Spørgsmål: Vi er for nylig begyndt at udføre noget arbejde, der kræver, at nogle komponenter primært er lavet af rustfrit stål af klasse 304, som er svejset til sig selv og til blødt stål. Vi har oplevet nogle revneproblemer på rustfrit stål til rustfrit stål svejsninger op til 1,25" tykke. Det blev nævnt, at vi har et lavt ferrittal, og hvordan kan du forklare, hvad det er?
A: Dette er et godt spørgsmål. Ja, vi kan hjælpe dig med at forstå, hvad lavt ferrittal betyder, og hvordan du kan forhindre det.
Lad os først gennemgå definitionen af ​​rustfrit stål (SS), og hvordan ferrit relaterer til svejsede samlinger.Sort stål og legeringer indeholder mere end 50 % jern. Dette omfatter alt kulstof og rustfrit stål og andre definerede grupper.Aluminium, kobber og titanium indeholder ikke jern, så de er fremragende eksempler på ikke-jernholdige legeringer.
Hovedkomponenterne i denne legering er kulstofstål med mindst 90 % jern og SS med 70 til 80 % jern. For at blive klassificeret som SS skal den have tilsat mindst 11,5 % chrom. Kromniveauer over denne minimumstærskel fremmer dannelsen af ​​chromoxidfilm på ståloverflader og forhindrer oxidationsangreb forårsaget af kemisk rustangreb eller korrooxiddannelse.
SS er hovedsageligt opdelt i tre grupper: austenit, ferrit og martensit. Deres navn kommer fra den stuetemperatur krystalstruktur, der udgør dem. En anden almindelig gruppe er duplex SS, som er en balance mellem ferrit og austenit i krystalstrukturen.
Austenitiske kvaliteter, 300-serien, indeholder 16% til 30% chrom og 8% til 40% nikkel, og danner en overvejende austenitisk krystalstruktur. For at fremme dannelsen af ​​austenit-ferrit-forholdet tilsættes stabilisatorer såsom nikkel, kulstof, mangan og nitrogen under 3ome-kvalitets-4- og 43-processen. korrosionsbestandighed;anvendes primært i fødevarer, kemisk service, farmaceutiske og kryogene applikationer. Kontrol af ferritdannelse giver fremragende sejhed ved lav temperatur.
Ferritic SS er en 400-serie kvalitet, der er fuldt magnetisk, indeholder 11,5% til 30% krom og har en ferritisk fremherskende krystalstruktur. For at fremme dannelsen af ​​ferrit omfatter stabilisatorer krom, silicium, molybdæn og niob under stålproduktion. Disse typer af udstødningssystemer med høj temperatur og SS er almindeligt anvendte i SS-anlæg med begrænset temperatur. almindeligt anvendte typer er 405, 409, 430 og 446.
Martensitiske kvaliteter, også identificeret af 400-serien såsom 403, 410 og 440, er magnetiske, indeholder 11,5 % til 18 % krom og har martensit som krystalstruktur. Denne kombination har det laveste guldindhold, hvilket gør dem til de billigste at producere. De giver en vis korrosionsbestandighed;fremragende styrke;og bruges almindeligvis i service, tand- og kirurgisk udstyr, køkkengrej og visse typer værktøj.
Når du svejser SS, vil typen af ​​substrat og dets ibrugtagning afgøre, hvilket fyldmetal der skal bruges. Hvis du bruger en gasafskærmningsproces, skal du muligvis være særlig opmærksom på beskyttelsesgasblandinger for at forhindre visse svejserelaterede problemer.
For at lodde 304'eren til sig selv skal du bruge en E308/308L elektrode. "L" står for lavt kulstofindhold, hvilket hjælper med at forhindre intergranulær korrosion. Disse elektroder har et kulstofindhold på under 0,03 %;alt over dette øger risikoen for, at kulstof udfældes til korngrænser og kombineres med krom for at danne kromkarbider, hvilket effektivt reducerer stålets korrosionsbestandighed. Dette bliver tydeligt, hvis der opstår korrosion i den varmepåvirkede zone (HAZ) af SS-svejsede samlinger. En anden overvejelse for L-kvalitets SS-driftsstyrker er, at de har en lavere SS-styrke end direkte styrke.
