Пытанне: Нядаўна мы пачалі выконваць працу, якая патрабуе вырабу некаторых кампанентаў у асноўным з нержавеючай сталі маркі 304, якая зварваецца сама з сабой і з нізкавугляродзістай сталлю. У нас узніклі некаторыя праблемы з расколінамі на зварных швах нержавеючай сталі з нержавеючай сталлю таўшчынёй да 1,25 цалі. Было згадана, што ў нас нізкая колькасць ферытаў. Ці можаце вы растлумачыць, што гэта такое і як гэта выправіць?
A: Гэта добрае пытанне. Так, мы можам дапамагчы вам зразумець, што азначае нізкі ўзровень ферыту і як гэтага пазбегнуць.
Спачатку давайце разгледзім вызначэнне нержавеючай сталі (НС) і тое, як ферыт звязаны са зварнымі злучэннямі. Чорная сталь і сплавы ўтрымліваюць больш за 50% жалеза. Гэта ўключае ў сябе ўсе вугляродзістыя і нержавеючыя сталі, а таксама іншыя вызначаныя групы. Алюміній, медзь і тытан не ўтрымліваюць жалеза, таму яны з'яўляюцца выдатнымі прыкладамі каляровых сплаваў.
Асноўнымі кампанентамі гэтага сплаву з'яўляюцца вугляродзістая сталь з утрыманнем жалеза не менш за 90% і нержавеючая сталь з утрыманнем жалеза ад 70 да 80%. Каб быць класіфікаваным як нержавеючая сталь, ён павінен утрымліваць не менш за 11,5% дададзенага хрому. Узровень хрому вышэй за гэты мінімальны парог спрыяе ўтварэнню плёнак аксіду хрому на сталёвых паверхнях і прадухіляе ўтварэнне акіслення, напрыклад, іржы (аксіду жалеза) або карозіі, выкліканай хімічным уздзеяннем.
Нержавеючыя сталі ў асноўным падзяляюцца на тры групы: аўстэніт, ферыт і мартэнсіт. Іх назва паходзіць ад крышталічнай структуры пры пакаёвай тэмпературы, якая іх складае. Яшчэ адна распаўсюджаная група - гэта дуплексныя нержавеючыя сталі, якія ўяўляюць сабой баланс паміж ферытам і аўстэнітам у крышталічнай структуры.
Аўстэнітныя маркі, серыя 300, утрымліваюць ад 16% да 30% хрому і ад 8% да 40% нікеля, утвараючы пераважна аўстэнітную крышталічную структуру. Для садзейнічання ўтварэнню суадносін аўстэніту і ферыту ў працэсе вытворчасці сталі дадаюцца стабілізатары, такія як нікель, вуглярод, марганец і азот. Некаторыя распаўсюджаныя маркі - 304, 316 і 347. Забяспечвае добрую каразійную ўстойлівасць; у асноўным выкарыстоўваецца ў харчовай, хімічнай, фармацэўтычнай і крыягеннай прамысловасці. Кантроль утварэння ферыту забяспечвае выдатную нізкатэмпературную трываласць.
Ферытная нержавеючая сталь — гэта марка серыі 400, якая цалкам магнітная, утрымлівае ад 11,5% да 30% хрому і мае пераважна ферытную крышталічную структуру. Для садзейнічання ўтварэнню ферыту ў якасці стабілізатараў падчас вытворчасці сталі выкарыстоўваюцца хром, крэмній, малібдэн і ніобій. Гэтыя тыпы нержавеючай сталі звычайна выкарыстоўваюцца ў аўтамабільных выхлапных сістэмах і на электрастанцыях і маюць абмежаванае прымяненне пры высокіх тэмпературах. Некалькі распаўсюджаных тыпаў — гэта 405, 409, 430 і 446.
Мартэнсітныя маркі, якія таксама абазначаюцца серыяй 400, напрыклад, 403, 410 і 440, з'яўляюцца магнітнымі, утрымліваюць ад 11,5% да 18% хрому і маюць мартэнсіт у якасці крышталічнай структуры. Гэта спалучэнне мае найменшае ўтрыманне золата, што робіць іх найменш дарагімі ў вытворчасці. Яны забяспечваюць пэўную каразійную ўстойлівасць; выдатную трываласць; і шырока выкарыстоўваюцца ў посудзе, стаматалагічнай і хірургічнай абстаднанні, кухонным посудзе і некаторых тыпах інструментаў.
Пры зварцы нержавеючай сталі тып падкладкі і яе прымяненне ў працэсе эксплуатацыі вызначаюць адпаведны прысадачны метал. Калі вы выкарыстоўваеце працэс абароны ад газу, вам можа спатрэбіцца звярнуць асаблівую ўвагу на сумесі ахоўных газаў, каб прадухіліць пэўныя праблемы, звязаныя са зваркай.
Каб прыпаяць сталь 304 саму да сябе, вам спатрэбіцца электрод E308/308L. «L» азначае нізкавугляродны матэрыял, які дапамагае прадухіліць міжкрышталітную карозію. Гэтыя электроды маюць утрыманне вугляроду ніжэй за 0,03%; усё, што вышэй за гэта, павялічвае рызыку выпадзення вугляроду на межах зерняў і злучэння з хромам з утварэннем карбідаў хрому, што эфектыўна зніжае каразійную стойкасць сталі. Гэта становіцца відавочным, калі карозія адбываецца ў зоне цеплавога ўздзеяння (ЗТВ) зварных злучэнняў з нержавеючай сталі. Яшчэ адзін фактар, які варта ўлічваць пры прыпайцы нержавеючай сталі маркі L, заключаецца ў тым, што яна мае меншую трываласць на разрыў пры падвышаных эксплуатацыйных тэмпературах, чым нержавеючая сталь прамой вытворчасці.
