K: Neseniai pradėjome darbus, kuriems reikalingi kai kurie komponentai, pagaminti daugiausia iš 304 klasės nerūdijančio plieno, kuris yra suvirinamas su savimi ir su minkštuoju plienu. Susidūrėme su įtrūkimų problemomis su nerūdijančio plieno suvirinimo siūlėmis iki 1,25 colio storio. Buvo minėta, kad pas mus yra mažas feritų kiekis. Ar galite paaiškinti, kas tai yra ir kaip tai ištaisyti?
A: Tai geras klausimas. Taip, mes galime padėti jums suprasti, ką reiškia mažas feritų skaičius ir kaip to išvengti.
Pirmiausia apžvelkime nerūdijančio plieno (SS) apibrėžimą ir kaip feritas susijęs su suvirintomis jungtimis. Juodajame pliene ir lydiniuose yra daugiau nei 50 % geležies. Tai apima visus anglinius ir nerūdijančius plienus bei kitas apibrėžtas grupes. Aliuminiame, varyje ir titane geležies nėra, todėl jie yra puikūs spalvotųjų metalų lydinių pavyzdžiai.
Pagrindiniai šio lydinio komponentai yra anglinis plienas, kuriame yra ne mažiau kaip 90 % geležies, ir nerūdijančio plieno lydinys (SS), kuriame yra 70–80 % geležies. Kad lydinys būtų klasifikuojamas kaip nerūdijančio plieno lydinys, jame turi būti ne mažiau kaip 11,5 % chromo. Chromo kiekis, viršijantis šią minimalią ribą, skatina chromo oksido plėvelių susidarymą ant plieno paviršių ir neleidžia susidaryti oksidacijai, pvz., rūdims (geležies oksidui) arba korozijai dėl cheminio poveikio.
SS daugiausia skirstomas į tris grupes: austenitą, feritą ir martensitą. Jų pavadinimas kilęs iš kambario temperatūros kristalinės struktūros, iš kurios jie sudaryti. Kita paplitusi grupė yra dupleksinis SS, kurio kristalinėje struktūroje yra ferito ir austenito pusiausvyra.
Austenitinės 300 serijos rūšys turi 16–30 % chromo ir 8–40 % nikelio, todėl vyrauja austenitinė kristalinė struktūra. Siekiant skatinti austenito ir ferito santykio susidarymą, plieno gamybos proceso metu pridedama stabilizatorių, tokių kaip nikelis, anglis, manganas ir azotas. Kai kurios įprastos rūšys yra 304, 316 ir 347. Pasižymi geru atsparumu korozijai; daugiausia naudojama maisto, chemijos, farmacijos ir kriogeninėse srityse. Ferito susidarymo kontrolė užtikrina puikų atsparumą žemai temperatūrai.
Feritinis nerūdijančio plieno plienas yra 400 serijos rūšis, visiškai magnetinė, turinti nuo 11,5 % iki 30 % chromo ir turinti feritinę kristalinę struktūrą. Siekiant skatinti ferito susidarymą, plieno gamybos metu į stabilizatorius dedama chromo, silicio, molibdeno ir niobio. Šio tipo nerūdijančio plieno plienas dažniausiai naudojamas automobilių išmetimo sistemose ir elektrinėse, o aukštos temperatūros pritaikymas yra ribotas. Keletas dažniausiai naudojamų tipų yra 405, 409, 430 ir 446.
Martensitinės rūšys, dar žymimos 400 serija, pavyzdžiui, 403, 410 ir 440, yra magnetinės, jose yra nuo 11,5 % iki 18 % chromo, o kristalinė struktūra yra martensitas. Šis derinys turi mažiausią aukso kiekį, todėl jį pagaminti pigiausia. Jos pasižymi tam tikru atsparumu korozijai, puikiu stiprumu ir dažniausiai naudojamos stalo įrankiams, odontologijos ir chirurgijos įrangai, virtuvės reikmenims ir tam tikrų tipų įrankiams gaminti.
Virinant nerūdijančio plieno lakštus, tinkamiausią užpildo metalą lems pagrindo tipas ir jo naudojimas eksploatavimo metu. Jei naudojate apsauginį dujų procesą, gali tekti atkreipti ypatingą dėmesį į apsauginių dujų mišinius, kad būtų išvengta tam tikrų suvirinimu susijusių problemų.
Norint lituoti 304 plieną prie savęs, reikės E308/308L elektrodo. „L“ reiškia mažai anglies, o tai padeda išvengti tarpkristalinės korozijos. Šių elektrodų anglies kiekis yra mažesnis nei 0,03 %; bet koks didesnis kiekis padidina anglies nusėdimo ant grūdelių ribų riziką ir susijungimą su chromu, sudarant chromo karbidus, taip veiksmingai sumažinant plieno atsparumą korozijai. Tai tampa akivaizdu, jei korozija vyksta nerūdijančio plieno suvirintų jungčių karščio paveiktoje zonoje (HAZ). Kitas L klasės nerūdijančio plieno aspektas yra tas, kad esant aukštesnei eksploatavimo temperatūrai, jų tempiamasis stipris yra mažesnis nei tiesioginių nerūdijančio plieno rūšių.