Da 304 er en austenitisk type SS, vil det tilsvarende svejsemetal indeholde det meste af austenitten. Selve elektroden vil dog indeholde en ferritstabilisator, såsom molybdæn, for at fremme dannelsen af ​​ferrit i svejsemetallet. Producenter angiver normalt en typisk række af ferritmængder for svejsemetallet, og som tidligere nævnt er disse stærke grunde til at forhindre, at svejse-kulstof er en kritisk årsag. fra at blive tilføjet til svejsemetallet.
Ferrittal er afledt af Schaeffler-diagrammet og WRC-1992-diagrammet, som anvender nikkel- og chromækvivalente formler til at beregne værdien, som, når den er plottet på diagrammet, giver et normaliseret tal. Ferrittallet mellem 0 og 7 svarer til volumenprocenten af ​​ferritkrystalstrukturen, der er til stede i svejsemetallet;ved højere procenter stiger ferrittallet dog hurtigere. Husk at ferrit i SS ikke er det samme som kulstofstålferrit, men en fase kaldet deltaferrit. Austenitisk SS har ingen faseomdannelser forbundet med højtemperaturprocesser såsom varmebehandling.
Dannelsen af ​​ferrit er ønskværdig, fordi den er mere duktil end austenit, men skal kontrolleres. Lavt ferrittal kan give svejsninger med fremragende korrosionsbestandighed i nogle applikationer, men er ekstremt tilbøjelige til at varme revner under svejsning. For generelle brugsforhold bør ferrittallet være mellem 5 og 10, men til nogle opgaver kan det let være nødvendigt at anvende højere værdier. e indikator.
Da du nævnte, at du har problemer med revnedannelser og et lavt ferrittal, skal du se nærmere på dit fyldmetal og sikre dig, at det producerer nok ferritantal – omkring 8 burde hjælpe. Hvis du også bruger fluxkernebuesvejsning (FCAW), bruger disse fyldmetaller typisk en 100 % kuldioxid-beskyttelsesgas, som forårsager CO2-/5%-beskyttelsesgas op i CO2/5% carbondioxid eller d metal. Du ønsker måske at skifte til en gasmetalbuesvejsningsproces (GMAW) og bruge en 98 % argon/2 % iltblanding for at reducere muligheden for kulstofopsamling.
For at svejse SS til kulstofstål skal du bruge E309L fyldmateriale. Dette fyldmetal er specielt brugt til svejsning af uens metaller og danner en vis mængde ferrit, efter at kulstofstålet er fortyndet i svejsningen. Da kulstofstål vil absorbere noget kulstof, tilsættes ferritstabilisatorer til fyldmetallet for at modvirke tendensen til svejsning af kulstof.
Sammenfattende, hvis du ønsker at eliminere varme revner på austenitiske SS-svejsede samlinger, skal du verificere passende ferrit-tilsætningsmetal og følge god svejsepraksis. Hold varmetilførslen under 50 kJ/inch, opretholde moderate til lave interpass-temperaturer, og sørg for, at loddesamlinger er fri for enhver forurening før lodning. Brug en passende mængde af ferrit til at verificere 0-leddet til at kontrollere 1-leddet.
WELDER, tidligere Practical Welding Today, viser de rigtige mennesker, der laver de produkter, vi bruger og arbejder med hver dag. Dette magasin har tjent svejsesamfundet i Nordamerika i over 20 år.
Nu med fuld adgang til den digitale udgave af FABRICATOR, nem adgang til værdifulde industriressourcer.
Den digitale udgave af The Tube & Pipe Journal er nu fuldt tilgængelig og giver nem adgang til værdifulde industriressourcer.
Nyd fuld adgang til den digitale udgave af STAMPING Journal, som giver de seneste teknologiske fremskridt, bedste praksis og industrinyheder til metalstemplingsmarkedet.
Nu med fuld adgang til den digitale udgave af The Fabricator en Español, nem adgang til værdifulde industriressourcer.