J: Nesen esam sākuši veikt darbus, kuros dažas detaļas galvenokārt jāizgatavo no 304. marga nerūsējošā tērauda, ​​kas tiek metināts gan pats ar sevi, gan ar mīksto tēraudu. Mums ir radušās problēmas ar metinājuma plaisām starp nerūsējošo tēraudu un nerūsējošo tēraudu līdz 1,25 collu biezumā. Tika minēts, ka mums ir zems ferīta līmenis. Vai varat paskaidrot, kas tas ir un kā to novērst?
A: Tas ir labs jautājums. Jā, mēs varam palīdzēt jums saprast, ko nozīmē zems ferīta līmenis un kā to novērst.
Vispirms aplūkosim nerūsējošā tērauda (SS) definīciju un to, kā ferīts ir saistīts ar metinātiem savienojumiem. Melnais tērauds un sakausējumi satur vairāk nekā 50% dzelzs. Tas ietver visus oglekļa un nerūsējošos tēraudus, kā arī noteiktas citas grupas. Alumīnijs, varš un titāns nesatur dzelzi, tāpēc tie ir lieliski krāsaino metālu sakausējumu piemēri.
Šī sakausējuma galvenās sastāvdaļas ir oglekļa tērauds ar dzelzs saturu vismaz 90% un nerūsējošais tērauds ar dzelzs saturu no 70 līdz 80%. Lai to klasificētu kā nerūsējošo tēraudu, tam jābūt pievienotam vismaz 11,5% hroma. Hroma līmenis, kas pārsniedz šo minimālo slieksni, veicina hroma oksīda plēves veidošanos uz tērauda virsmām un novērš oksidēšanās, piemēram, rūsas (dzelzs oksīda) vai ķīmiskās korozijas, veidošanos.
Nerūsējošo tēraudu galvenokārt iedala trīs grupās: austenīta, ferīta un martensīta. To nosaukums cēlies no kristāla struktūras istabas temperatūrā, no kuras tie sastāv. Vēl viena izplatīta grupa ir dupleksa nerūsējošais tērauds, kura kristāla struktūrā ir līdzsvars starp ferītu un austenītu.
Austenīta markas, 300. sērija, satur 16–30 % hroma un 8–40 % niķeļa, veidojot galvenokārt austenīta kristāla struktūru. Tērauda ražošanas procesā tiek pievienoti stabilizatori, piemēram, niķelis, ogleklis, mangāns un slāpeklis, lai palīdzētu veidot austenīta-ferīta attiecību. Dažas izplatītākās markas ir 304, 316 un 347. Nodrošina labu izturību pret koroziju; galvenokārt izmanto pārtikas, ķīmiskajā, farmācijas un kriogēnajā rūpniecībā. Ferīta veidošanās kontrole nodrošina izcilu izturību zemā temperatūrā.
Ferīta nerūsējošais tērauds ir 400. sērijas klase, kas ir pilnībā magnētiska, satur no 11,5% līdz 30% hroma un kam galvenokārt ir ferīta kristāla struktūra. Lai veicinātu ferīta veidošanos, tērauda ražošanas laikā stabilizatoros iekļauj hromu, silīciju, molibdēnu un niobiju. Šāda veida nerūsējošo tēraudu parasti izmanto automobiļu izplūdes sistēmās un spēka agregātos, un to pielietojums augstā temperatūrā ir ierobežots. Ir vairāki bieži izmantoti veidi: 405, 409, 430 un 446.
Martensīta tērauda kategorijas, ko sauc arī par 400. sēriju, piemēram, 403, 410 un 440, ir magnētiskas, satur no 11,5 % līdz 18 % hroma un tām ir martensīta kristāla struktūra. Šai kombinācijai ir viszemākais zelta saturs, tāpēc to ražošana ir vislētākā. Tās nodrošina zināmu izturību pret koroziju, augstāku izturību un tiek plaši izmantotas galda piederumos, zobārstniecības un ķirurģiskajā iekārtā, virtuves piederumos un dažu veidu instrumentos.
Metinot nerūsējošo tēraudu, substrāta veids un tā pielietojums ekspluatācijā noteiks atbilstošo pildmetālu. Ja izmantojat aizsarggāzes procesu, jums, iespējams, būs jāpievērš īpaša uzmanība aizsarggāzes maisījumiem, lai novērstu noteiktas metināšanas problēmas.
Lai pielodētu 304. margu sev klāt, būs nepieciešams E308/308L elektrods. “L” apzīmē zemu oglekļa saturu, kas palīdz novērst starpkristālu koroziju. Šo elektrodu oglekļa saturs ir mazāks par 0,03 %, un, pārsniedzot šo vērtību, palielinās oglekļa nogulsnēšanās risks uz graudu robežām un hroma saistīšanās risks, veidojot hroma karbīdus, kas efektīvi samazina tērauda izturību pret koroziju. Tas kļūst acīmredzams, ja korozija notiek nerūsējošā tērauda metinājumu karstuma ietekmētajā zonā (HAZ). Vēl viens apsvērums attiecībā uz L markas nerūsējošo tēraudu ir tas, ka tam ir zemāka stiepes izturība paaugstinātā darba temperatūrā nekā taisnam nerūsējošā tēraudam.
