П: Недавно смо почели да радимо неке послове који захтевају да неке компоненте буду направљене првенствено од нерђајућег челика 304, који је заварен за себе и за меки челик.Имали смо проблема са пуцањем завара између нерђајућег челика и нерђајућег челика дебљине до 1,25″.Поменуто је да имамо низак ниво ферита.Можете ли објаснити шта је то и како то поправити?
О: То је добро питање.Да, можемо вам помоћи да разумете шта значи низак ниво ферита и како то спречити.
Прво, погледајмо дефиницију нерђајућег челика (СС) и како се ферит односи на заварене спојеве.Црни челик и легуре садрже преко 50% гвожђа.Ово укључује све угљеничне и нерђајуће челике, као и неке друге групе.Алуминијум, бакар и титанијум не садрже гвожђе, тако да су одлични примери обојених легура.
Главне компоненте ове легуре су угљенични челик са садржајем гвожђа од најмање 90% и нерђајући челик са садржајем гвожђа од 70 до 80%.Да би био класификован као СС, мора имати најмање 11,5% додатог хрома.Нивои хрома изнад овог минималног прага подстичу стварање филма хром-оксида на челичним површинама и спречавају стварање оксидације као што је рђа (оксид гвожђа) или корозија хемијским нападом.
Нерђајући челик се углавном дели у три групе: аустенитни, феритни и мартензитни.Њихово име потиче од кристалне структуре на собној температури од које се састоје.Друга уобичајена група је дуплекс нерђајући челик, који представља равнотежу између ферита и аустенита у кристалној структури.
Аустенитне класе, серије 300, садрже 16% до 30% хрома и 8% до 40% никла, формирајући претежно аустенитну кристалну структуру.Стабилизатори као што су никл, угљеник, манган и азот се додају током процеса производње челика како би се формирао однос аустенит-ферит.Неке уобичајене класе су 304, 316 и 347. Пружа добру отпорност на корозију;углавном се користи у прехрамбеној, хемијској, фармацеутској и криогеној индустрији.Контрола формирања ферита обезбеђује одличну жилавост на ниским температурама.
Феритни СС је класа 400 која је потпуно магнетна, садржи 11,5% до 30% хрома и има претежно феритну кристалну структуру.За промовисање формирања ферита, стабилизатори укључују хром, силицијум, молибден и ниобијум током производње челика.Ови типови СС се обично користе у аутомобилским издувним системима и погонским агрегатима и имају ограничене примене на високим температурама.Неколико често коришћених типова: 405, 409, 430 и 446.
Мартензитне класе, које се такође називају серијама 400, као што су 403, 410 и 440, су магнетне, садрже 11,5% до 18% хрома и имају мартензитну кристалну структуру.Ова комбинација има најмањи садржај злата, што их чини најјефтинијим за производњу.Они пружају одређену отпорност на корозију, супериорну снагу и обично се користе у посуђу, стоматолошкој и хируршкој опреми, посуђу и неким врстама алата.
Када заварите нерђајући челик, врста подлоге и њена примена у употреби ће одредити одговарајући метал за пуњење који ће се користити.Ако користите процес заштитног гаса, можда ћете морати да обратите посебну пажњу на мешавине заштитног гаса како бисте спречили одређене проблеме повезане са заваривањем.
Да бисте залемили 304 на себе, биће вам потребна електрода Е308/308Л.„Л“ означава низак ниво угљеника, што помаже у спречавању интергрануларне корозије.Садржај угљеника у овим електродама је мањи од 0,03%, ако се ова вредност прекорачи, повећава се ризик од таложења угљеника на границама зрна и везивања хрома да би се формирали карбиди хрома, што ефективно смањује отпорност челика на корозију.Ово постаје очигледно ако се корозија појави у зони захваћеном топлотом (ХАЗ) заварених спојева од нерђајућег челика.Још једно разматрање за нерђајући челик разреда Л је да они имају нижу затезну чврстоћу на повишеним радним температурама од равних нерђајућих челика.
