A hegesztési módszerekről a különböző rozsdamentes acélokhoz
Austenit rozsdamentes acélok
Az austenit rozsdamentes acélok általában jó hegeszthetőséggel rendelkeznek, mint sok más fémhez. Mivel hűtéskor nem keményen megkeményednek, jó keménység és rugalmasság, és nem igényel előmelegedést vagy a hegesztés előtti vagy utáni kezelést. Bizonyos körülmények között azonban repedések fordulhatnak elő a hegesztési (vagy töltőfém) vagy a hő által érintett zónában (HAZ).
A hegesztési fém megszilárdulási repedése valószínűbb, hogy teljesen austenitikus struktúrákban fordul elő, amelyek hajlamosabbak a repedésre, mint a kis mennyiségű ferritet tartalmazó struktúrákra. A teljes austenit fokozat magában foglalja a 310, 320 és 330 fokozatot. Mivel azonban a leggyakrabban használt austenit rozsdamentes acélok valójában kis mennyiségű ferritet tartalmaznak, ez a probléma valójában nem olyan súlyos, mint amilyennek látszik. Például a 316 ötvözet 3–10% ferritet tartalmaz. Fermomic 50 (XM -19, UnS S20910, 1.3964, Nitronic 50), Fermomic 60 (UNS S21800, Nitronic 60) és az Alloy 254 (UNS S31254, 1,4547, 254SMO, 6MO) kis mennyiségű ferritet is tartalmaz. Ez a kis mennyiségű ferrit mikroszerkezet képes feloldani a szennyeződéseket, amelyek intergranuláris repedést vagy alacsony olvadáspont -szegregáció képződését okozhatják. Ezek társulnak a foszfor vagy a kén jelenlétéhez, amelyeket kóbor elemeknek tekintnek, mivel ezeket nem szándékosan adják hozzá, hanem a kiindulási hulladékból, a nyersanyagokból és a folyamatokból veszik át.
Az austenit rozsdamentes acélokban lévő szén a hegesztés után a hegesztési fémben vagy a HAZ -ban a granuláris korróziót okozhatja. A króm -karbidok az austenitikus rozsdamentes acélok gabona határain alakulnak ki a 550-900 fok hőmérsékleti tartományában. Ez azt jelenti, hogy a karbidokat körülvevő terület most alacsonyabb a krómban, mivel a króm diffúziója a szülőfémben nagyon lassú. Ezért az alacsonyabb krómtartalommal rendelkező területek ezért kevésbé ellenállnak a korróziónak, és minden korrózió valószínűleg itt kezdődik. Ezt a jelenséget a hegesztés során tapasztalt hőmérséklet okozhatja, és szenzibilizációnak nevezik.
A szén-dioxid-tartalom csökkentése csökkenti a héj utáni szenzibilizáció valószínűségét. Ezért számos standard osztály elérhető a szignifikánsan csökkentett széntartalommal rendelkező verziókban, például a 316L ötvözet (C <0. 0 3%), szemben a 316 ötvözettel (C <0,08%).
A stabilizált osztályok, például a 316TI ötvözet, titán -kiegészítéseket használnak a teljesítmény javításához megemelkedett hőmérsékleten. Ez csökkenti az érzékenyítést is, mivel a fémben lévő szén inkább a króm, mint a króm.
Végül, ha az austenit rozsdamentes acélok hosszabb ideig vannak kitéve a 550-900 fok között, akkor a káros Sigma fázis kis mennyiségű ferritből alakulhat ki.
Duplex és szuper duplex rozsdamentes acélok
A leggyakoribb austenit rozsdamentes acélokhoz hasonlóan, a mikroszerkezetben a ferrit jelenléte a hegesztés során a forró repedés valószínűségének korlátozását eredményezheti. Tekintettel arra, hogy a duplex és a szuper duplex rozsdamentes acélok szinte azonos arányú austenit és ferrit arányt tartalmaznak, ez természetesen nem jelent problémát. Ezért a duplex acélok könnyen hegeszthetők, de a hegesztési folyamatot minősíteni és ellenőrizni kell a nemkívánatos mikroszerkezetek kialakulásának elkerülése érdekében.
A duplex rozsdamentes acélok fő problémája az, hogy hajlamosak egy Sigma fázis mikroszerkezetet képezni a ferrit átalakulásából. Ez a transzformáció különféle hőmérsékletek és idők tartományában történik, és a legjobban egy TTT (hőmérsékleti-idő-transzformáció) diagram mutatja be. A Sigma egy nem mágneses intermetallos fázis, amelyben gazdag vas és króm. A Sigma fázist körülvevő terület alacsonyabb krómtartalommal rendelkezik, ezért sokkal alacsonyabb a korrózióállóság, mint más területeken. Ezenkívül a ferrit transzformációja a Sigma fázisba üregekhez vezethet, ami repedések megjelenéséhez és a mechanikai szilárdság jelentős csökkenéséhez vezethet, különösen az ütközés szilárdságához. Ezért, ha a duplex és a szuper duplex rozsdamentes acélok magasabb hőmérsékleteknek vannak kitéve, akkor kiváló korrózióállóságuk és mechanikai tulajdonságaik teljesen eltolódnak.
A Ferralium 255 (UNS S32550, F61, 1.4507) kevésbé valószínű, hogy Sigma fázist képez, mint az S32760 (F55, 1.4501, Zeron 100), S32750 (F53, 1.4410, SAF2507) vagy S32205 (F51, 1,4462, Duplex 2205).
A Sigma fázis kialakulásának elkerülése érdekében a hegesztési körülményeket ellenőrizni kell a hőmérsékleten történő idő korlátozása érdekében. Amint a TTT -diagram mutatja, a Sigma fázis viszonylag rövid időpontokban alakulhat ki kb. {0}} fokon. A szülőfém viszonylag nagy mérete miatt a hegesztési területhez képest a hegesztés által generált hő általában meglehetősen gyorsan eloszlik. Az alacsonyabb hőmérsékleten hosszabb idők ugyanolyan mikroszerkezeti transzformációt eredményezhetnek. Ezért a multi-átmeneti hegesztések esetében fontos a hegesztési hőmérséklet korlátozása. Ez érhető el a hegesztési hő bemenet csökkentésével, a hűtés biztosításával vagy a hegesztési áthaladások közötti szünettel.
A duplex és a szuper duplex rozsdamentes acélok hegesztésében egy másik fő kihívás a kiegyensúlyozott austenit: ferrit mikroszerkezet fenntartása. A hegesztési fém területén a nitrogén gyakran elveszik. Mivel a nitrogén egy austenit stabilizátor, a nitrogén elvesztése a hegesztési területen a ferrit nagyobb arányát ösztönzi, ami a mechanikai és korrózió tulajdonságainak elvesztését eredményezi. Ez legyőzhető egy túlterhelt töltőfém kiválasztásával, azaz nagyobb nikkel-százalékot tartalmaz (egy másik austenit stabilizátort), vagy a nitrogént maga árnyékológázként használja úgy, hogy a hegesztési fém kis mennyiségű nitrogént felszívjon.
