Otázka: Nedávno jsme začali dělat nějakou práci, která vyžaduje, aby některé součásti byly vyrobeny primárně z nerezové oceli třídy 304, která je svařena k sobě a k měkké oceli. Zaznamenali jsme určité problémy s praskáním u svarů nerezové oceli až do tloušťky 1,25″. Bylo zmíněno, že máme nízký počet feritů. Můžete vysvětlit, co to je a jak to opravit?
Odpověď: To je dobrá otázka. Ano, můžeme vám pomoci pochopit, co znamená nízký obsah feritu a jak tomu zabránit.
Nejprve si zopakujme definici nerezové oceli (SS) a to, jak souvisí ferit se svarovými spoji. Černá ocel a slitiny obsahují více než 50 % železa. Patří sem všechny uhlíkové a nerezové oceli a další definované skupiny. Hliník, měď a titan neobsahují železo, takže jsou vynikajícími příklady neželezných slitin.
Hlavními složkami této slitiny jsou uhlíková ocel s alespoň 90 % železa a SS s 70 až 80 % železa. Aby mohla být klasifikována jako SS, musí obsahovat alespoň 11,5 % přidaného chrómu. Hladiny chrómu nad touto minimální prahovou hodnotou podporují tvorbu povlaků oxidu chrómu na ocelových površích a zabraňují tvorbě oxidace, jako je rez (oxid železa) nebo koroze způsobená chemickým napadením.
SS se dělí hlavně do tří skupin: austenit, ferit a martenzit. Jejich název pochází z krystalové struktury při pokojové teplotě, která je tvoří. Další společnou skupinou jsou duplexní SS, což je rovnováha mezi feritem a austenitem v krystalové struktuře.
Austenitické druhy, řada 300, obsahují 16 % až 30 % chrómu a 8 % až 40 % niklu, čímž tvoří převážně austenitickou krystalovou strukturu. K podpoře tvorby poměru austenit-ferit se během procesu výroby oceli přidávají stabilizátory, jako je nikl, uhlík, mangan a dusík. Některé běžné druhy jsou odolné vůči korozi3470používá se především v potravinářském, chemickém, farmaceutickém a kryogenním použití. Řízení tvorby feritu poskytuje vynikající houževnatost při nízkých teplotách.
Feritic SS je třída řady 400, která je plně magnetická, obsahuje 11,5 % až 30 % chrómu a má krystalovou strukturu s převládající feritickou strukturou. K podpoře tvorby feritu zahrnují stabilizátory chrom, křemík, molybden a niob během výroby oceli. Tyto typy SS se běžně používají v automobilových 4, vysokoteplotních aplikacích a elektrárnách s omezenou teplotou 04,0.5 430 a 446.
Martenzitické třídy, také identifikované řadou 400, jako je 403, 410 a 440, jsou magnetické, obsahují 11,5 % až 18 % chrómu a mají martenzit jako krystalovou strukturu. Tato kombinace má nejnižší obsah zlata, díky čemuž je jejich výroba nejméně nákladná. Poskytují určitou odolnost proti korozi;vynikající pevnost;a běžně se používají ve stolním nádobí, zubním a chirurgickém vybavení, nádobí a určitých typech nástrojů.
Když svařujete SS, typ substrátu a jeho aplikace v provozu určí vhodný přídavný kov, který se má použít. Pokud používáte proces ochranného plynu, možná budete muset věnovat zvláštní pozornost směsím ochranného plynu, abyste předešli určitým problémům souvisejícím se svařováním.
K připájení 304 k sobě budete potřebovat elektrodu E308/308L. „L“ znamená nízkouhlíková, která pomáhá předcházet mezikrystalové korozi. Tyto elektrody mají obsah uhlíku pod 0,03 %;cokoli nad toto zvyšuje riziko vysrážení uhlíku na hranicích zrn a kombinování s chromem za vzniku karbidů chrómu, čímž se účinně snižuje odolnost oceli proti korozi. To se projeví, pokud se koroze objeví v tepelně ovlivněné zóně (HAZ) svarových spojů SS. Dalším aspektem pro SS třídy L je to, že mají nižší pevnost v tahu při zvýšených provozních teplotách než přímé třídy SS.
