Otázka: Nedávno jsme začali dělat nějakou práci, která vyžaduje, aby některé součásti byly vyrobeny primárně z nerezové oceli 304, která je svařena k sobě a k měkké oceli.Zaznamenali jsme nějaké problémy s praskáním svaru mezi nerezovou ocelí a nerezovou ocelí do tloušťky 1,25″.Bylo zmíněno, že máme nízké hladiny feritu.Můžete vysvětlit, co to je a jak to opravit?
A: To je dobrá otázka.Ano, můžeme vám pomoci pochopit, co znamená nízký ferit a jak tomu zabránit.
Nejprve se podívejme na definici nerezové oceli (SS) a na to, jak souvisí ferit se svarovými spoji.Černá ocel a slitiny obsahují přes 50 % železa.To zahrnuje všechny uhlíkové a nerezové oceli, stejně jako některé další skupiny.Hliník, měď a titan neobsahují železo, takže jsou vynikajícími příklady neželezných slitin.
Hlavními složkami této slitiny jsou uhlíková ocel s obsahem železa minimálně 90 % a nerezová ocel s obsahem železa 70 až 80 %.Aby mohl být klasifikován jako SS, musí obsahovat alespoň 11,5 % přidaného chrómu.Hladiny chrómu nad touto minimální prahovou hodnotou podporují tvorbu filmu oxidu chrómu na ocelových površích a zabraňují tvorbě oxidace, jako je rez (oxid železa) nebo chemická koroze.
Nerezová ocel se dělí především do tří skupin: austenitická, feritická a martenzitická.Jejich název pochází z krystalové struktury při pokojové teplotě, ze které se skládají.Další běžnou skupinou je duplexní nerezová ocel, 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.Stabilizátory jako nikl, uhlík, mangan a dusík se přidávají během procesu výroby oceli, aby pomohly vytvořit poměr austenit-ferit.Některé běžné třídy jsou 304, 316 a 347. Poskytuje dobrou odolnost proti korozi;používá se hlavně v potravinářském, chemickém, farmaceutickém a kryogenním průmyslu.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 převážně feritickou krystalickou strukturu.Aby se podpořila tvorba feritu, stabilizátory zahrnují chrom, křemík, molybden a niob během výroby oceli.Tyto typy SS se běžně používají v automobilových výfukových systémech a hnacích ústrojích a mají omezené vysokoteplotní aplikace.Několik běžně používaných typů: 405, 409, 430 a 446.
Martenzitické druhy, také označované jako řada 400, jako je 403, 410 a 440, jsou magnetické, obsahují 11,5 % až 18 % chrómu a mají martenzitickou krystalickou strukturu.Tato kombinace má nejnižší obsah zlata, díky čemuž je výroba nejméně nákladná.Poskytují určitou odolnost proti korozi, vynikající pevnost a běžně se používají ve stolním nádobí, zubním a chirurgickém vybavení, nádobí a některých typech nástrojů.
Když svařujete nerezovou ocel, typ podkladu a jeho použití v provozu určí vhodný přídavný kov, který se má použít.Pokud používáte proces s ochranným plynem, možná budete muset věnovat zvláštní pozornost směsím ochranného plynu, abyste předešli určitým problémům spojeným se svařováním.
K připájení 304 k sobě budete potřebovat elektrodu E308/308L.„L“ znamená nízkouhlíkové, což pomáhá předcházet mezikrystalové korozi.Obsah uhlíku v těchto elektrodách je menší než 0,03 %, při překročení této hodnoty se zvyšuje riziko usazování uhlíku na hranicích zrn a vázání chrómu za vzniku karbidů chrómu, což účinně snižuje korozní odolnost oceli.To se projeví, pokud dojde ke korozi v tepelně ovlivněné zóně (HAZ) nerezových svarů.Dalším aspektem u nerezové oceli třídy L je to, že mají nižší pevnost v tahu při zvýšených provozních teplotách než rovné třídy nerezové oceli.
