K: Hiljuti alustasime töödega, mis nõuavad, et mõned komponendid oleksid valmistatud peamiselt 304. klassi roostevabast terasest, mis on keevitatud iseenda ja pehme terase külge. Meil ​​on esinenud kuni 1,25-tollise paksusega roostevabast terasest keevisõmblustel pragunemisprobleeme. Mainiti, et meil on madal ferriitide arv. Kas saate selgitada, mis see on ja kuidas seda parandada?
V: See on hea küsimus. Jah, me saame aidata teil mõista, mida madal ferriitide arv tähendab ja kuidas seda vältida.
Kõigepealt vaatame üle roostevaba terase (SS) definitsiooni ja selle, kuidas ferriit on seotud keevisliidetega. Must teras ja sulamid sisaldavad üle 50% rauda. See hõlmab kõiki süsinik- ja roostevabasid teraseid ning teisi määratletud rühmi. Alumiinium, vask ja titaan ei sisalda rauda, ​​seega on need suurepärased näited värvilistest sulamitest.
Selle sulami peamised komponendid on süsinikteras, milles on vähemalt 90% rauda, ​​ja roostevabast terasest (SS) 70–80% rauda. SS-sulami klassifitseerimiseks peab sellel olema vähemalt 11,5% kroomi. Kroomi tase, mis ületab selle miinimumläve, soodustab kroomoksiidi kilede teket teraspindadel ja hoiab ära oksüdeerumise, näiteks rooste (raudoksiid) või keemilise rünnaku põhjustatud korrosiooni.
SS jaguneb peamiselt kolme rühma: austeniit, ferriit ja martensiit. Nende nimetus tuleneb neid moodustavast toatemperatuurilisest kristallstruktuurist. Teine levinud rühm on dupleksne SS, mille kristallstruktuur on tasakaal ferriidi ja austeniidi vahel.
Austeniitsed klassid, 300 seeria, sisaldavad 16–30% kroomi ja 8–40% niklit, moodustades valdavalt austeniitse kristallstruktuuri. Austeniidi-ferriidi suhte moodustumise soodustamiseks lisatakse terasetootmisprotsessi käigus stabilisaatoreid nagu nikkel, süsinik, mangaan ja lämmastik. Mõned levinud klassid on 304, 316 ja 347. Pakub head korrosioonikindlust; kasutatakse peamiselt toidu-, keemia-, farmaatsia- ja krüogeensetes rakendustes. Ferriidi moodustumise kontroll tagab suurepärase madalatemperatuurse vastupidavuse.
Ferriitne roostevabast terasest teras on 400-seeria klass, mis on täielikult magnetiline, sisaldab 11,5–30% kroomi ja millel on domineeriv ferriitne kristallstruktuur. Ferriidi moodustumise soodustamiseks sisaldavad terasetootmise ajal stabilisaatoritena kroomi, räni, molübdeeni ja nioobiumi. Seda tüüpi roostevabast terasest terast kasutatakse tavaliselt autode väljalaskesüsteemides ja elektrijaamades ning selle kõrge temperatuuriga rakendused on piiratud. Mitmed levinud tüübid on 405, 409, 430 ja 446.
Martensiitsed klassid, mida tuntakse ka 400-seeria all, näiteks 403, 410 ja 440, on magnetilised, sisaldavad 11,5–18% kroomi ja nende kristallstruktuur on martensiit. Sellel kombinatsioonil on madalaim kullasisaldus, mis teeb nende tootmise kõige odavamaks. Need pakuvad teatavat korrosioonikindlust ja suurepärast tugevust ning neid kasutatakse tavaliselt lauanõudes, hambaravi- ja kirurgiaseadmetes, köögitarvetes ja teatud tüüpi tööriistades.
Roostevabast terasest keevitamisel määravad sobiva lisametalli aluspinna tüüp ja selle kasutusotstarve. Gaasikaitseprotsessi kasutamisel peate teatud keevitusega seotud probleemide vältimiseks pöörama erilist tähelepanu kaitsegaasi segudele.
304 terase iseendale jootmiseks vajate E308/308L elektroodi. „L” tähistab madalat süsinikusisaldust, mis aitab vältida teradevahelist korrosiooni. Nende elektroodide süsinikusisaldus on alla 0,03%; kõik sellest suurem suurendab süsiniku sadestumise ohtu terade piiridele ja kroomiga ühinemiseks kroomkarbiidide moodustamiseks, vähendades tõhusalt terase korrosioonikindlust. See ilmneb, kui korrosioon tekib roostevabast terasest keevitatud liigeste kuumusmõjutsoonis (HAZ). Teine kaalutlus L-klassi roostevabast terasest terase puhul on see, et neil on kõrgematel töötemperatuuridel madalam tõmbetugevus kui otse roostevabast terasest terase klassidel.