Паколькі 304 з'яўляецца аўстэнітным тыпам нержавеючай сталі, адпаведны метал шва будзе ўтрымліваць большую частку аўстэніту. Аднак сам электрод будзе ўтрымліваць ферытавы стабілізатар, напрыклад, малібдэн, для садзейнічання ўтварэнню ферыту ў метале шва. Вытворцы звычайна паказваюць тыповы дыяпазон колькасці ферыту для металу шва. Як ужо згадвалася раней, вуглярод з'яўляецца моцным аўстэнітным стабілізатарам, і па гэтых прычынах вельмі важна не дапускаць яго дадання ў метал шва.
Ферытавыя лікі атрымліваюцца з дыяграмы Шэффлера і дыяграмы WRC-1992, дзе для разліку значэння выкарыстоўваюцца эквівалентныя формулы нікеля і хрому, якія пры нанясенні на дыяграму даюць нармалізаваны лік. Ферытавы лік ад 0 да 7 адпавядае аб'ёмнаму працэнту крышталічнай структуры ферыту, якая прысутнічае ў метале шва; аднак пры больш высокіх працэнтах ферытавы лік павялічваецца хутчэй. Памятайце, што ферыт у нержавеючай сталі - гэта не тое ж самае, што ферыт вугляродзістай сталі, а фаза, якая называецца дэльта-ферытам. Аўстэнітная нержавеючая сталь не мае фазавых пераўтварэнняў, звязаных з высокатэмпературнымі працэсамі, такімі як тэрмічная апрацоўка.
Утварэнне ферыту пажадана, таму што ён больш пластычны, чым аўстэніт, але яго неабходна кантраляваць. Нізкая колькасць ферыту можа стварыць зварныя швы з выдатнай каразійнай устойлівасцю ў некаторых выпадках, але надзвычай схільная да гарачых расколін падчас зваркі. Для агульных умоў выкарыстання колькасць ферыту павінна быць ад 5 да 10, але для некаторых ужыванняў могуць спатрэбіцца больш нізкія або больш высокія значэнні. Ферыты можна лёгка праверыць на працоўным месцы з дапамогай ферытнага індыкатара.
Паколькі вы згадалі пра праблемы з расколінамі і нізкі ўзровень ферыту, вам трэба ўважліва праверыць прысадачны метал і пераканацца, што ў ім дастаткова ферыту — каля 8 павінна дапамагчы. Акрамя таго, калі вы выкарыстоўваеце дугавую зварку парашковай парашком (FCAW), для гэтых прысадачных металаў звычайна выкарыстоўваецца ахоўны газ са 100% вуглякіслага газу або сумесь з 75% аргону і 25% CO2, што можа прывесці да паглынання вугляроду ў зварным метале. Вы можаце перайсці на працэс газа-метал-дугавой зваркі (GMAW) і выкарыстоўваць сумесь з 98% аргону і 2% кіслароду, каб паменшыць верагоднасць паглынання вугляроду.
Для зваркі нержавеючай сталі з вугляродзістай сталлю неабходна выкарыстоўваць прысадны матэрыял E309L. Гэты прысадны метал спецыяльна выкарыстоўваецца для зваркі разнастайных металаў і ўтварае пэўную колькасць ферыту пасля таго, як вугляродзістая сталь разводзіцца ў шве. Паколькі некаторая колькасць вугляроду паглынаецца вугляродзістай сталлю, у прысадны метал дадаюць стабілізатары ферыту, каб супрацьстаяць тэндэнцыі вугляроду да ўтварэння аўстэніту. Гэта дапаможа прадухіліць тэрмічнае расколінаванне пры зварцы.
Карацей кажучы, калі вы хочаце ліквідаваць гарачыя расколіны на зварных злучэннях аўстэнітнай нержавеючай сталі, праверце дастатковую колькасць ферытнага прысаднага металу і прытрымлівайцеся належнай практыкі зваркі. Падтрымлівайце цеплападвод ніжэй за 50 кДж/цаля, падтрымлівайце ўмераныя або нізкія міжпраходныя тэмпературы і пераканайцеся, што паяныя злучэнні не забруджаныя перад пайкай. Выкарыстоўвайце адпаведны калібр для праверкі колькасці ферыту на зварным злучэнні, імкнучыся да ад 5 да 10.
WELDER, раней вядомы як Practical Welding Today, знаёміць з рэальнымі людзьмі, якія вырабляюць прадукцыю, якой мы карыстаемся і з якой працуем кожны дзень. Гэты часопіс служыць супольнасці зварачных машын у Паўночнай Амерыцы больш за 20 гадоў.
Цяпер з поўным доступам да лічбавага выдання The FABRICATOR, лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.
Лічбавае выданне часопіса «The Tube & Pipe Journal» цяпер цалкам даступнае, што забяспечвае лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.
Атрымайце поўны доступ да лічбавага выдання часопіса STAMPING, які змяшчае найноўшыя тэхналагічныя дасягненні, перадавы вопыт і галіновыя навіны для рынку штампоўкі металу.
Цяпер з поўным доступам да лічбавага выдання The Fabricator en Español, лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.