Otázka: Nedávno sme začali robiť prácu, ktorá vyžaduje, aby boli niektoré komponenty vyrobené predovšetkým z nehrdzavejúcej ocele triedy 304, ktorá je zváraná na seba a na mäkkú oceľ. Zaznamenali sme určité problémy s praskaním zvarov z nehrdzavejúcej ocele na nehrdzavejúcej oceli s hrúbkou až 1,25″. Bolo spomenuté, že máme nízky obsah feritu. Môžete vysvetliť, čo to je a ako to opraviť?
Odpoveď: Toto je dobrá otázka. Áno, môžeme vám pomôcť pochopiť, čo znamená nízky obsah feritu a ako tomu zabrániť.
Najprv si zopakujme definíciu nehrdzavejúcej ocele (SS) a ako súvisí ferit so zvarovými spojmi.Čierna oceľ a zliatiny obsahujú viac ako 50 % železa. Patria sem všetky uhlíkové a nehrdzavejúce ocele a ďalšie definované skupiny.Hliník, meď a titán neobsahujú železo, takže sú vynikajúcimi príkladmi neželezných zliatin.
Hlavnými zložkami tejto zliatiny sú uhlíková oceľ s minimálne 90 % železa a SS so 70 až 80 % železa. Aby bola klasifikovaná ako SS, musí obsahovať aspoň 11,5 % pridaného chrómu. Hladiny chrómu nad touto minimálnou hranicou podporujú tvorbu povlakov oxidu chrómu na oceľových povrchoch a zabraňujú tvorbe oxidov, ako je hrdza (oxid železa) alebo korózia spôsobená chemickým napadnutím.
SS sa delia hlavne na tri skupiny: austenit, ferit a martenzit. Ich názov pochádza z kryštálovej štruktúry pri izbovej teplote, ktorá ich tvorí. Ďalšou spoločnou skupinou je duplex SS, čo je rovnováha medzi feritom a austenitom v kryštálovej štruktúre.
Austenitické druhy, séria 300, obsahujú 16 % až 30 % chrómu a 8 % až 40 % niklu, čím vytvárajú prevažne austenitickú kryštálovú štruktúru. Na podporu tvorby pomeru austenit-ferit sa počas procesu výroby ocele pridávajú stabilizátory ako nikel, uhlík, mangán a dusík. Niektoré bežné druhy sú odolné voči korózii34704používa sa predovšetkým v potravinárskom, chemickom, farmaceutickom a kryogénnom použití. Kontrola tvorby feritu poskytuje vynikajúcu húževnatosť pri nízkych teplotách.
Feritic SS je typ radu 400, ktorý je plne magnetický, obsahuje 11,5 % až 30 % chrómu a má kryštálovú štruktúru s prevládajúcou feritickou štruktúrou. Na podporu tvorby feritu stabilizátory zahŕňajú chróm, kremík, molybdén a niób počas výroby ocele. Tieto typy SS sa bežne používajú v automobilových 4 výfukových systémoch a elektrárňach s obmedzenou teplotou4,0.5 430 a 446.
Martenzitické triedy, tiež identifikované sériou 400, ako je 403, 410 a 440, sú magnetické, obsahujú 11,5 % až 18 % chrómu a majú martenzit ako kryštálovú štruktúru. Táto kombinácia má najnižší obsah zlata, čo ich robí najmenej nákladnými na výrobu. Poskytujú určitú odolnosť proti korózii;vynikajúca pevnosť;a bežne sa používajú v stolovom riade, zubnom a chirurgickom zariadení, kuchynskom riade a určitých typoch nástrojov.
Keď zvárate SS, typ substrátu a jeho použitie v prevádzke určí vhodný prídavný kov, ktorý sa má použiť. Ak používate proces ochrany proti plynu, možno budete musieť venovať osobitnú pozornosť zmesiam ochranných plynov, aby ste predišli určitým problémom súvisiacim so zváraním.
Na prispájkovanie 304 k sebe budete potrebovať elektródu E308/308L. „L“ znamená nízky uhlík, ktorý pomáha predchádzať medzikryštalickej korózii. Tieto elektródy majú obsah uhlíka nižší ako 0,03 %;čokoľvek nad túto hranicu zvyšuje riziko zrážania uhlíka na hraniciach zŕn a spájania sa s chrómom za vzniku karbidov chrómu, čím sa účinne znižuje odolnosť ocele proti korózii. Toto sa prejaví, ak sa korózia vyskytne v tepelne ovplyvnenej zóne (HAZ) zváraných spojov SS. Ďalšou úvahou pre SS triedy L je, že majú nižšiu pevnosť v ťahu pri zvýšených prevádzkových teplotách ako priame triedy SS.