Kuna 304 on austeniitse tüüpi roostevabast terasest teras, sisaldab vastav keevismetall suurema osa austeniidist. Elektrood ise sisaldab aga ferriidi stabilisaatorit, näiteks molübdeeni, et soodustada ferriidi moodustumist keevismetallis. Tootjad loetlevad tavaliselt keevismetalli tüüpilise ferriidi koguste vahemiku. Nagu varem mainitud, on süsinik tugev austeniitse stabilisaator ja seetõttu on oluline vältida selle lisamist keevismetallile.
Ferriitide arv tuletatakse Schaeffleri diagrammist ja WRC-1992 diagrammist, mis kasutavad väärtuse arvutamiseks nikli ja kroomi ekvivalendi valemeid, mille diagrammile kandmisel saadakse normaliseeritud arv. Ferriitide arv vahemikus 0 kuni 7 vastab keevismetallis esineva ferriidi kristallstruktuuri mahuprotsendile; suuremate protsentide korral suureneb ferriitide arv aga kiiremini. Pidage meeles, et roostevabast terasest ferriit ei ole sama mis süsinikterase ferriit, vaid faas, mida nimetatakse delta-ferriidiks. Austeniitse roostevabast terasest ei toimu kõrgtemperatuursete protsessidega, näiteks kuumtöötlusega, seotud faasimuundumisi.
Ferriidi moodustumine on soovitav, kuna see on austeniidist plastsem, kuid seda tuleb kontrollida. Madal ferriidisisaldus võib mõnes rakenduses anda suurepärase korrosioonikindlusega keevisõmblusi, kuid keevitamise ajal on need äärmiselt altid kuumpragunemisele. Üldistes kasutustingimustes peaks ferriidisisaldus olema vahemikus 5–10, kuid mõne rakenduse puhul võib olla vajalik madalamate või kõrgemate väärtuste kasutamine. Ferriite saab töökohal ferriidiindikaatori abil hõlpsalt kontrollida.
Kuna mainisite, et teil on pragunemisprobleeme ja madal ferriitide arv, peate oma lisametalli hoolikalt uurima ja veenduma, et see tekitab piisavalt ferriite – umbes 8 peaks aitama. Samuti, kui kasutate täidistraadiga kaarkeevitust (FCAW), kasutatakse nende lisametallide puhul tavaliselt 100% süsinikdioksiidi kaitsegaasi või 75% argooni ja 25% CO2 segu, mis võib põhjustada süsiniku kogunemist keevismetalli. Süsiniku kogunemise võimaluse vähendamiseks võite soovida üle minna gaasmetallkaarkeevitusele (GMAW) ja kasutada 98% argooni ja 2% hapniku segu.
Roostevabast terasest süsinikterase keevitamiseks tuleb kasutada lisamaterjali E309L. Seda lisamaterjali kasutatakse spetsiaalselt erinevate metallide keevitamiseks ja see moodustab pärast süsinikterase lahjendamist keevisõmbluses teatud koguse ferriiti. Kuna süsinikteras neelab osa süsinikust, lisatakse lisamaterjalile ferriidi stabilisaatoreid, et neutraliseerida süsiniku kalduvust moodustada austeniiti. See aitab vältida termilist pragunemist keevitamisel.
Kokkuvõttes, kui soovite austeniitse roostevabast terasest keevitatud liigeste kuumapragude teket kõrvaldada, kontrollige piisavat ferriidi lisametalli ja järgige head keevitustava. Hoidke soojuskoormust alla 50 kJ/tolli, hoidke mõõdukat kuni madalat vahetemperatuuri ja veenduge, et jooteühendused oleksid enne jootmist saastevabad. Kasutage sobivat mõõturit, et kontrollida keevitatud liigendi ferriidi hulka, seades eesmärgiks 5–10.
WELDER, endise nimega Practical Welding Today, tutvustab päris inimesi, kes valmistavad tooteid, mida me iga päev kasutame ja millega töötame. See ajakiri on teenindanud Põhja-Ameerika keevituskogukonda üle 20 aasta.
Nüüd täielik juurdepääs The FABRICATORi digitaalsele väljaandele ja lihtne juurdepääs väärtuslikele valdkonna ressurssidele.
The Tube & Pipe Journal digitaalne väljaanne on nüüd täielikult ligipääsetav, pakkudes hõlpsat juurdepääsu väärtuslikele valdkonna ressurssidele.
Nautige täielikku juurdepääsu STAMPING Journali digitaalsele väljaandele, mis pakub uusimaid tehnoloogilisi edusamme, parimaid tavasid ja valdkonna uudiseid metallistantsimise turul.
Nüüd täielik juurdepääs ajakirja The Fabricator en Español digitaalsele väljaandele ja lihtne juurdepääs väärtuslikele valdkonna ressurssidele.