Otázka: Nedávno sme začali robiť nejakú prácu, ktorá si vyžaduje, aby boli niektoré komponenty vyrobené predovšetkým z nehrdzavejúcej ocele 304, ktorá je zváraná na seba a na mäkkú oceľ.Zaznamenali sme určité problémy s praskaním zvaru medzi nehrdzavejúcou oceľou a nehrdzavejúcou oceľou až do hrúbky 1,25″.Bolo spomenuté, že máme nízke hladiny feritu.Môžete vysvetliť, čo to je a ako to opraviť?
A: To je dobrá otázka.Áno, môžeme vám pomôcť pochopiť, čo znamená nízky ferit a ako tomu zabrániť.
Najprv sa pozrime na definíciu nehrdzavejúcej ocele (SS) a na to, ako súvisí ferit so zvarovými spojmi.Čierna oceľ a zliatiny obsahujú viac ako 50 % železa.Patria sem všetky uhlíkové a nehrdzavejúce ocele, ako aj niektoré ďalšie skupiny.Hliník, meď a titán neobsahujú železo, takže sú vynikajúcimi príkladmi neželezných zliatin.
Hlavnými zložkami tejto zliatiny sú uhlíková oceľ s obsahom železa minimálne 90 % a nehrdzavejúca oceľ s obsahom železa 70 až 80 %.Aby bol klasifikovaný ako SS, musí obsahovať najmenej 11,5 % pridaného chrómu.Hladiny chrómu nad touto minimálnou hranicou podporujú tvorbu filmu oxidu chrómu na oceľových povrchoch a zabraňujú tvorbe oxidácie, ako je hrdza (oxid železa) alebo chemická korózia.
Nerezová oceľ sa delí hlavne do troch skupín: austenitická, feritická a martenzitická.Ich názov pochádza z kryštálovej štruktúry pri izbovej teplote, z ktorej sa skladajú.Ďalšou bežnou skupinou je duplexná nehrdzavejúca oceľ, ktorá predstavuje rovnováhu medzi feritom a austenitom v kryštálovej štruktúre.
Austenitické druhy, séria 300, obsahujú 16 % až 30 % chrómu a 8 % až 40 % niklu, pričom tvoria prevažne austenitickú kryštálovú štruktúru.Stabilizátory ako nikel, uhlík, mangán a dusík sa pridávajú počas procesu výroby ocele, aby pomohli vytvoriť pomer austenit-ferit.Niektoré bežné triedy sú 304, 316 a 347. Poskytuje dobrú odolnosť proti korózii;používa sa hlavne v potravinárskom, chemickom, farmaceutickom a kryogénnom priemysle.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 prevažne feritickú kryštálovú štruktúru.Na podporu tvorby feritu zahŕňajú stabilizátory chróm, kremík, molybdén a niób počas výroby ocele.Tieto typy SS sa bežne používajú v automobilových výfukových systémoch a hnacích jednotkách a majú obmedzené aplikácie pri vysokých teplotách.Niekoľko bežne používaných typov: 405, 409, 430 a 446.
Martenzitické triedy, tiež označované ako séria 400, ako napríklad 403, 410 a 440, sú magnetické, obsahujú 11,5 % až 18 % chrómu a majú martenzitickú kryštálovú štruktúru.Táto kombinácia má najnižší obsah zlata, vďaka čomu je ich výroba najmenej nákladná.Poskytujú určitú odolnosť proti korózii, vynikajúcu pevnosť a bežne sa používajú v stolovom riade, zubnom a chirurgickom zariadení, riade a niektorých typoch nástrojov.
Keď zvárate nehrdzavejúcu oceľ, typ podkladu a jeho použitie v prevádzke určí vhodný prídavný kov, ktorý sa má použiť.Ak používate proces s ochranným plynom, možno budete musieť venovať osobitnú pozornosť zmesiam ochranného plynu, aby ste predišli určitým problémom spojeným so zváraním.
Na prispájkovanie 304 k sebe budete potrebovať elektródu E308/308L.„L“ znamená nízky uhlík, ktorý pomáha predchádzať medzikryštalickej korózii.Obsah uhlíka v týchto elektródach je menší ako 0,03 %, pri prekročení tejto hodnoty sa zvyšuje riziko usadzovania uhlíka na hraniciach zŕn a spájania chrómu za vzniku karbidov chrómu, čo účinne znižuje koróznu odolnosť ocele.Toto sa prejaví, ak sa korózia vyskytne v tepelne ovplyvnenej zóne (HAZ) zvarov nehrdzavejúcej ocele.Ďalšou úvahou pre nehrdzavejúcu oceľ triedy L je, že majú nižšiu pevnosť v ťahu pri zvýšených prevádzkových teplotách ako priame triedy nehrdzavejúcej ocele.
