K: Hiljuti alustasime töödega, mis nõuavad mõnede komponentide valmistamist peamiselt 304 roostevabast terasest, mis on keevitatud iseenda ja pehme terase külge. Meil ​​on esinenud probleeme keevispragudega kuni 1,25-tollise paksusega roostevaba terase ja roostevaba terase vahel. Mainiti, et meil on madal ferriiditase. Kas saaksite selgitada, mis see on ja kuidas seda parandada?
V: See on hea küsimus. Jah, me saame aidata teil mõista, mida madal ferriiditase tähendab ja kuidas seda vältida.
Kõigepealt vaatame roostevaba terase (SS) definitsiooni ja seda, kuidas ferriit on seotud keevisliidetega. Must teras ja sulamid sisaldavad üle 50% rauda. See hõlmab kõiki süsinik- ja roostevabasid teraseid, samuti teatud teisi rühmi. Alumiinium, vask ja titaan ei sisalda rauda, ​​seega on need suurepärased näited mitteferrooste sulamitest.
Selle sulami peamised komponendid on süsinikteras, mille rauasisaldus on vähemalt 90%, ja roostevaba teras, mille rauasisaldus on 70–80%. Roostevaba terase klassifitseerimiseks peab sellel olema vähemalt 11,5% kroomi. Kroomi tase, mis ületab selle miinimumpiiri, soodustab kroomoksiidi kile teket terase pindadele ja takistab oksüdeerumise, näiteks rooste (raudoksiid) või keemilise korrosiooni teket.
Roostevaba teras jaguneb peamiselt kolme rühma: austeniitne, feriitne ja martensiitne. Nende nimetus tuleneb toatemperatuuril valitsevast kristallstruktuurist, millest nad koosnevad. Teine levinud rühm on dupleks-roostevaba teras, mille kristallstruktuur on ferriidi ja austeniidi vaheline tasakaal.
Austeniitsed klassid, 300 seeria, sisaldavad 16–30% kroomi ja 8–40% niklit, moodustades valdavalt austeniitse kristallstruktuuri. Terasetootmisprotsessi käigus lisatakse stabilisaatoreid nagu nikkel, süsinik, mangaan ja lämmastik, et aidata kaasa austeniidi ja ferriidi suhte kujunemisele. Mõned levinud klassid on 304, 316 ja 347. Tagab hea korrosioonikindluse; kasutatakse peamiselt toidu-, keemia-, farmaatsia- ja krüogeenses tööstuses. Ferriidi moodustumise kontrollimine tagab suurepärase sitkuse madalatel temperatuuridel.
Ferriitne roostevabast terasest teras on 400-seeria klass, mis on täielikult magnetiline, sisaldab 11,5–30% kroomi ja millel on valdavalt ferriitne kristallstruktuur. Ferriidi moodustumise soodustamiseks sisaldavad terasetootmise ajal stabilisaatoritena kroomi, räni, molübdeeni ja nioobiumi. Seda tüüpi roostevabast terasest terast kasutatakse tavaliselt autode väljalaskesüsteemides ja jõuülekannetes ning selle kõrge temperatuuriga rakendused on piiratud. Mitu levinud tüüpi: 405, 409, 430 ja 446.
Martensiitsed klassid, mida nimetatakse ka 400-seeriaks, näiteks 403, 410 ja 440, on magnetilised, sisaldavad 11,5–18% kroomi ja neil on martensiitse kristallstruktuur. Sellel kombinatsioonil on madalaim kullasisaldus, mistõttu on nende tootmine kõige odavam. Need pakuvad teatavat korrosioonikindlust, suurepärast tugevust ja neid kasutatakse tavaliselt lauanõudes, hambaravi- ja kirurgiaseadmetes, köögitarvetes ja teatud tüüpi tööriistades.
Roostevaba terase keevitamisel määravad aluspinna tüüp ja selle rakendusala sobiva lisametalli. Kaitsegaasi kasutamisel peate teatud keevitusprobleemide vältimiseks pöörama erilist tähelepanu kaitsegaasi segudele.
304 roostevabast terasest iseendale jootmiseks on vaja E308/308L elektroodi. „L” tähistab madalat süsinikusisaldust, mis aitab vältida teradevahelist korrosiooni. Nende elektroodide süsinikusisaldus on alla 0,03% ja kui see väärtus ületatakse, suureneb süsiniku sadestumise ja kroomi sidumise oht terade piiridel kroomkarbiidide moodustamiseks, mis vähendab tõhusalt terase korrosioonikindlust. See ilmneb siis, kui roostevaba terase keevisõmbluste kuumusmõjutsoonis (HAZ) toimub korrosioon. Teine L-klassi roostevaba terase puhul arvestatav tegur on see, et sellel on kõrgematel töötemperatuuridel madalam tõmbetugevus kui sirgetel roostevabast terase klassidel.
