Пытанне: Нядаўна мы пачалі выконваць працу, якая патрабуе вырабу некаторых кампанентаў у асноўным з нержавеючай сталі 304, якая зварваецца сама з сабой і з нізкавугляродзістай сталлю. У нас узніклі праблемы з расколінамі ў швах паміж нержавеючай сталлю і нержавеючай сталлю таўшчынёй да 1,25 цалі. Было згадана, што ў нас нізкі ўзровень ферыту. 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 гэтаму прадухіліць.
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 некаторыя іншыя 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 плёнкі аксіду хрому на сталёвых паверхнях і прадухіляе ўтварэнне акіслення, напрыклад, іржы (аксіду жалеза) або хімічнай карозіі.
Нержавеючая сталь у асноўным падзяляецца на тры групы: аўстэнітную, ферытную і мартенсітную. Іх назва паходзіць ад крышталічнай структуры, з якой яны складаюцца пры пакаёвай тэмпературы. Яшчэ адна распаўсюджаная група — дуплексная нержавеючая сталь, якая ўяўляе 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. Стабілізатары, такія як нікель, вуглярод, марганец і азот, дадаюцца падчас працэсу вытворчасці сталі, каб дапамагчы сфарміраваць суадносіны аўстэніту і ферыту. 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 трываласць пры нізкіх тэмпературах.
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 сілавых агрэгатах і маюць абмежаванае прымяненне пры высокіх тэмпературах. Некалькі распаўсюджаных тыпаў: 405, 409, 430 і 446.
Мартэнсітныя маркі, якія таксама называюць серыяй 400, такія як 403, 410 і 440, з'яўляюцца магнітнымі, утрымліваюць ад 11,5% да 18% хрому і маюць мартэнсітную крышталічную структуру. Гэта спалучэнне мае найменшае ўтрыманне золата, што робіць іх найменш дарагімі ў вытворчасці. Яны забяспечваюць пэўную каразійную ўстойлівасць, высокую 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 вызначаюць адпаведны прысадачны метал. Калі вы выкарыстоўваеце працэс з ахоўным газам, 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. Утрыманне вугляроду ў гэтых электродах складае менш за 0,03%, і калі гэтае значэнне перавышана, павялічваецца рызыка адкладу вугляроду на межах зерняў і злучэння хрому з утварэннем карбідаў хрому, што эфектыўна зніжае каразійную ўстойлівасць сталі. Гэта становіцца відавочным, калі карозія ўзнікае ў зоне цеплавога ўздзеяння (ЗТВ) зварных швоў нержавеючай сталі. Яшчэ адзін важны фактар ​​для нержавеючай сталі маркі L заключаецца ў тым, што яна мае меншую трываласць на разрыў пры падвышаных рабочых тэмпературах, чым прамыя маркі нержавеючай сталі.
Паколькі 304 — гэта аўстэнітны тып 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 важна прадухіліць яго даданне ў метал шва.
Лічбы ферыту атрымліваюцца з дыяграмы Шэфлера і дыяграмы WRC-1992, дзе выкарыстоўваюцца эквівалентныя формулы нікеля і хрому для разліку значэння, якое пры нанясенні на дыяграму дае нармалізаваны лік. Лік ферыту ад 0 да 7 адпавядае аб'ёмнаму працэнту крышталічнай структуры ферыту, якая прысутнічае ў метале шва, аднак пры больш высокіх працэнтах лік ферыту 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 падвяргаецца фазавым пераўтварэнням, звязаным з высокатэмпературнымі працэсамі, такімі як тэрмічная апрацоўка.
Утварэнне ферыту пажадана, паколькі ён больш пластычны, чым аўстэніт, але яго неабходна кантраляваць. Нізкае ўтрыманне ферыту можа забяспечыць зварныя швы з выдатнай каразійнай устойлівасцю ў некаторых выпадках, але яны надзвычай схільныя да гарачых расколін падчас зваркі. Для агульнага выкарыстання колькасць ферытаў павінна быць ад 5 да 10, але ў некаторых выпадках могуць спатрэбіцца меншыя або большыя значэнні. Ферыты можна лёгка праверыць на працоўным месцы з дапамогай ферытнага індыкатара.
Паколькі вы згадалі пра праблемы з расколінамі і нізкім утрыманнем ферытаў, вам варта ўважліва праверыць прысадачны метал і пераканацца, што ён выпрацоўвае дастатковую колькасць ферытаў — каля 8 павінна быць дастаткова. Акрамя таго, калі вы выкарыстоўваеце дугавую зварку з флюсам (FCAW), гэтыя прысадачныя металы звычайна выкарыстоўваюць ахоўны газ са 100% вуглякіслага газу або сумесь з 75% аргону і 25% CO2, што можа прывесці да паглынання вугляроду зварным металам. Вы можаце перайсці на працэс дугавой зваркі металам (GMAW) і выкарыстоўваць сумесь з 98% аргону і 2% кіслароду, каб паменшыць верагоднасць адкладаў вугляроду.
Пры зварцы нержавеючай сталі з вугляродзістай сталлю неабходна выкарыстоўваць прысадны матэрыял E309L. Гэты прысадны метал спецыяльна выкарыстоўваецца для зваркі разнастайных металаў, утвараючы пэўную колькасць ферыту пасля растварэння вугляродзістай сталі ў зварным шве. Паколькі вугляродзістая сталь паглынае некаторую колькасць вугляроду, у прысадны метал дадаюць стабілізатары ферыту, каб супрацьстаяць тэндэнцыі вугляроду да ўтварэння аўстэніту. Гэта дапаможа прадухіліць тэрмічнае расколінаванне падчас зваркі.
У заключэнне, калі вы хочаце адрамантаваць гарачыя расколіны ў зварных швах аўстэнітнай нержавеючай сталі, праверце наяўнасць дастатковай колькасці ферытнага прысаднага металу і прытрымлівайцеся належнай практыкі зваркі. Падтрымлівайце цеплападвод ніжэй за 50 кДж/цаль, падтрымлівайце ўмераныя або нізкія міжпраходныя тэмпературы і пераканайцеся, што паяныя злучэнні чыстыя перад пайкай. Выкарыстоўвайце адпаведны калібр для праверкі колькасці ферыту на зварным шве, імкнучыся да 5-10.
Часопіс WELDER, раней вядомы як «Practical Welding Today», прадстаўляе рэальных людзей, якія вырабляюць прадукцыю, якой мы карыстаемся і з якой працуем кожны дзень. Гэты часопіс абслугоўвае супольнасць зварачных спецыялістаў 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 лічбавы доступ да часопіса STAMPING, у якім прадстаўлены найноўшыя тэхналогіі, перадавы вопыт і галіновыя навіны рынку штампоўкі металу.
Цяпер, маючы поўны лічбавы доступ да The Fabricator en Español, вы маеце лёгкі доступ да каштоўных галіновых рэсурсаў.