Î: Am început recent să facem unele lucrări care necesită ca unele componente să fie fabricate în principal din oțel inoxidabil de grad 304, care este sudat cu el însuși și cu oțel moale. Am întâmpinat unele probleme de fisurare pe oțel inoxidabil la suduri din oțel inoxidabil de până la 1,25 inchi grosime. Sa menționat că avem un număr scăzut de ferită. Puteți explica ce este aceasta?
R: Aceasta este o întrebare bună. Da, vă putem ajuta să înțelegeți ce înseamnă un număr scăzut de ferită și cum să o preveniți.
În primul rând, să revizuim definiția oțelului inoxidabil (SS) și modul în care ferita este legată de îmbinările sudate. Oțelul negru și aliajele conțin mai mult de 50% fier. Aceasta include toate oțelurile carbon și inoxidabile și alte grupuri definite. Aluminiul, cuprul și titanul nu conțin fier, deci sunt exemple excelente de aliaje neferoase.
Componentele principale ale acestui aliaj sunt oțelul carbon cu cel puțin 90% fier și SS cu 70 până la 80% fier. Pentru a fi clasificat ca SS, acesta trebuie să aibă cel puțin 11,5% crom adăugat. Nivelurile de crom peste acest prag minim favorizează formarea peliculelor de oxid de crom pe suprafețele din oțel și previne formarea oxidării, cum ar fi coroziunea cauzată de rugină sau coroziune.
SS este împărțit în principal în trei grupuri: austenită, ferită și martensită. Numele lor vine de la structura cristalină la temperatura camerei care le alcătuiește. Un alt grup comun este SS duplex, care este un echilibru între ferită și austenită în structura cristalină.
Calitățile austenitice, seria 300, conțin 16% până la 30% crom și 8% până la 40% nichel, formând o structură cristalină predominant austenitică. Pentru a promova formarea raportului austenită-ferită, în timpul procesului de fabricare a oțelului sunt adăugați stabilizatori precum nichel, carbon, mangan și azot. asistență;utilizat în principal în aplicații alimentare, chimice, farmaceutice și criogenice. Controlul formării feritei oferă o rezistență excelentă la temperaturi scăzute.
Feritic SS este un grad din seria 400 care este complet magnetic, conține 11,5% până la 30% crom și are o structură cristalină predominantă feritică. Pentru a promova formarea feritei, stabilizatorii includ crom, siliciu, molibden și niobiu în timpul producției de oțel. Aceste tipuri de SS sunt utilizate în mod obișnuit în instalații de automobile cu temperatură înaltă și sisteme de evacuare utilizate în mod obișnuit. , 409, 430 și 446.
Calitățile martensitice, identificate și de seria 400, cum ar fi 403, 410 și 440, sunt magnetice, conțin 11,5% până la 18% crom și au martensita ca structură cristalină. Această combinație are cel mai scăzut conținut de aur, ceea ce le face cel mai puțin costisitoare de produs. Oferă o anumită rezistență la coroziune;rezistență excelentă;și sunt utilizate în mod obișnuit în articole de masă, echipamente dentare și chirurgicale, vase de gătit și anumite tipuri de unelte.
Când sudați SS, tipul de substrat și aplicarea sa în funcțiune vor determina metalul de umplutură adecvat care trebuie utilizat. Dacă utilizați un proces de protecție cu gaz, poate fi necesar să acordați o atenție deosebită amestecurilor de gaze de protecție pentru a preveni anumite probleme legate de sudare.
Pentru a lipi 304 la sine, veți avea nevoie de un electrod E308/308L. „L” înseamnă carbon scăzut, ceea ce ajută la prevenirea coroziunii intergranulare. Acești electrozi au un conținut de carbon sub 0,03%;orice lucru peste aceasta crește riscul de precipitare a carbonului la granițele granulelor și combinarea cu crom pentru a forma carburi de crom, reducând în mod eficient rezistența la coroziune a oțelului. Acest lucru devine evident dacă coroziunea are loc în zona afectată de căldură (HAZ) a îmbinărilor sudate SS.
