P: Recentemente, começamos a fazer alguns trabalhos que exigem que alguns componentes sejam feitos principalmente de aço inoxidável de grau 304, que é soldado a si mesmo e ao aço macio. Tivemos alguns problemas de rachaduras em soldas de aço inoxidável a aço inoxidável de até 1,25" de espessura. Foi mencionado que temos baixas contagens de ferrita. Você pode explicar o que é isso e como corrigi-lo?
R: Esta é uma boa pergunta. Sim, podemos ajudá-lo a entender o que significa baixa contagem de ferrita e como evitá-la.
Primeiro, vamos revisar a definição de aço inoxidável (SS) e como a ferrita se relaciona com as juntas soldadas.Aço preto e ligas contêm mais de 50% de ferro.Isso inclui todos os aços carbono e inoxidáveis ​​e outros grupos definidos.Alumínio, cobre e titânio não contêm ferro, por isso são excelentes exemplos de ligas não ferrosas.
Os principais componentes desta liga são o aço carbono com no mínimo 90% de ferro e SS com 70 a 80% de ferro. Para ser classificado como SS, deve ter no mínimo 11,5% de cromo adicionado. Níveis de cromo acima desse limite mínimo promovem a formação de películas de óxido de cromo nas superfícies do aço e evitam a formação de oxidação como ferrugem (óxido de ferro) ou corrosão causada por ataque químico.
As SS são divididas principalmente em três grupos: austenita, ferrita e martensita. Seu nome vem da estrutura cristalina à temperatura ambiente que as compõe. Outro grupo comum é a SS duplex, que é um equilíbrio entre ferrita e austenita na estrutura cristalina.
Os graus austeníticos, a série 300, contêm 16% a 30% de cromo e 8% a 40% de níquel, formando uma estrutura cristalina predominantemente austenítica. Para promover a formação da relação austenita-ferrita, estabilizadores como níquel, carbono, manganês e nitrogênio são adicionados durante o processo de fabricação do aço.usado principalmente em aplicações alimentícias, químicas, farmacêuticas e criogênicas. O controle da formação de ferrita fornece excelente tenacidade a baixa temperatura.
A ferrítica Ss é um grau de 400 séries totalmente magnético, contém 11,5% a 30% de cromo e possui uma estrutura de cristal predominante ferríticos. Para promover a formação de ferrita, os estabilizadores incluem a temperatura que os tipos de silício, o silício, os tipos de silício, os tipos de silício, geralmente usados ​​em que os tipos de sss -tenos são usados, os tipos de silício, os tipos de silício, os tipos de sss -sss, são usados ​​em silicon, e os tipos de silicon, e os tipos de silício são usados ​​em que os tipos de sss -sss são usados, os tipos de silício, os tipos de silício, os tipos de sss -sss. 5, 409, 430 e 446.
Os graus martensíticos, também identificados pela série 400, como 403, 410 e 440, são magnéticos, contêm 11,5% a 18% de cromo e têm martensita como estrutura cristalina.força excelente;e são comumente usados ​​em talheres, equipamentos odontológicos e cirúrgicos, panelas e certos tipos de ferramentas.
Ao soldar SS, o tipo de substrato e sua aplicação em serviço determinarão o metal de adição apropriado a ser usado. Se você usar um processo de proteção de gás, pode ser necessário prestar atenção especial às misturas de gás de proteção para evitar certos problemas relacionados à soldagem.
Para soldar o 304 a si mesmo, você precisará de um eletrodo E308/308L. O “L” significa baixo teor de carbono, o que ajuda a prevenir a corrosão intergranular. Esses eletrodos têm um teor de carbono abaixo de 0,03%;qualquer coisa acima disso aumenta o risco de precipitação de carbono nos contornos de grão e combinação com cromo para formar carbonetos de cromo, reduzindo efetivamente a resistência à corrosão do aço. Isso se torna aparente se a corrosão ocorrer na zona afetada pelo calor (HAZ) das juntas soldadas SS. Outra consideração para SS de grau L é que eles têm menor resistência à tração em temperaturas de serviço elevadas do que os graus SS diretos.
Como o 304 é um tipo austenítico de SS, o metal de solda correspondente conterá a maior parte da austenita. No entanto, o próprio eletrodo conterá um estabilizador de ferrita, como o molibdênio, para promover a formação de ferrita no metal de solda. Os fabricantes geralmente listam uma faixa típica de quantidades de ferrita para o metal de solda. Como mencionado anteriormente, o carbono é um forte estabilizador austenítico e, por esses motivos, é fundamental evitar que seja adicionado ao metal de solda.
Os números da ferrita são derivados do diagrama de Schaeffler e do diagrama WRC-1992, que utilizam fórmulas equivalentes de níquel e cromo para calcular o valor, que quando plotado no diagrama produz um número normalizado.no entanto, em porcentagens mais altas, o número de ferrita aumenta a uma taxa mais rápida.Lembre-se de que a ferrita em SS não é o mesmo que ferrita de aço carbono, mas uma fase chamada ferrita delta. SS austenítico não tem transformações de fase associadas a processos de alta temperatura, como tratamento térmico.
A formação de ferrita é desejável por ser mais dúctil que a austenita, mas deve ser controlada.Contagens baixas de ferrita podem produzir soldas com excelente resistência à corrosão em algumas aplicações, mas são extremamente propensas a rachaduras a quente durante a soldagem.Para condições gerais de uso, a contagem de ferrita deve estar entre 5 e 10, mas para algumas aplicações podem ser necessários valores mais baixos ou mais altos.As ferritas podem ser facilmente verificadas no trabalho usando um indicador de ferrita.
Como você mencionou que tem problemas de rachaduras e baixa contagem de ferrita, é necessário examinar atentamente o metal de adição e garantir que ele produza contagem de ferrita suficiente - cerca de 8 deve ajudar. Além disso, se você estiver usando soldagem a arco com núcleo de fluxo (FCAW), esses metais de adição geralmente usam um gás de proteção 100% de dióxido de carbono ou uma mistura de 75% argônio/25% CO2, o que pode causar absorção de carbono no metal de solda. Você pode querer mudar para uma soldagem a arco de metal a gás ( GMAW) e use uma mistura de 98% de argônio/2% de oxigênio para reduzir a possibilidade de captação de carbono.
Para soldar SS ao aço carbono, você deve usar o material de adição E309L. Esse metal de adição é usado especialmente para soldar metais diferentes e forma uma certa quantidade de ferrita depois que o aço carbono é diluído na solda. Como algum carbono é absorvido no aço carbono, estabilizadores de ferrita são adicionados ao metal de adição para neutralizar a tendência do carbono de formar austenita. Isso ajudará a evitar rachaduras térmicas em aplicações de soldagem.
Em resumo, se você deseja eliminar rachaduras quentes em juntas soldadas SS austeníticas, verifique o metal de adição de ferrite adequado e siga as boas práticas de soldagem. Mantenha a entrada de calor abaixo de 50 kJ/polegada, mantenha temperaturas de interpasse moderadas a baixas e certifique-se de que as juntas de solda estejam livres de qualquer contaminação antes da soldagem. Use um medidor apropriado para verificar a quantidade de ferrita na junta soldada, visando 5 a 10.
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