Spørsmål: Vi har nylig begynt å gjøre noe arbeid som krever at enkelte komponenter hovedsakelig er laget av rustfritt stål av klasse 304, som er sveiset til seg selv og til bløtt stål. Vi har opplevd noen sprekkproblemer på sveiser av rustfritt stål til rustfritt stål opp til 1,25 tommer tykke. Det ble nevnt at vi har lave ferritttall. Kan du forklare hva dette er?
A: Dette er et godt spørsmål. Ja, vi kan hjelpe deg å forstå hva lavt antall ferritt betyr og hvordan du kan forhindre det.
La oss først se på definisjonen av rustfritt stål (SS) og hvordan ferritt forholder seg til sveisede skjøter.Sort stål og legeringer inneholder mer enn 50 % jern. Dette inkluderer alt karbon og rustfritt stål og andre definerte grupper.Aluminium, kobber og titan inneholder ikke jern, så de er utmerkede eksempler på ikke-jernholdige legeringer.
Hovedkomponentene i denne legeringen er karbonstål med minst 90 % jern og SS med 70 til 80 % jern. For å bli klassifisert som SS må den ha tilsatt minst 11,5 % krom. Kromnivåer over denne minsteterskelen fremmer dannelsen av kromoksidfilmer på ståloverflater og forhindrer oksidasjonsdannelse ved kjemisk rustangrep (for eksempel korrosjonsangrep).
SS er hovedsakelig delt inn i tre grupper: austenitt, ferritt og martensitt. Navnet deres kommer fra den romtemperaturkrystallstrukturen som utgjør dem. En annen vanlig gruppe er dupleks SS, som er en balanse mellom ferritt og austenitt i krystallstrukturen.
Austenittiske kvaliteter, 300-serien, inneholder 16 % til 30 % krom og 8 % til 40 % nikkel, og danner en overveiende austenittisk krystallstruktur. For å fremme dannelsen av austenitt-ferritt-forholdet, tilsettes stabilisatorer som nikkel, karbon, mangan og nitrogen under produksjonsprosessen for vanlige stålkvaliteter, 6 og 43. korrosjonsbestandighet;primært brukt i mat, kjemiske tjenester, farmasøytiske og kryogene applikasjoner. Kontroll av ferrittdannelse gir utmerket seighet ved lav temperatur.
Ferritic SS er en 400-seriekvalitet som er fullstendig magnetisk, inneholder 11,5 % til 30 % krom, og har en ferritisk dominerende krystallstruktur. For å fremme dannelsen av ferritt inkluderer stabilisatorer krom, silisium, molybden og niob under stålproduksjon. Disse typene av eksosanlegg med begrenset temperatur og SS har ofte begrensede eksossystemer og SS-anlegg. Vanlige typer er 405, 409, 430 og 446.
Martensittiske kvaliteter, også identifisert av 400-serien som 403, 410 og 440, er magnetiske, inneholder 11,5 % til 18 % krom og har martensitt som krystallstruktur. Denne kombinasjonen har det laveste gullinnholdet, noe som gjør dem til de billigste å produsere. De gir en viss korrosjonsbestandighet;utmerket styrke;og brukes ofte i servise, tann- og kirurgisk utstyr, kokekar og visse typer verktøy.
Når du sveiser SS, vil typen substrat og dets bruk under bruk avgjøre hvilket tilsatsmetall som skal brukes. Hvis du bruker en gassskjermingsprosess, kan det hende du må være spesielt oppmerksom på dekkgassblandinger for å forhindre visse sveiserelaterte problemer.
For å lodde 304 til seg selv, trenger du en E308/308L-elektrode. "L" står for lavt karbon, som bidrar til å forhindre intergranulær korrosjon. Disse elektrodene har et karboninnhold på under 0,03 %;alt over dette øker risikoen for karbonutfelling til korngrensene og kombineres med krom for å danne kromkarbider, noe som effektivt reduserer korrosjonsmotstanden til stålet. Dette blir tydelig hvis det oppstår korrosjon i den varmepåvirkede sonen (HAZ) av SS-sveisede skjøter. En annen vurdering for L-graden SS-styrke er at de har lavere strekkstyrke enn direkte SS-styrker.