Deoarece 304 este un tip austenitic de SS, metalul de sudură corespunzător va conține cea mai mare parte din austenită. Cu toate acestea, electrodul în sine va conține un stabilizator de ferită, cum ar fi molibdenul, pentru a promova formarea feritei în metalul de sudură. Producătorii listează de obicei o gamă tipică de cantități de ferită pentru metalul de sudură. adăugat la metalul de sudură.
Numerele de ferită sunt derivate din diagrama Schaeffler și diagrama WRC-1992, care utilizează formule echivalente de nichel și crom pentru a calcula valoarea, care atunci când sunt reprezentate pe diagramă produc un număr normalizat.totuși, la procente mai mari, numărul feritei crește cu o rată mai rapidă. Amintiți-vă că ferita din SS nu este aceeași cu ferita din oțel carbon, ci o fază numită ferită delta. SS austenitic nu are transformări de fază asociate proceselor la temperatură ridicată, cum ar fi tratamentul termic.
Formarea feritei este de dorit deoarece este mai ductilă decât austenita, dar trebuie controlată. Numărul scăzut de ferită poate produce suduri cu rezistență excelentă la coroziune în unele aplicații, dar sunt extrem de predispuse la fisurarea la cald în timpul sudării. Pentru condiții generale de utilizare, numărul de ferită ar trebui să fie între 5 și 10, dar pentru unele aplicații poate fi necesar un indicator de ferită cu valori mai mici sau mai mari.
Deoarece ați menționat că aveți probleme de fisurare și un număr scăzut de ferită, trebuie să vă uitați îndeaproape la metalul de umplutură și să vă asigurați că acesta produce un număr suficient de ferită - aproximativ 8 ar trebui să vă ajute. De asemenea, dacă utilizați sudare cu arc cu miez flux (FCAW), aceste metale de umplutură folosesc de obicei un gaz de protecție 100% dioxid de carbon sau un amestec de carbon de 75%, care poate provoca argonul de 75% CO2. Doriți să treceți la un proces de sudare cu arc metalic cu gaz (GMAW) și să utilizați un amestec de 98% argon/2% oxigen pentru a reduce posibilitatea de captare a carbonului.
Pentru a suda SS pe oțel carbon, trebuie să utilizați material de umplutură E309L. Acest metal de umplutură este utilizat special pentru sudarea metalelor diferite și formează o anumită cantitate de ferită după ce oțelul carbon este diluat în sudare. Deoarece oțelul carbon va absorbi ceva carbon, la metalul de umplutură se adaugă stabilizatori de ferită pentru a contracara tendința carbonului de a forma austenită.
În rezumat, dacă doriți să eliminați fisurile fierbinți pe îmbinările sudate SS austenitice, verificați metalul de umplutură cu ferită adecvat și urmați bunele practici de sudare. Mențineți aportul de căldură sub 50 kJ/inch, mențineți temperaturi între treceri moderate până la scăzute și asigurați-vă că îmbinările de lipit sunt lipsite de orice contaminare înainte de lipire.
WELDER, anterior Practical Welding Today, prezintă oamenii adevărați care fabrică produsele pe care le folosim și cu care lucrăm în fiecare zi. Această revistă a servit comunității de sudare din America de Nord de peste 20 de ani.
Acum, cu acces complet la ediția digitală a The FABRICATOR, acces ușor la resurse valoroase din industrie.
Ediția digitală a The Tube & Pipe Journal este acum complet accesibilă, oferind acces ușor la resurse valoroase din industrie.
Bucurați-vă de acces complet la ediția digitală a Jurnalului STAMPING, care oferă cele mai recente progrese tehnologice, cele mai bune practici și știri din industrie pentru piața de ștanțare a metalelor.
Acum, cu acces complet la ediția digitală a The Fabricator en Español, acces ușor la resurse valoroase din industrie.