Пошто је 304 аустенитни тип нерђајућег челика, одговарајући метал шава ће садржати већину аустенита.Међутим, сама електрода ће садржати феритни стабилизатор, као што је молибден, за промовисање формирања ферита у металу шава.Произвођачи обично наводе типичан опсег за количину ферита за метал шава.Као што је раније поменуто, угљеник је јак аустенитни стабилизатор и из ових разлога је неопходно спречити његово додавање металу шава.
Феритни бројеви су изведени из Шефлеровог графикона и ВРЦ-1992 графикона, који користе формуле еквивалента никла и хрома за израчунавање вредности која када се исцртава на графикону даје нормализовани број.Феритни број између 0 и 7 одговара запреминском проценту феритне кристалне структуре присутне у металу шава, међутим, при вишим процентима, феритни број се брже повећава.Запамтите да ферит у СС није исто што и ферит угљеничног челика, већ фаза која се зове делта ферит.Аустенитни нерђајући челик не пролази кроз фазне трансформације повезане са процесима високе температуре као што је топлотна обрада.
Формирање ферита је пожељно јер је дуктилније од аустенита, али се мора контролисати.Низак садржај ферита може да обезбеди заваре са одличном отпорношћу на корозију у неким применама, али су изузетно склони пуцању током заваривања.За општу употребу, број ферита би требало да буде између 5 и 10, али неке примене могу захтевати ниже или веће вредности.Ферити се лако могу проверити на радном месту помоћу феритног индикатора.
Пошто сте споменули да имате проблема са пуцањем и ниским садржајем ферита, требало би да пажљиво погледате свој додатни метал и уверите се да производи довољно ферита – око 8 би требало да уради трик.Такође, ако користите електролучно заваривање пуњеном језгром (ФЦАВ), ови метали за пуњење обично користе заштитни гас од 100% угљен-диоксида или мешавину 75% аргона и 25% ЦО2, што може довести до тога да метал шава апсорбује угљеник.Можете да пређете на процес заваривања металним луком (ГМАВ) и користите мешавину 98% аргона/2% кисеоника да бисте смањили могућност наслага угљеника.
Приликом заваривања нерђајућег челика на угљенични челик, мора се користити материјал за пуњење Е309Л.Овај додатни метал се посебно користи за заваривање различитих метала, формирајући одређену количину ферита након што се угљенични челик раствори у завару.Пошто угљенични челик апсорбује нешто угљеника, феритни стабилизатори се додају металу за пуњење да би се спречила тенденција угљеника да формира аустенит.Ово ће помоћи у спречавању термичких пукотина током заваривања.
У закључку, ако желите да поправите вруће пукотине у завареним спојевима аустенитног нерђајућег челика, проверите да ли има довољно феритног додатног метала и следите добру праксу заваривања.Одржавајте унос топлоте испод 50 кЈ/ин, одржавајте умерене до ниске температуре између пролаза и уверите се да су лемни спојеви чисти пре лемљења.Користите одговарајући мерач да проверите количину ферита на завару, циљајући на 5-10.
ЗАВАРИВАЧ, који се раније звао Практично заваривање данас, представља праве људе који праве производе које користимо и са којима радимо сваки дан.Овај часопис служи заједници заваривача у Северној Америци више од 20 година.
Сада са пуним приступом дигиталном издању Тхе ФАБРИЦАТОР, лаким приступом вредним индустријским ресурсима.
Дигитално издање Тхе Тубе & Пипе Јоурнал је сада потпуно доступно, пружајући лак приступ вредним индустријским ресурсима.
Добијте потпун дигитални приступ часопису СТАМПИНГ Јоурнал, који садржи најновију технологију, најбоље праксе и вести из индустрије за тржиште штанцања метала.
Сада са потпуним дигиталним приступом Тхе Фабрицатор ен Еспанол, имате лак приступ вредним индустријским ресурсима.