Pretože 304 je austenitický typ nehrdzavejúcej ocele, zodpovedajúci zvarový kov bude obsahovať väčšinu austenitu.Samotná elektróda však bude obsahovať feritový stabilizátor, ako je molybdén, na podporu tvorby feritu vo zvarovom kove.Výrobcovia zvyčajne uvádzajú typický rozsah množstva feritu pre zvarový kov.Ako už bolo spomenuté, uhlík je silný austenitický stabilizátor az týchto dôvodov je nevyhnutné zabrániť jeho pridávaniu do zvarového kovu.
Feritové čísla sú odvodené zo Schefflerovej tabuľky a tabuľky WRC-1992, ktoré používajú vzorce ekvivalentné niklu a chrómu na výpočet hodnoty, ktorá pri vynesení do grafu dáva normalizované číslo.Feritové číslo medzi 0 a 7 zodpovedá objemovému percentu feritickej kryštálovej štruktúry prítomnej vo zvarovom kove, avšak pri vyšších percentách sa feritové číslo zvyšuje rýchlejšie.Pamätajte, že ferit v SS nie je rovnaký ako ferit z uhlíkovej ocele, ale fáza nazývaná delta ferit.Austenitická nehrdzavejúca oceľ nepodlieha fázovým transformáciám spojeným s vysokoteplotnými procesmi, ako je tepelné spracovanie.
Tvorba feritu je žiaduca, pretože je ťažnejšia ako austenit, ale musí sa kontrolovať.Nízky obsah feritu môže poskytnúť zvarom vynikajúcu odolnosť proti korózii v niektorých aplikáciách, ale sú extrémne náchylné na praskanie za tepla počas zvárania.Pre všeobecné použitie by mal byť počet feritov medzi 5 a 10, ale niektoré aplikácie môžu vyžadovať nižšie alebo vyššie hodnoty.Ferity je možné jednoducho kontrolovať na pracovisku pomocou feritového indikátora.
Keďže ste spomenuli, že máte problémy s praskaním a nízkymi feritmi, mali by ste sa dôkladne pozrieť na váš prídavný kov a uistiť sa, že produkuje dostatok feritov – okolo 8 by malo stačiť.Tiež, ak používate zváranie elektrickým oblúkom (FCAW), tieto prídavné kovy zvyčajne používajú ochranný plyn 100% oxidu uhličitého alebo zmes 75% argónu a 25% CO2, čo môže spôsobiť, že zvarový kov absorbuje uhlík.Môžete prejsť na proces zvárania kovovým oblúkom (GMAW) a použiť zmes 98 % argónu/2 % kyslíka, aby ste znížili možnosť tvorby uhlíkových usadenín.
Pri zváraní nehrdzavejúcej ocele na uhlíkovú oceľ je potrebné použiť prídavný materiál E309L.Tento prídavný kov sa špeciálne používa na zváranie odlišných kovov, pričom po rozpustení uhlíkovej ocele vo zvare vytvára určité množstvo feritu.Pretože uhlíková oceľ absorbuje určité množstvo uhlíka, do prídavného kovu sa pridávajú feritové stabilizátory, ktoré pôsobia proti tendencii uhlíka vytvárať austenit.To pomôže zabrániť tepelnému praskaniu počas zvárania.
Na záver, ak chcete opraviť horúce trhliny vo zvaroch austenitickej nehrdzavejúcej ocele, skontrolujte dostatok feritového prídavného kovu a dodržujte správnu zváraciu prax.Udržujte tepelný príkon pod 50 kJ/in, udržiavajte stredné až nízke medziprechodové teploty a zabezpečte, aby boli spájkované spoje pred spájkovaním čisté.Pomocou vhodného meradla skontrolujte množstvo feritu na zvare s cieľom 5-10.
WELDER, predtým nazývaný 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 digitálnej edícii 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.
Získajte úplný digitálny prístup k časopisu STAMPING Journal, ktorý obsahuje najnovšie technológie, osvedčené postupy a novinky z odvetvia pre trh lisovania kovov.
Teraz s úplným digitálnym prístupom k The Fabricator en Español máte jednoduchý prístup k cenným priemyselným zdrojom.