Pretože 304 je austenitický typ SS, zodpovedajúci zvarový kov bude obsahovať väčšinu austenitu. Elektróda samotná však bude obsahovať feritový stabilizátor, ako je molybdén, na podporu tvorby feritu vo zvarovom kove. Výrobcovia zvyčajne uvádzajú typický rozsah množstiev feritu pre zvarový kov. Ako už bolo spomenuté vyššie, kov uhlík je pridaný z dôvodu silného a kritického stupňa stabilizácie.
Feritové čísla sú odvodené zo Schaefflerovho diagramu a WRC-1992 diagramu, ktoré využívajú vzorce ekvivalentu niklu a chrómu na výpočet hodnoty, ktorá po vynesení do diagramu vytvorí normalizované číslo. Feritové číslo medzi 0 a 7 zodpovedá objemovému percentu feritovej kryštálovej štruktúry prítomnej vo zvarovom kove;avšak pri vyšších percentách sa číslo feritu zvyšuje rýchlejšie. Pamätajte, že ferit v SS nie je rovnaký ako ferit z uhlíkovej ocele, ale fáza nazývaná delta ferit. Austenitický SS nemá žiadne fázové transformácie spojené s vysokoteplotnými procesmi, ako je tepelné spracovanie.
Tvorba feritu je žiaduca, pretože je tvárnejšia ako austenit, ale musí byť kontrolovaná. Nízky počet feritov môže v niektorých aplikáciách vytvárať zvary s vynikajúcou odolnosťou proti korózii, ale je extrémne náchylný na praskanie za tepla počas zvárania. Pre všeobecné podmienky používania by mal byť počet feritu medzi 5 a 10, ale pre niektoré aplikácie môžu byť potrebné nižšie alebo vyššie hodnoty. Úloha sa dá ľahko overiť pomocou feritu.
Keďže ste spomenuli, že máte problémy s praskaním a nízky počet feritov, musíte sa dôkladne pozrieť na svoj prídavný kov a uistiť sa, že produkuje dostatočný počet feritov – asi 8 by malo pomôcť. Tiež, ak používate oblúkové oblúkové zváranie tavivom (FCAW), tieto prídavné kovy zvyčajne používajú 100 % ochranný plyn oxidu uhličitého alebo 75 % argón/25 % kov, ktorý môže spôsobiť, že zváracia zmes uhlíka a 25 % CO2 prejde. (GMAW) a použite zmes 98 % argónu/2 % kyslíka, aby sa znížila možnosť zachytávania uhlíka.
Na zváranie SS na uhlíkovú oceľ musíte použiť prídavný materiál E309L. Tento prídavný kov sa špeciálne používa na zváranie odlišných kovov a vytvára určité množstvo feritu po zriedení uhlíkovej ocele do zvaru. Keďže uhlíková oceľ absorbuje určité množstvo uhlíka, do prídavného kovu sa pridávajú feritové stabilizátory, ktoré bránia tendencii uhlíka vytvárať austenit pri zváraní. To pomôže zabrániť tepelnému praskaniu pri zváraní.
Stručne povedané, ak chcete eliminovať horúce trhliny na austenitických SS zvarových spojoch, overte si adekvátny feritový prídavný kov a dodržujte správnu zváraciu prax. Udržujte tepelný príkon pod 50 kJ/palec, udržiavajte mierne až nízke interpass teploty a zabezpečte, aby spájkované spoje boli bez akejkoľvek kontaminácie pred spájkovaním. Použite vhodné meradlo na overenie množstva feritu na zváranom mieste.
WELDER, predtým Practical Welding Today, predstavuje skutočných ľudí, ktorí vyrábajú produkty, ktoré používame a s ktorými pracujeme každý deň. Tento časopis slúži zváračskej komunite v Severnej Amerike už viac ako 20 rokov.
Teraz s úplným prístupom k digitálnemu vydaniu The FABRICATOR, jednoduchým prístupom k cenným priemyselným zdrojom.
Digitálne vydanie časopisu The Tube & Pipe Journal je teraz plne prístupné a poskytuje jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.
Užite si plný prístup k digitálnemu vydaniu časopisu STAMPING Journal, ktorý poskytuje najnovšie technologické pokroky, osvedčené postupy a novinky z odvetvia pre trh s lisovaním kovov.
Teraz s úplným prístupom k digitálnemu vydaniu The Fabricator en Español, jednoduchým prístupom k cenným priemyselným zdrojom.