Tā kā 304 ir austenīta nerūsējošā tērauda veids, atbilstošais metināšanas metāls saturēs lielāko daļu austenīta. Tomēr pats elektrods saturēs ferīta stabilizatoru, piemēram, molibdēnu, lai veicinātu ferīta veidošanos metināšanas metālā. Ražotāji parasti norāda tipisku ferīta daudzuma diapazonu metināšanas metālā. Kā jau minēts iepriekš, ogleklis ir spēcīgs austenīta stabilizators, un šo iemeslu dēļ ir svarīgi novērst tā pievienošanu metināšanas metālam.
Ferīta skaitļi tiek iegūti no Šeflera diagrammas un WRC-1992 diagrammas, kurās tiek izmantotas niķeļa un hroma ekvivalentu formulas, lai aprēķinātu vērtību, kas, attēlota diagrammā, dod normalizētu skaitli. Ferīta skaitlis no 0 līdz 7 atbilst ferīta kristāliskās struktūras tilpuma procentam metinājuma metālā, tomēr, ja procentuālā daļa ir lielāka, ferīta skaitlis palielinās straujāk. Atcerieties, ka ferīts nerūsējošajā tēraudā nav tas pats, kas oglekļa tērauda ferīts, bet gan fāze, ko sauc par delta ferītu. Austenīta nerūsējošais tērauds netiek pakļauts fāžu pārvērtībām, kas saistītas ar augstas temperatūras procesiem, piemēram, termisko apstrādi.
Ferīta veidošanās ir vēlama, jo tā ir plastiskāka nekā austenīts, taču tā ir jākontrolē. Zemais ferīta saturs dažos pielietojumos var nodrošināt metinājumiem izcilu korozijas izturību, taču metināšanas laikā tie ir ārkārtīgi pakļauti karstām plaisām. Vispārējos lietošanas apstākļos ferītu skaitam jābūt no 5 līdz 10, taču dažos pielietojumos var būt nepieciešamas zemākas vai augstākas vērtības. Ferītus var viegli pārbaudīt darba vietā ar ferīta indikatoru.
Tā kā jūs minējāt, ka jums ir problēmas ar plaisāšanu un zemu ferīta līmeni, jums rūpīgi jāpārbauda pildmetāls un jāpārliecinās, ka tas ražo pietiekami daudz ferīta — aptuveni 8 vajadzētu būt pietiekami. Turklāt, ja izmantojat loka metināšanu ar fluksa serdi (FCAW), šiem pildmetāliem parasti tiek izmantota 100% oglekļa dioksīda aizsarggāze vai 75% argona un 25% CO2 maisījums, kas var izraisīt metināšanas metāla absorbciju ar oglekli. Varat pāriet uz metāla loka metināšanas (GMAW) procesu un izmantot 98% argona/2% skābekļa maisījumu, lai samazinātu oglekļa nogulšņu veidošanās iespējamību.
Metinot nerūsējošo tēraudu ar oglekļa tēraudu, jāizmanto pildviela E309L. Šī pildviela ir īpaši paredzēta dažādu metālu metināšanai un pēc tam, kad oglekļa tērauds ir izšķīdis metinājumā, veido noteiktu daudzumu ferīta. Tā kā oglekļa tērauds absorbē daļu oglekļa, pildvielai pievieno ferīta stabilizatorus, lai novērstu oglekļa tendenci veidot austenītu. Tas palīdzēs novērst termisko plaisāšanu metināšanas laikā.
Tātad, ja vēlaties salabot karstās plaisas austenīta nerūsējošā tērauda metinājumos, pārbaudiet ferīta pildmetāla konsistenci un ievērojiet labāko metināšanas praksi. Uzturējiet siltuma ievadi zem 50 kJ/collā, uzturiet mērenu vai zemu starpslāņu temperatūru un pārliecinieties, ka lodējuma savienojumi ir tīri pirms lodēšanas. Izmantojiet atbilstošu mērierīci, lai pārbaudītu ferīta daudzumu metinājumā, koncentrējoties uz 5–10.
Žurnāls WELDER, agrāk saukts par Practical Welding Today, pārstāv īstus cilvēkus, kuri ražo produktus, ko mēs lietojam un ar kuriem strādājam katru dienu. Šis žurnāls jau vairāk nekā 20 gadus apkalpo metināšanas kopienu Ziemeļamerikā.
Tagad ar pilnu piekļuvi The FABRICATOR digitālajam izdevumam un ērtu piekļuvi vērtīgiem nozares resursiem.
Žurnāla “The Tube & Pipe Journal” digitālais izdevums tagad ir pilnībā pieejams, nodrošinot ērtu piekļuvi vērtīgiem nozares resursiem.
Iegūstiet pilnīgu digitālu piekļuvi žurnālam STAMPING Journal, kurā ir jaunākās tehnoloģijas, labākā prakse un nozares jaunumi metāla štancēšanas tirgū.
Tagad, pilnībā digitāli piekļūstot vietnei The Fabricator en Español, jums ir ērta piekļuve vērtīgiem nozares resursiem.