Vzhledem k tomu, že 304 je austenitický typ SS, bude odpovídající svarový kov obsahovat většinu austenitu. Samotná elektroda však bude obsahovat feritový stabilizátor, jako je molybden, který podporuje tvorbu feritu ve svarovém kovu. Výrobci obvykle uvádějí typický rozsah množství feritu pro svarový kov. Jak již bylo zmíněno dříve, mycí uhlík je z těchto důvodů přidaný ke stabilizaci silný a kritický.
Feritová čísla jsou odvozena ze Schaefflerova diagramu a WRC-1992 diagramu, které využívají vzorce ekvivalentu niklu a chrómu k výpočtu hodnoty, která po vynesení do diagramu vytvoří normalizované číslo. Feritové číslo mezi 0 a 7 odpovídá objemovému procentu struktury feritových krystalů přítomné ve svarovém kovu;při vyšších procentech se však číslo feritu zvyšuje rychleji. Pamatujte, že ferit v SS není stejný jako ferit z uhlíkové oceli, ale fáze nazývaná delta ferit. Austenitický SS nemá žádné fázové přeměny spojené s vysokoteplotními procesy, jako je tepelné zpracování.
Tvorba feritu je žádoucí, protože je tažnější než austenit, ale musí být kontrolován. Nízký počet feritů může v některých aplikacích vytvářet svary s vynikající odolností proti korozi, ale jsou extrémně náchylné k praskání za tepla během svařování. Pro obecné podmínky použití by počet feritů měl být mezi 5 a 10, ale pro některé aplikace mohou být vyžadovány nižší nebo vyšší hodnoty indikátoru. Ferity lze snadno ověřit pomocí feritu.
Vzhledem k tomu, že jste zmínili, že máte problémy s praskáním a nízkým počtem feritů, musíte se na svůj přídavný kov podívat zblízka a ujistit se, že produkuje dostatečný počet feritů – kolem 8 by vám mělo pomoci. Také, pokud používáte obloukové svařování flux Cored Arc (FCAW), tyto přídavné kovy obvykle používají 100% ochranný plyn oxid uhličitý nebo 75% argon/25% kov, který může způsobit přeměnu svařovacího plynu na uhlík CO2. (GMAW) a použijte směs 98 % argonu/2 % kyslíku, aby se snížila možnost zachycení uhlíku.
Pro svařování SS na uhlíkovou ocel musíte použít přídavný materiál E309L. Tento přídavný kov se speciálně používá pro svařování různých kovů a vytváří určité množství feritu poté, co je uhlíková ocel zředěna do sváru. Protože uhlíková ocel absorbuje určité množství uhlíku, do přídavného kovu se přidávají feritové stabilizátory, které působí proti tendenci uhlíku tvořit austenit. To pomůže zabránit tepelnému praskání při svařování.
Stručně řečeno, pokud chcete eliminovat horké trhliny na austenitických SS svarových spojích, ověřte si adekvátní feritový přídavný kov a dodržujte správnou svařovací praxi. Udržujte tepelný příkon pod 50 kJ/palec, udržujte střední až nízké teploty mezi průchody a zajistěte, aby pájené spoje nebyly před pájením znečištěny. Použijte vhodné měřidlo k ověření množství feritu na svaru, zaměřte se 10 na svar.
WELDER, dříve Practical Welding Today, představuje skutečné lidi, kteří vyrábějí produkty, které používáme a se kterými pracujeme každý den. Tento časopis slouží svářečské komunitě v Severní Americe již více než 20 let.
Nyní s plným přístupem k digitálnímu vydání The FABRICATOR, snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.
Digitální vydání časopisu The Tube & Pipe Journal je nyní plně přístupné a poskytuje snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.
Užijte si plný přístup k digitálnímu vydání časopisu STAMPING Journal, který poskytuje nejnovější technologické pokroky, osvědčené postupy a novinky z oboru pro trh lisování kovů.
Nyní s plným přístupem k digitální edici The Fabricator en Español, snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.