J: Nesen esam sākuši veikt darbus, kuros dažām detaļām jābūt izgatavotām galvenokārt no 304. markas nerūsējošā tērauda, ​​kas tiek metināts gan pats ar sevi, gan ar mīksto tēraudu. Mums ir bijušas dažas plaisāšanas problēmas nerūsējošā tērauda un nerūsējošā tērauda metinājumu šuvēs līdz 1,25 collu biezumā. Tika minēts, ka mums ir zems ferītu skaits. Vai varat paskaidrot, kas tas ir un kā to salabot?
A: Tas ir labs jautājums. Jā, mēs varam palīdzēt jums saprast, ko nozīmē zems ferītu skaits un kā to novērst.
Vispirms apskatīsim nerūsējošā tērauda (SS) definīciju un to, kā ferīts ir saistīts ar metinātiem savienojumiem. Melnais tērauds un sakausējumi satur vairāk nekā 50% dzelzs. Tas ietver visus oglekļa un nerūsējošos tēraudus un citas definētas grupas. Alumīnijs, varš un titāns nesatur dzelzi, tāpēc tie ir lieliski krāsaino metālu sakausējumu piemēri.
Šī sakausējuma galvenās sastāvdaļas ir oglekļa tērauds ar vismaz 90 % dzelzs un nerūsējošais tērauds ar 70–80 % dzelzs. Lai sakausējumu klasificētu kā nerūsējošo tēraudu, tam jābūt pievienotam vismaz 11,5 % hroma. Hroma līmenis, kas pārsniedz šo minimālo slieksni, veicina hroma oksīda plēvju veidošanos uz tērauda virsmām un novērš oksidēšanās veidošanos, piemēram, rūsu (dzelzs oksīds) vai koroziju, ko izraisa ķīmiska iedarbība.
Nerūsošais tērauds (SS) galvenokārt tiek iedalīts trīs grupās: austenīts, ferīts un martensīts. To nosaukums cēlies no istabas temperatūras kristāla struktūras, kas tos veido. Vēl viena izplatīta grupa ir dupleksais SS, kura kristāla struktūrā ir līdzsvars starp ferītu un austenītu.
Austenīta markas, 300. sērija, satur 16–30 % hroma un 8–40 % niķeļa, veidojot galvenokārt austenīta kristāla struktūru. Lai veicinātu austenīta-ferīta attiecības veidošanos, tērauda ražošanas procesā pievieno stabilizatorus, piemēram, niķeli, oglekli, mangānu un slāpekli. Dažas izplatītākās markas ir 304, 316 un 347. Nodrošina labu izturību pret koroziju; galvenokārt izmanto pārtikas, ķīmiskās rūpniecības, farmācijas un kriogēnās lietojumprogrammās. Ferīta veidošanās kontrole nodrošina izcilu izturību zemā temperatūrā.
Ferīta nerūsējošais tērauds ir 400. sērijas klase, kas ir pilnībā magnētiska, satur 11,5–30 % hroma un kam ir ferīta dominējošā kristāliskā struktūra. Lai veicinātu ferīta veidošanos, tērauda ražošanas laikā stabilizatori ietver hromu, silīciju, molibdēnu un niobiju. Šāda veida nerūsējošo tēraudu parasti izmanto automobiļu izplūdes sistēmās un spēkstacijās, un to pielietojums augstā temperatūrā ir ierobežots. Vairāki bieži izmantotie veidi ir 405, 409, 430 un 446.
Martensīta klases, ko identificē arī ar 400. sēriju, piemēram, 403, 410 un 440, ir magnētiskas, satur no 11,5% līdz 18% hroma un to kristāliskā struktūra ir martensīts. Šai kombinācijai ir viszemākais zelta saturs, kas padara to ražošanu vislētāko. Tās nodrošina zināmu izturību pret koroziju; izcilu izturību; un tās parasti izmanto galda piederumos, zobārstniecības un ķirurģiskajā iekārtā, virtuves piederumos un noteikta veida instrumentos.
Metinot nerūsējošo tēraudu (SS), substrāta veids un tā pielietojums ekspluatācijas laikā noteiks atbilstošo pildmetālu. Ja izmantojat gāzes aizsargprocesu, jums, iespējams, būs jāpievērš īpaša uzmanība aizsarggāzes maisījumiem, lai novērstu noteiktas ar metināšanu saistītas problēmas.
Lai pielodētu 304 tērauda loksnes pats ar sevi, būs nepieciešams E308/308L elektrods. Burts “L” apzīmē zemu oglekļa saturu, kas palīdz novērst starpkristālu koroziju. Šo elektrodu oglekļa saturs ir mazāks par 0,03%; viss, kas pārsniedz šo saturu, palielina oglekļa nogulsnēšanās risku uz graudu robežām un savienojoties ar hromu, veidojot hroma karbīdus, efektīvi samazinot tērauda izturību pret koroziju. Tas kļūst acīmredzams, ja korozija notiek nerūsējošā tērauda metināto savienojumu karstuma ietekmes zonā (HAZ). Vēl viens apsvērums attiecībā uz L kategorijas nerūsējošo tēraudu ir tas, ka tiem ir zemāka stiepes izturība paaugstinātā darba temperatūrā nekā tiešajiem nerūsējošā tērauda loksnēm.
