikio.
Atliekant dvipusį suvirinimą, su ėsdinančia terpe besiliečianti suvirinimo siūlė turi būti virinama paskutinė (dėl to didelio skersmens storasienio suvirinto vamzdžio vidinis suvirinimas atliekamas po išorinio suvirinimo). Perkaitęs plotas, besiliečiantis su ėsdinančia terpe, vėl kaitinamas jautrinant.
c. Terminis apdorojimas po suvirinimo. Tirpalo arba stabilizavimo apdorojimas atliekamas po suvirinimo.
Nr 2, įtempių korozijos įtrūkimai
Siekiant išvengti įtempių korozijos įtrūkimų, galima imtis šių priemonių:
a. Teisingas medžiagų pasirinkimas ir pagrįstas suvirinimo sudėties koregavimas. Didelio grynumo chromo-nikelio austenitinis nerūdijantis plienas, didelio silicio chromo-nikelio austenitinis nerūdijantis plienas, feritinis-austenitinis nerūdijantis plienas, daug chromo turintis feritinis nerūdijantis plienas ir kt. turi gerą atsparumą korozijai, o suvirinimo metalas yra austenitinis nerūdijantis plienas. Atsparumas įtempiams korozijai yra geras, kai dviejų fazių plieno struktūra yra feritinė ir feritinė.
b. Pašalinkite arba sumažinkite liekamąjį stresą. Po suvirinimo atliekamas įtempių mažinimo terminis apdorojimas, o paviršiaus liekamajam įtempimui sumažinti naudojami mechaniniai metodai, tokie kaip poliravimas, šlifavimas ir kalimas.
c. Protingas konstrukcinis dizainas. kad būtų išvengta didelių streso koncentracijų.
Nr.3. Karštų įtrūkimų suvirinimas (suvirinimo kristalizacijos įtrūkimai, šilumos paveiktos zonos suskystinimo įtrūkimai)
Šiluminio įtrūkimo jautrumas daugiausia priklauso nuo medžiagos cheminės sudėties, struktūros ir savybių. Ni lengvai sudaro žemos lydymosi temperatūros junginius arba eutektiką su priemaišomis, tokiomis kaip S ir P, o boro ir silicio atsiskyrimas sukels terminį įtrūkimą.
Suvirinimo siūle lengva suformuoti stambią stulpelinę grūdėtumo struktūrą su stipriu kryptingumu, o tai skatina kenksmingų priemaišų ir elementų atsiskyrimą. Taip skatinamas ištisinės tarpkristalinės skystos plėvelės susidarymas ir pagerinamas terminio krekingo jautrumas. Jei suvirinimas kaitinamas netolygiai, lengva suformuoti didelį tempimo įtempį ir paskatinti suvirinimo karštų plyšių susidarymą.
Prevencinės priemonės:
a. Griežtai kontroliuoti kenksmingų priemaišų S ir P kiekį.
b. Sureguliuokite suvirinto metalo tekstūrą. Dviejų fazių konstrukcijos suvirinimas turi gerą atsparumą įtrūkimams. Delta fazė suvirinimo siūlėje gali patobulinti grūdelius, pašalinti vienfazio austenito kryptingumą, sumažinti kenksmingų priemaišų atsiskyrimą prie grūdelių ribos, o delta fazė gali ištirpinti daugiau S,
P ir gali sumažinti sąsajos energiją bei organizuoti tarpkristalinės skystos plėvelės susidarymą.
c. Sureguliuokite suvirinimo metalo lydinio sudėtį. Tinkamai padidinkite Mn, C ir N kiekį vienfaziame austenitiniame pliene ir įpilkite nedidelį kiekį mikroelementų, tokių kaip ceris, kirtiklis ir tantalas (kurie gali patobulinti suvirinimo struktūrą ir išvalyti grūdelių ribas), kad sumažintumėte karšto plyšio susidarymą. jautrumas.
d. proceso priemones. Sumažinkite išlydyto baseino perkaitimą, kad nesusidarytų stambūs stulpelių kristalai, ir naudokite mažos linijos energiją ir mažo skerspjūvio suvirinimo rutuliukus.