Kadangi 304 yra austenitinis nerūdijančio plieno tipas, atitinkamame suvirinimo metale bus didžioji dalis austenito. Tačiau pačiame elektrode bus ferito stabilizatoriaus, pvz., molibdeno, kuris skatina ferito susidarymą suvirinimo metale. Gamintojai paprastai nurodo tipinį ferito kiekio diapazoną suvirinimo metale. Kaip minėta anksčiau, anglis yra stiprus austenitinis stabilizatorius, todėl labai svarbu neleisti jos pridėti prie suvirinimo metalo.
Feritų skaičiai gaunami iš Schaefflerio diagramos ir WRC-1992 diagramos, kuriose vertė apskaičiuojama naudojant nikelio ir chromo ekvivalento formules, o diagramoje pavaizduotas gaunamas normalizuotas skaičius. Feritų skaičius nuo 0 iki 7 atitinka suvirinimo metale esančios ferito kristalinės struktūros tūrio procentą; tačiau esant didesniems procentams, feritų skaičius didėja greičiau. Atminkite, kad nerūdijančio plieno feritas nėra tas pats, kas anglinio plieno feritas, o fazė, vadinama delta feritu. Austenitiniame nerūdijančio plieno gaminyje nevyksta faziniai virsmai, susiję su aukštos temperatūros procesais, tokiais kaip terminis apdorojimas.
Ferito susidarymas yra pageidautinas, nes jis yra plastiškesnis nei austenitas, tačiau jį reikia kontroliuoti. Mažas feritų skaičius kai kuriais atvejais gali sudaryti suvirinimo siūles, pasižyminčias puikiu atsparumu korozijai, tačiau suvirinimo metu jos yra labai linkusios į karštus įtrūkimus. Įprastomis naudojimo sąlygomis feritų skaičius turėtų būti nuo 5 iki 10, tačiau kai kuriais atvejais gali prireikti mažesnių ar didesnių verčių. Feritus galima lengvai patikrinti darbo metu naudojant ferito indikatorių.
Kadangi minėjote, kad susiduriate su įtrūkimų problemomis ir mažu feritų skaičiumi, turite atidžiai patikrinti savo privirinamąjį metalą ir įsitikinti, kad jame yra pakankamai feritų – apie 8 turėtų padėti. Be to, jei naudojate fliusinį lankinį suvirinimą (FCAW), šiems privirinamiesiems metalams paprastai naudojamos 100 % anglies dioksido apsauginės dujos arba 75 % argono ir 25 % CO2 mišinys, kuris gali sukelti anglies kaupimąsi suvirinimo metale. Galite pereiti prie dujinio metalo lankinio suvirinimo (GMAW) proceso ir naudoti 98 % argono ir 2 % deguonies mišinį, kad sumažintumėte anglies kaupimosi tikimybę.
Norint suvirinti nerūdijančio plieno lakštus su angliniu plienu, reikia naudoti E309L užpildą. Šis užpildas specialiai naudojamas skirtingų metalų suvirinimui ir, praskiedus anglinį plieną suvirinimo siūle, sudaro tam tikrą kiekį ferito. Kadangi anglinis plienas absorbuoja dalį anglies, į užpildą pridedama ferito stabilizatorių, kad būtų neutralizuotas anglies polinkis sudaryti austenitą. Tai padės išvengti terminio įtrūkimo suvirinimo metu.
Apibendrinant, jei norite pašalinti karštus įtrūkimus austenitinėse nerūdijančio plieno suvirintose jungtyse, patikrinkite, ar yra pakankamai ferito užpildo metalo, ir laikykitės geros suvirinimo praktikos. Palaikykite šilumos tiekimą mažesnį nei 50 kJ/colyje, palaikykite vidutinę arba žemą tarpsluoksninę temperatūrą ir prieš litavimą įsitikinkite, kad lituotos jungtys nėra užterštos. Norėdami patikrinti ferito kiekį suvirintoje jungtyje, naudokite tinkamą matuoklį, siekdami, kad jis būtų nuo 5 iki 10.
„WELDER“, anksčiau vadintas „Practical Welding Today“, pristato tikrus žmones, kurie gamina produktus, kuriuos naudojame ir su kuriais dirbame kiekvieną dieną. Šis žurnalas Šiaurės Amerikos suvirinimo bendruomenei tarnauja jau daugiau nei 20 metų.
Dabar su visiška prieiga prie skaitmeninio „The FABRICATOR“ leidimo ir lengva prieiga prie vertingų pramonės išteklių.
Skaitmeninis „The Tube & Pipe Journal“ leidimas dabar yra visiškai prieinamas, suteikiant lengvą prieigą prie vertingų pramonės išteklių.
Mėgaukitės visiška prieiga prie skaitmeninio „STAMPING Journal“ leidimo, kuriame pateikiami naujausi technologiniai pasiekimai, geriausia praktika ir pramonės naujienos metalo štampavimo rinkoje.
Dabar su visiška prieiga prie skaitmeninio „The Fabricator en Español“ leidimo ir lengva prieiga prie vertingų pramonės išteklių.