Tā kā 304 ir austenīta nerūsējošā tērauda veids, atbilstošais metināšanas metāls saturēs lielāko daļu austenīta. Tomēr pats elektrods saturēs ferīta stabilizatoru, piemēram, molibdēnu, lai veicinātu ferīta veidošanos metināšanas metālā. Ražotāji parasti norāda tipisku ferīta daudzuma diapazonu metināšanas metālam. Kā minēts iepriekš, ogleklis ir spēcīgs austenīta stabilizators, un šo iemeslu dēļ ir svarīgi nepieļaut tā pievienošanu metināšanas metālam.
Ferīta skaitļi tiek iegūti no Šēflera diagrammas un WRC-1992 diagrammas, kurās vērtības aprēķināšanai tiek izmantotas niķeļa un hroma ekvivalenta formulas, kuras, attēlojot diagrammā, iegūst normalizētu skaitli. Ferīta skaitlis no 0 līdz 7 atbilst metinājuma metālā esošās ferīta kristāliskās struktūras tilpuma procentiem; tomēr, ja procentuālā daļa ir lielāka, ferīta skaitlis palielinās ātrāk. Atcerieties, ka ferīts nerūsējošajā tēraudā nav tas pats, kas oglekļa tērauda ferīts, bet gan fāze, ko sauc par delta ferītu. Austenīta nerūsējošajam tēraudam nav fāžu pārvērtību, kas saistītas ar augstas temperatūras procesiem, piemēram, termisko apstrādi.
Ferīta veidošanās ir vēlama, jo tas ir elastīgāks nekā austenīts, taču tā ir jākontrolē. Zems ferīta skaits dažos pielietojumos var radīt metinājumus ar izcilu korozijas izturību, taču metināšanas laikā tie ir ārkārtīgi pakļauti karstām plaisām. Vispārējos lietošanas apstākļos ferīta skaitam jābūt no 5 līdz 10, taču dažos pielietojumos var būt nepieciešamas zemākas vai augstākas vērtības. Ferītus var viegli pārbaudīt darba laikā, izmantojot ferīta indikatoru.
Tā kā jūs minējāt, ka jums ir problēmas ar plaisāšanu un zems ferītu skaits, jums rūpīgi jāpārbauda pildmetāls un jāpārliecinās, ka tas rada pietiekamu ferītu skaitu — aptuveni 8 vajadzētu palīdzēt. Turklāt, ja izmantojat loka metināšanu ar fluksa serdi (FCAW), šiem pildmetāliem parasti tiek izmantota 100 % oglekļa dioksīda aizsarggāze vai 75 % argona/25 % CO2 maisījums, kas var izraisīt oglekļa uzsūkšanos metinājuma metālā. Iespējams, vēlēsities pāriet uz gāzes metāla loka metināšanas (GMAW) procesu un izmantot 98 % argona/2 % skābekļa maisījumu, lai samazinātu oglekļa uzsūkšanās iespējamību.
Lai metinātu nerūsējošo tēraudu ar oglekļa tēraudu, jāizmanto pildviela E309L. Šī pildviela ir īpaši paredzēta dažādu metālu metināšanai, un pēc tam, kad oglekļa tērauds ir atšķaidīts metinājumā, tas veido noteiktu daudzumu ferīta. Tā kā oglekļa tērauds absorbēs nedaudz oglekļa, pildvielai pievieno ferīta stabilizatorus, lai novērstu oglekļa tieksmi veidot austenītu. Tas palīdzēs novērst termisko plaisāšanu metināšanas laikā.
Rezumējot, ja vēlaties novērst karstās plaisas austenīta nerūsējošā tērauda metinātajos savienojumos, pārbaudiet atbilstošu ferīta pildvielas metāla daudzumu un ievērojiet labu metināšanas praksi. Siltuma padevi uzturiet zem 50 kJ/collā, uzturiet mērenu vai zemu starpslāņu temperatūru un pārliecinieties, ka lodēšanas savienojumos nav piesārņojuma pirms lodēšanas. Izmantojiet atbilstošu mērierīci, lai pārbaudītu ferīta daudzumu metinātajā savienojumā, cenšoties sasniegt 5 līdz 10.
Žurnāls WELDER, agrāk Practical Welding Today, demonstrē īstus cilvēkus, kuri ražo produktus, ko mēs lietojam un ar kuriem strādājam katru dienu. Šis žurnāls ir kalpojis metināšanas kopienai Ziemeļamerikā vairāk nekā 20 gadus.
Tagad ar pilnu piekļuvi The FABRICATOR digitālajam izdevumam, ērta piekļuve vērtīgiem nozares resursiem.
Žurnāla “The Tube & Pipe Journal” digitālais izdevums tagad ir pilnībā pieejams, nodrošinot ērtu piekļuvi vērtīgiem nozares resursiem.
Izbaudiet pilnu piekļuvi STAMPING Journal digitālajam izdevumam, kas sniedz jaunākos tehnoloģiskos sasniegumus, labāko praksi un nozares jaunumus metāla štancēšanas tirgū.
Tagad ar pilnu piekļuvi žurnāla "The Fabricator en Español" digitālajam izdevumam, ērta piekļuve vērtīgiem nozares resursiem.