Siden 304 er en austenittisk type SS, vil det tilsvarende sveisemetallet inneholde mesteparten av austenitten. Imidlertid vil selve elektroden inneholde en ferrittstabilisator, slik som molybden, for å fremme dannelsen av ferritt i sveisemetallet. Produsenter lister vanligvis opp en typisk rekke ferrittmengder for sveisemetallet, og dette er en viktig årsak til å forhindre austen, for å forhindre dette tidligere. fra å bli lagt til sveisemetallet.
Ferritttall er avledet fra Schaeffler-diagrammet og WRC-1992-diagrammet, som bruker nikkel- og kromekvivalente formler for å beregne verdien, som når de er plottet på diagrammet produserer et normalisert tall. Ferritttallet mellom 0 og 7 tilsvarer volumprosenten av ferrittkrystallstrukturen som er tilstede i sveisemetallet;ved høyere prosenter øker imidlertid ferritttallet raskere. Husk at ferritt i SS ikke er det samme som karbonstålferritt, men en fase som kalles deltaferritt. Austenittisk SS har ingen fasetransformasjoner forbundet med høytemperaturprosesser som varmebehandling.
Dannelsen av ferritt er ønskelig fordi det er mer duktilt enn austenitt, men må kontrolleres. Lavt ferritttall kan gi sveiser med utmerket korrosjonsbestandighet i noen applikasjoner, men er ekstremt utsatt for varmesprekker under sveising. For generelle bruksforhold bør ferritttallet være mellom 5 og 10, men for noen applikasjoner kan det enkelt kreves høyere eller høyere verdier. e indikator.
Siden du nevnte at du har problemer med sprekker og et lavt ferrittantall, må du ta en nærmere titt på fyllmetallet ditt og sørge for at det produserer nok ferrittantall – rundt 8 burde hjelpe. Hvis du bruker fluks-kjernebuesveising (FCAW), bruker disse tilsatsmetallene vanligvis en 100 % karbondioksid-beskyttelsesgass som kan føre til oppgang i CO2/5 % karbondioksid eller 75 % karbondioksidblanding, d metall. Det kan være lurt å bytte til en gassmetallbuesveisingsprosess (GMAW) og bruke en 98 % argon/2 % oksygenblanding for å redusere muligheten for karbonopptak.
For å sveise SS til karbonstål må du bruke E309L fyllmateriale. Dette fyllmetallet brukes spesielt til sveising av forskjellige metaller og danner en viss mengde ferritt etter at karbonstålet er fortynnet inn i sveisen. Siden karbonstål vil absorbere noe karbon, tilsettes ferrittstabilisatorer til fyllmetallet for å motvirke tendensen til å danne karbon i sveising.
Oppsummert, hvis du ønsker å eliminere varme sprekker på austenittiske SS-sveisede skjøter, verifiser tilstrekkelig ferrittfyllmetall og følg god sveisepraksis. Hold varmetilførselen under 50 kJ/tommers, oppretthold moderate til lave interpass-temperaturer, og sørg for at loddeskjøter er fri for forurensning før lodding.Bruk en passende mengde sveising for å verifisere 0-skjøten.
WELDER, tidligere Practical Welding Today, viser frem de virkelige menneskene som lager produktene vi bruker og jobber med hver dag. Dette magasinet har tjent sveisemiljøet i Nord-Amerika i over 20 år.
Nå med full tilgang til den digitale utgaven av The FABRICATOR, enkel tilgang til verdifulle industriressurser.
Den digitale utgaven av The Tube & Pipe Journal er nå fullt tilgjengelig, og gir enkel tilgang til verdifulle industriressurser.
Nyt full tilgang til den digitale utgaven av STAMPING Journal, som gir de siste teknologiske fremskritt, beste praksis og bransjenyheter for metallstemplingsmarkedet.
Nå med full tilgang til den digitale utgaven av The Fabricator en Español, enkel tilgang til verdifulle industriressurser.