Austenitické nerezové oceli ve svařovacích charakteristikách: svařovací proces elastické, plastické napětí a proměnné napětí jsou velmi velké, ale zřídka se objevují trhliny za studena. Ve svarovém spoji není žádná kalící zóna a hrubé zrno, takže pevnost svaru v tahu je vysoká.
Hlavní problémy svařování austenitické nerezové oceli: velká deformace svařování; Vzhledem k jeho charakteristikám na hranicích zrn a citlivosti na některé stopové nečistoty (S, P) je snadné vytvářet horké trhliny.
Pět problémů svařování a opatření pro úpravu austenitické nerezové oceli
01 Tvorba karbidu chrómu snižuje odolnost svarových spojů vůči mezikrystalové korozi
Mezikrystalová koroze: Podle teorie chudé na chróm se karbid chrómu vysráží na hranicích zrn, když se svar a tepelně ovlivněná zóna zahřejí na zónu senzibilizační teploty 450-850 stupně C, což vede k hranicím zrn chudým na chróm, nestačí odolat stupni koroze.
(1) Pro svarovou mezikrystalovou korozi a korozi v zóně citlivé teploty na sítu lze přijmout následující opatření k omezení:
A. Snižte obsah uhlíku v základním kovu a svařte a přidejte k základnímu kovu stabilizační prvky Ti, Nb a další prvky, aby se přednostně vytvořil MC, aby se zabránilo tvorbě Cr23C6.
b. Svar je vytvarován do dvoufázové struktury austenitu a malého množství feritu. Když je ve svaru určité množství feritu, lze zjemnit velikost zrna, zvětšit plochu zrn a snížit množství srážení karbidu chrómu na ploše hranice zrn.
Chrom má vysokou rozpustnost ve feritu, Cr23C6 se tvoří přednostně ve feritu a nevede k nedostatku chrómu na hranici zrn austenitu. Ferit, který prochází mezi austenity, zabraňuje šíření koroze dovnitř podél hranic zrn.
C. Kontrolujte dobu zdržení v rozsahu senzibilizovaných teplot. Upravte tepelný cyklus svařování, zkraťte dobu zdržení na 600 ~ 1000 stupňů co nejvíce a zvolte metodu svařování s vysokou hustotou energie (jako je plazmové argonové obloukové svařování).
Zvolte menší energii svařovací linky, argonový plyn na zadní straně svaru nebo měděnou podložku pro zvýšení rychlosti chlazení svarového spoje, snížení počtu oblouků a oblouků, aby se zabránilo opakovanému zahřívání, a kontaktní povrch vícevrstvého svařování s korozivní médium je pokud možno svařeno.
d. Po svařování, ošetření pevným roztokem nebo stabilizačním žíháním (850 ~ 900 stupňů) po tepelné konzervaci a chlazení vzduchem, aby se karbid plně vysrážel a chrom se urychlila difúze).
(2) Nožová koroze svarových spojů, z tohoto důvodu lze přijmout následující preventivní opatření:
Vzhledem k silné difúzní schopnosti uhlíku dojde k jeho polarizaci na hranici zrn a vzniku přesyceného stavu během procesu ochlazování, zatímco Ti a Nb zůstávají v krystalu díky nízké difúzní schopnosti. Když se svarový spoj znovu zahřeje v rozmezí teplot senzibilizace, nasycený uhlík se mezi krystaly vysráží ve formě Cr23C6.
A. Snižte obsah uhlíku. U nerezové oceli obsahující stabilizační prvky by obsah uhlíku neměl překročit 0,06 procenta.
b. Přijměte rozumný postup svařování. Zvolte menší energii svařovací linky, abyste zkrátili dobu setrvání přehřáté oblasti při vysoké teplotě, a dávejte pozor, abyste se vyhnuli efektu „střední teplotní senzibilizace“ během procesu svařování.
Při oboustranném svařování by měl být svar v kontaktu s korozivním médiem nakonec svařen (proto se provádí svařování uvnitř i vně velkoprůměrové tlusté stěny), pokud to nelze provést, svařování specifikace a tvar svaru by měly být upraveny a přehřátá oblast v kontaktu s korozivním médiem by měla být pokud možno znovu zcitlivěna.
C. Tepelné zpracování po svařování. Pevný roztok nebo stabilizace po svařování.
02 Korozní praskání pod napětím
Aby se zabránilo praskání korozí pod napětím, mohou být přijata následující opatření:
A. Správný výběr materiálů a rozumné nastavení složení svaru. Vysoce čistá chrom-niklová austenitická nerezová ocel, vysoce křemíková chrom-niklová austenitická nerezová ocel, feriticko-austenitická nerezová ocel, vysokochromová feritická nerezová ocel atd., mají dobrou odolnost proti korozi pod napětím a dobrou odolnost proti korozi pod napětím, když je svarový kov je austenito-feritová duplexní ocelová konstrukce.
b. Odstraňte nebo snižte zbytkové napětí. Zbytkové povrchové napětí je redukováno mechanickými metodami, jako je leštění, tryskání a tepání.