Pavyzdžiui, 25-20 tipo austenitiniai plienai yra linkę į suskystėjimo įtrūkimus. Griežtai ribojant netauriųjų metalų priemaišų kiekį ir grūdelių dydį, taikant didelio energijos tankio suvirinimo metodus, mažos linijos energiją ir didinant jungčių aušinimo greitį bei kitas priemones.
No4.Suvirintų jungčių trapumas
Karštai atsparus plienas turi užtikrinti suvirintos jungties plastiškumą ir užkirsti kelią trapumui aukštoje temperatūroje; žemos temperatūros plienas turi būti gerai atsparus žemai temperatūrai, kad būtų išvengta suvirinto jungties trapumo žemoje temperatūroje.
No5.Suvirinimo deformacija didelė
Dėl mažo šilumos laidumo ir didelio plėtimosi koeficiento suvirinimo deformacija yra didelė, o deformacijai išvengti galima naudoti armatūrą. Austenitinio nerūdijančio plieno suvirinimo būdai ir suvirinimo medžiagų pasirinkimas:
Austenitinį nerūdijantį plieną galima suvirinti lankiniu argono volframo suvirinimu (TIG), lydymosi elektrodu argono lankiniu suvirinimu (MIG), plazminiu argono lankiniu suvirinimu (PAW) ir panardinamuoju lankiniu suvirinimu (SAW).
Austenitinis nerūdijantis plienas turi mažą suvirinimo srovę dėl žemos lydymosi temperatūros, mažo šilumos laidumo ir didelės varžos. Siauros suvirinimo siūlės ir rutuliukai turėtų būti naudojami siekiant sumažinti laikymo aukštoje temperatūroje laiką, išvengti karbido nusodinimo, sumažinti suvirinimo susitraukimo įtempį ir sumažinti šiluminio įtrūkimo jautrumą.
Suvirinimo eksploatacinių medžiagų, ypač Cr ir Ni legiravimo elementų, sudėtis yra didesnė nei netauriųjų metalų. Suvirinimo medžiagos, kuriose yra nedidelis kiekis (4-12%) ferito, yra naudojamos siekiant užtikrinti gerą suvirinimo siūlės atsparumą įtrūkimams (šaltam įtrūkimui, karštam įtrūkimui, įtempių korozijos įtrūkimams).
Kai ferito fazė suvirinimo siūlėje neleidžiama arba neįmanoma, reikia pasirinkti suvirinimo medžiagas, kuriose yra Mo, Mn ir kitų legiruojančių elementų.
C, S, P, Si ir Nb suvirinimo medžiagose turi būti kuo mažesni. Nb sukels kietėjimo įtrūkimus gryno austenito siūlėse, tačiau galima veiksmingai išvengti nedidelio ferito kiekio suvirinimo siūlėse.
Suvirintoms konstrukcijoms, kurias po suvirinimo reikia stabilizuoti arba sumažinti įtampą, dažniausiai parenkamos Nb turinčios suvirinimo medžiagos. Povandeninis lankinis suvirinimas naudojamas suvirinant vidutines plokštes, o Cr ir Ni degimo nuostolius galima papildyti legiruojančių elementų perėjimu sraute ir suvirinimo viela;
Dėl didelio įsiskverbimo gylio reikia pasirūpinti, kad centrinėje siūlės srityje nesusidarytų karštų įtrūkimų ir nesumažėtų atsparumas korozijai karščio paveiktoje zonoje. Reikėtų atkreipti dėmesį į plonesnės suvirinimo vielos parinkimą ir mažesnę suvirinimo linijos energiją, o suvirinimo vieloje turi būti mažai Si, S ir P.
Karščiui atsparaus nerūdijančio plieno siūlėje ferito kiekis neturi viršyti 5%. Austenitiniam nerūdijančiam plienui, kuriame Cr ir Ni kiekis didesnis nei 20%, reikia naudoti suvirinimo vielą, kurioje yra daug Mn (6-8%), o kaip srautą naudoti šarminį arba neutralų srautą, kad į suvirinimo siūlę nepatektų Si. ir pagerinti jo atsparumą įtrūkimams.
Specialus austenitinio nerūdijančio plieno srautas turi labai mažai Si priedo, kuris gali perkelti lydinį į suvirinimo siūlę, kad kompensuotų lydinio elementų degimo nuostolius, kad atitiktų suvirinimo našumo ir cheminės sudėties reikalavimus.