Kuna 304 on austeniitset tüüpi roostevaba teras, sisaldab vastav keevismetall suurema osa austeniidist. Elektrood ise sisaldab aga ferriidi stabilisaatorit, näiteks molübdeeni, et soodustada ferriidi moodustumist keevismetallis. Tootjad loetlevad tavaliselt keevismetalli ferriidi koguse tüüpilise vahemiku. Nagu varem mainitud, on süsinik tugev austeniitse stabilisaator ja seetõttu on oluline vältida selle lisamist keevismetalli.
Ferriitide arvud tuletatakse Scheffleri diagrammist ja WRC-1992 diagrammist, mis kasutavad nikli ja kroomi ekvivalendi valemeid väärtuse arvutamiseks, mille diagrammile kandmisel saadakse normaliseeritud arv. Ferriidi arv vahemikus 0 kuni 7 vastab keevismetallis esineva ferriitse kristallstruktuuri mahuprotsendile, kuid suuremate protsentide korral suureneb ferriitide arv kiiremini. Pidage meeles, et roostevabast terasest ferriit ei ole sama mis süsinikterase ferriit, vaid faas, mida nimetatakse delta-ferriidiks. Austeniitne roostevaba teras ei läbi faasimuundumisi, mis on seotud kõrge temperatuuriga protsessidega, näiteks kuumtöötlusega.
Ferriidi moodustumine on soovitav, kuna see on austeniidist plastsem, kuid seda tuleb kontrollida. Madal ferriidisisaldus võib mõnes rakenduses anda keevisõmblustele suurepärase korrosioonikindluse, kuid need on keevitamise ajal äärmiselt altid kuumpragunemisele. Üldiste kasutustingimuste korral peaks ferriitide arv olema 5–10, kuid mõned rakendused võivad nõuda madalamaid või kõrgemaid väärtusi. Ferriite saab töökohal ferriidiindikaatoriga hõlpsalt kontrollida.
Kuna mainisite, et teil on probleeme pragunemise ja madala ferriidisisaldusega, peaksite oma lisametalli lähemalt uurima ja veenduma, et see toodab piisavalt ferriiti – umbes 8 peaks selleks otstarbeks piisama. Samuti, kui kasutate täidisega kaarkeevitust (FCAW), kasutatakse nende lisametallide puhul tavaliselt 100% süsinikdioksiidi või 75% argooni ja 25% CO2 segu kaitsegaasi, mis võib põhjustada keevismetalli süsiniku absorbeerimist. Süsiniku ladestumise võimaluse vähendamiseks võite üle minna metallkaarkeevituse (GMAW) protsessile ja kasutada 98% argooni ja 2% hapniku segu.
Roostevabast terasest süsinikterase keevitamisel tuleb kasutada lisamaterjali E309L. Seda lisametalli kasutatakse spetsiaalselt erinevate metallide keevitamiseks ja see moodustab pärast süsinikterase lahustumist keevisõmbluses teatud koguse ferriiti. Kuna süsinikteras neelab teatud koguse süsinikku, lisatakse lisametallile ferriidi stabilisaatoreid, et neutraliseerida süsiniku kalduvust moodustada austeniiti. See aitab vältida termilist pragunemist keevitamise ajal.
Seega, kui soovite parandada austeniitse roostevaba terase keevisõmbluste kuumpragusid, kontrollige ferriidi lisametalli konsistentsi ja järgige parimaid keevitustavasid. Hoidke soojuskoormust alla 50 kJ/tolli, hoidke mõõdukat kuni madalat läbipääsudevahelist temperatuuri ja veenduge, et jooteühendused oleksid enne jootmist puhtad. Kasutage keevisõmblusel oleva ferriidi hulga kontrollimiseks sobivat mõõteriista, keskendudes vahemikule 5–10.
WELDER, endise nimega Practical Welding Today, esindab päris inimesi, kes valmistavad tooteid, mida me iga päev kasutame ja millega töötame. See ajakiri on teenindanud Põhja-Ameerika keevituskogukonda üle 20 aasta.
Nüüd täielik juurdepääs The FABRICATOR digitaalsele väljaandele ja lihtne juurdepääs väärtuslikele valdkonna ressurssidele.
The Tube & Pipe Journal digitaalne väljaanne on nüüd täielikult ligipääsetav, pakkudes hõlpsat juurdepääsu väärtuslikele valdkonna ressurssidele.
Saage täielik digitaalne juurdepääs ajakirjale STAMPING Journal, mis sisaldab uusimat tehnoloogiat, parimaid tavasid ja valdkonna uudiseid metallistantsimise turul.
Nüüd, täieliku digitaalse juurdepääsuga The Fabricator en Españolile, on teil lihtne juurdepääs väärtuslikele valdkonna ressurssidele.