C. Rozumné konstrukční řešení. Aby se zabránilo velké koncentraci stresu.
03 Horká trhlina při svařování (krystalizační trhlina ve svaru, trhlina ztekucení tepelně ovlivněné zóny)
Citlivost na tepelné trhliny závisí především na chemickém složení, struktuře a vlastnostech materiálu. Ni snadno tvoří sloučeninu s nízkou teplotou tání nebo eutektikum s nečistotami, jako je S a P, a segregace boru a křemíku podpoří tvorbu horkých trhlin.
Svar snadno vytvoří silnou směrovou hrubou sloupcovou krystalovou strukturu, která přispívá k segregaci škodlivých nečistot a prvků. Tak se vytvoří souvislý mezikrystalický kapalný film a zvýší se citlivost tepelné trhliny. Pokud svařování není rovnoměrně zahřáté, je snadné vytvořit velké tahové napětí a podporovat vytváření trhlin za tepla při svařování.
Preventivní opatření:
A. Přísně kontrolujte obsah škodlivých nečistot S a P.
b. Upravte strukturu svarového kovu. Svar má dobrou odolnost proti praskání. Fáze δ ve svaru může zjemnit zrno, eliminovat směrovost jednofázového austenitu, snížit segregaci škodlivých nečistot na hranici zrn a fáze δ může rozpustit více S a P, snížit energii rozhraní a organizovat tvorba mezikrystalového tekutého filmu.
C. Upravte složení slitiny svarového kovu. Citlivost na tepelné trhliny lze snížit vhodným zvýšením obsahu Mn, C a N v jednofázové austenitické oceli a přidáním malého množství stopových prvků, jako je cer, železo, tantal (které mohou zjemnit strukturu svaru a vyčistit zrno hranice).
d. Procesní opatření. Minimalizujte přehřívání tavné lázně, abyste zabránili tvorbě tlustých sloupcových krystalů, a zajistěte malou energii vedení a svar malého průřezu. Například 25-20 austenitická ocel je náchylná ke zkapalňovacím trhlinám. Přísným omezením obsahu nečistot a velikosti zrn základního materiálu lze použít metodu svařování s vysokou hustotou energie, malou energii vedení a zlepšení rychlosti chlazení spoje
04 Zkřehnutí svarových spojů
Tepelně pevná ocel by měla zajistit plasticitu svarových spojů, aby nedocházelo ke křehnutí při vysokých teplotách; Nízkoteplotní ocel vyžaduje dobrou houževnatost při nízkých teplotách, aby se zabránilo křehkému lomu svarových spojů při nízkých teplotách.
05 Velká deformace svařování
Vzhledem k nízké tepelné vodivosti a velkému koeficientu roztažnosti je deformace svařování velká a přípravek lze použít k zabránění deformaci. Výběr metod svařování a svařovacích materiálů pro austenitické nerezové oceli:
Austenitická nerezová ocel může být svařována wolframovým argonovým obloukovým svařováním (TIG), roztaveným argonovým obloukovým svařováním (MIG), plazmovým argonovým obloukovým svařováním (PAW) a svařováním pod tavidlem (SAW).
Vzhledem k nízkému bodu tání, malé tepelné vodivosti a velkému odporu je svařovací proud austenitické nerezové oceli malý. Úzký svar a úzký průchod svaru by měly být použity ke zkrácení doby setrvání při vysoké teplotě, zabránění precipitaci karbidů, snížení napětí při smršťování svaru a snížení citlivosti na tepelné trhliny.
Složení svařovacího materiálu, zejména prvky slitin Cr, Ni jsou vyšší než základní materiál. Svařovací materiály obsahující malé množství (4 ~ 12 procent) feritu se používají k zajištění dobré odolnosti svaru proti praskání (praskání za studena, za tepla, korozní praskání pod napětím).
Pokud není přípustná nebo nemožná přítomnost feritové fáze ve svaru, měl by být svařovací materiál zvolen s Mo, Mn a dalšími legujícími prvky.
C, S, P, Si, Nb ve svarovém materiálu by měly být co nejnižší, Nb ve svaru z čistého austenitu způsobí praskliny při tuhnutí, ale malému množství feritu ve svaru lze účinně zabránit.
Svařovací konstrukce, které je třeba po svařování stabilizovat nebo odlehčit, jsou obvykle svařované materiály obsahující Nb. Svařování pod tavidlem se používá ke svařování středního plechu. Ztráta hořením Cr a Ni může být doplněna přechodem legujících prvků v tavidle a drátu.
Vzhledem k velké hloubce průvaru je třeba věnovat pozornost prevenci vzniku horkých trhlin ve středu svaru a snížení korozní odolnosti tepelně ovlivněné zóny. Pozornost je třeba věnovat výběru tenčího drátu a menší energie svařovací linky a drát musí mít nízký Si, S a P.
Obsah feritu ve svaru žáruvzdorné nerezové oceli by neměl být větší než 5 procent. Pro austenitické nerezové oceli s obsahem Cr a Ni vyšším než 20 procent by měl být zvolen drát s vysokým obsahem Mn (6-8 procent) a měl by být zvolen alkalický nebo neutrální tok, aby se zabránilo přidávání Si do svaru pro zlepšení jeho praskání. odpor.
Speciální tavidlo pro austenitické nerezové oceli zvyšuje Si jen velmi málo, což může přecházet slitinu na svar a kompenzovat ztrátu pálením legujících prvků, aby byly splněny požadavky na výkon svaru a chemické složení.