Protože 304 je austenitický typ nerezové oceli, bude odpovídající svarový kov obsahovat většinu austenitu.Avšak samotná elektroda bude obsahovat feritový stabilizátor, jako je molybden, pro podporu tvorby feritu ve svarovém kovu.Výrobci obvykle uvádějí typický rozsah množství feritu pro svarový kov.Jak již bylo zmíněno, uhlík je silný austenitický stabilizátor a z těchto důvodů je nezbytné zabránit jeho přidávání do svarového kovu.
Feritová čísla jsou odvozena ze Schefflerova diagramu a diagramu WRC-1992, které používají vzorce ekvivalentu niklu a chrómu k výpočtu hodnoty, která při vynesení do diagramu poskytuje normalizované číslo.Feritové číslo mezi 0 a 7 odpovídá objemovému procentu feritické krystalové struktury přítomné ve svarovém kovu, avšak při vyšších procentech se feritové číslo zvyšuje rychleji.Pamatujte, že ferit v SS není stejný jako ferit z uhlíkové oceli, ale fáze nazývaná delta ferit.Austenitická nerezová ocel nepodléhá fázovým přeměnám spojeným s vysokoteplotními procesy, jako je tepelné zpracování.
Tvorba feritu je žádoucí, protože je tažnější než austenit, ale musí být kontrolována.Nízký obsah feritu může v některých aplikacích zajistit svarům vynikající odolnost proti korozi, ale jsou extrémně náchylné k praskání za tepla během svařování.Pro obecné použití by měl být počet feritů mezi 5 a 10, ale některé aplikace mohou vyžadovat nižší nebo vyšší hodnoty.Ferity lze snadno kontrolovat na pracovišti pomocí feritového indikátoru.
Vzhledem k tomu, že jste zmínil, že máte problémy s praskáním a nízkými ferity, měli byste se důkladně podívat na svůj přídavný kov a ujistit se, že produkuje dostatek feritů – kolem 8 by mělo stačit.Také, pokud používáte svařování elektrickým obloukem (FCAW), tyto přídavné kovy obvykle používají ochranný plyn 100% oxid uhličitý nebo směs 75% argonu a 25% CO2, což může způsobit, že svarový kov absorbuje uhlík.Můžete přejít na proces svařování kovovým obloukem (GMAW) a použít směs 98 % argonu/2 % kyslíku, abyste snížili možnost usazenin uhlíku.
Při svařování nerezové oceli na uhlíkovou ocel je nutné použít přídavný materiál E309L.Tento přídavný kov se speciálně používá pro svařování nepodobných kovů, přičemž po rozpuštění uhlíkové oceli ve svaru vytváří určité množství feritu.Protože uhlíková ocel absorbuje určité množství uhlíku, přidávají se do přídavného kovu feritové stabilizátory, které působí proti tendenci uhlíku tvořit austenit.To pomůže zabránit tepelnému praskání během svařování.
Na závěr, pokud chcete opravit horké trhliny ve svarech austenitické nerezové oceli, zkontrolujte dostatek feritového přídavného kovu a dodržujte správnou svařovací praxi.Udržujte tepelný příkon pod 50 kJ/in, udržujte střední až nízké meziprůchodové teploty a zajistěte, aby pájené spoje byly před pájením čisté.Pomocí vhodného měřidla zkontrolujte množství feritu ve svaru s cílem 5-10.
WELDER, dříve nazývaný 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 digitální edici The FABRICATOR, snadným přístupem k cenným průmyslovým zdrojům.
Digitální vydání časopisu The Tube & Pipe Journal je nyní plně přístupné a poskytuje snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.
Získejte plný digitální přístup k STAMPING Journal, který obsahuje nejnovější technologie, osvědčené postupy a novinky z oboru pro trh lisování kovů.
Nyní s plným digitálním přístupem k The Fabricator en Español máte snadný přístup k cenným průmyslovým zdrojům.