S: Son zamanlarda, esas olarak 304 kalite paslanmaz çelikten yapılması gereken ve hem kendi kendine hem de yumuşak çeliğe kaynaklanması gereken bazı parçalara ihtiyaç duyan işler yapmaya başladık. 1,25 inç kalınlığa kadar paslanmaz çelikten paslanmaz çeliğe kaynaklarda bazı çatlama sorunları yaşadık. Ferrit sayımızın düşük olduğu belirtildi. Bunun ne olduğunu ve nasıl düzeltilebileceğini açıklayabilir misiniz?
A: Bu iyi bir soru. Evet, düşük ferrit sayısının ne anlama geldiğini ve nasıl önleneceğini anlamanıza yardımcı olabiliriz.
Öncelikle, paslanmaz çeliğin (SS) tanımını ve ferritin kaynaklı bağlantılarla ilişkisini gözden geçirelim. Siyah çelik ve alaşımlar %50'den fazla demir içerir. Bu, tüm karbon ve paslanmaz çelikleri ve diğer tanımlanmış grupları kapsar. Alüminyum, bakır ve titanyum demir içermez, bu nedenle demir içermeyen alaşımlara mükemmel örneklerdir.
Bu alaşımın ana bileşenleri, en az %90 demir içeren karbon çeliği ve %70 ila %80 demir içeren paslanmaz çeliktir. Paslanmaz çelik olarak sınıflandırılabilmesi için en az %11,5 krom ilave edilmiş olması gerekir. Bu minimum eşiğin üzerindeki krom seviyeleri, çelik yüzeylerde krom oksit filmlerinin oluşumunu teşvik eder ve pas (demir oksit) veya kimyasal saldırıdan kaynaklanan korozyon gibi oksidasyon oluşumunu önler.
Paslanmaz çelikler esas olarak üç gruba ayrılır: östenit, ferrit ve martensit. İsimleri, onları oluşturan oda sıcaklığındaki kristal yapılarından gelir. Bir diğer yaygın grup ise, kristal yapısında ferrit ve östenit arasında bir denge olan çift fazlı paslanmaz çeliklerdir.
Östenitik kaliteler, 300 serisi, %16 ila %30 krom ve %8 ila %40 nikel içerir ve ağırlıklı olarak östenitik bir kristal yapı oluşturur. Östenit-ferrit oranının oluşumunu teşvik etmek için, çelik üretim sürecinde nikel, karbon, manganez ve azot gibi stabilizatörler eklenir. Yaygın kalitelerden bazıları 304, 316 ve 347'dir. İyi korozyon direnci sunar; öncelikle gıda, kimya hizmetleri, ilaç ve kriyojenik uygulamalarda kullanılır. Ferrit oluşumunun kontrolü, mükemmel düşük sıcaklık tokluğu sağlar.
Ferritik paslanmaz çelik, tamamen manyetik olan, %11,5 ila %30 krom içeren ve ağırlıklı olarak ferritik kristal yapıya sahip 400 serisi bir kalitedir. Ferrit oluşumunu teşvik etmek için çelik üretiminde krom, silisyum, molibden ve niyobyum gibi stabilizatörler kullanılır. Bu tip paslanmaz çelikler genellikle otomotiv egzoz sistemlerinde ve enerji santrallerinde kullanılır ve yüksek sıcaklık uygulamaları sınırlıdır. Yaygın olarak kullanılan birkaç tip 405, 409, 430 ve 446'dır.
403, 410 ve 440 gibi 400 serisi olarak da bilinen martensitik kaliteler manyetiktir, %11,5 ila %18 krom içerir ve kristal yapısı martensittir. Bu kombinasyon en düşük altın içeriğine sahip olduğundan üretimi en ucuz olanlardır. Bir miktar korozyon direnci, mükemmel mukavemet sağlarlar ve genellikle sofra takımlarında, diş ve cerrahi ekipmanlarında, pişirme kaplarında ve bazı alet türlerinde kullanılırlar.
Paslanmaz çelik kaynak yaparken, alt tabakanın türü ve kullanım amacı, kullanılacak uygun dolgu metalini belirleyecektir. Gaz korumalı bir işlem kullanıyorsanız, kaynakla ilgili bazı sorunları önlemek için koruyucu gaz karışımlarına özel dikkat göstermeniz gerekebilir.
304 çeliğini kendi kendine lehimlemek için E308/308L elektrotuna ihtiyacınız olacak. "L" harfi, taneler arası korozyonu önlemeye yardımcı olan düşük karbon anlamına gelir. Bu elektrotların karbon içeriği %0,03'ün altındadır; bunun üzerindeki herhangi bir değer, karbonun tane sınırlarına çökelme ve krom ile birleşerek krom karbürler oluşturma riskini artırır ve çeliğin korozyon direncini etkili bir şekilde azaltır. Bu durum, paslanmaz çelik kaynaklı bağlantıların ısıdan etkilenen bölgesinde (HAZ) korozyon meydana gelirse belirginleşir. L sınıfı paslanmaz çelik için bir diğer husus da, yüksek çalışma sıcaklıklarında doğrudan kaynaklı paslanmaz çelik sınıflarına göre daha düşük çekme dayanımına sahip olmalarıdır.
304 paslanmaz çelik östenitik bir tür olduğundan, kaynak metali çoğunlukla östenit içerecektir. Bununla birlikte, elektrotun kendisi, kaynak metalinde ferrit oluşumunu teşvik etmek için molibden gibi bir ferrit stabilizatörü içerecektir. Üreticiler genellikle kaynak metali için tipik bir ferrit miktarı aralığı belirtirler. Daha önce de belirtildiği gibi, karbon güçlü bir östenitik stabilizatördür ve bu nedenlerle kaynak metaline eklenmesinin önlenmesi çok önemlidir.
Ferrit sayıları, nikel ve krom eşdeğer formüllerini kullanarak değeri hesaplayan Schaeffler diyagramı ve WRC-1992 diyagramından türetilir; bu değerler diyagram üzerinde çizildiğinde normalize edilmiş bir sayı üretir. 0 ile 7 arasındaki ferrit sayısı, kaynak metalinde bulunan ferrit kristal yapısının hacim yüzdesine karşılık gelir; ancak daha yüksek yüzdelerde ferrit sayısı daha hızlı bir oranda artar. Unutmayın ki, paslanmaz çelikteki ferrit, karbon çeliği ferriti ile aynı değildir, delta ferrit adı verilen bir fazdır. Östenitik paslanmaz çelik, ısıl işlem gibi yüksek sıcaklık işlemlerine bağlı faz dönüşümlerine sahip değildir.
Ferrit oluşumu, östenitten daha sünek olduğu için arzu edilir, ancak kontrol altında tutulmalıdır. Düşük ferrit sayıları, bazı uygulamalarda mükemmel korozyon direncine sahip kaynaklar üretebilir, ancak kaynak sırasında sıcak çatlamaya son derece yatkındır. Genel kullanım koşulları için ferrit sayısı 5 ile 10 arasında olmalıdır, ancak bazı uygulamalar için daha düşük veya daha yüksek değerler gerekebilir. Ferritler, bir ferrit göstergesi kullanılarak iş yerinde kolayca doğrulanabilir.
Çatlak sorunları ve düşük ferrit sayısından bahsettiğinize göre, dolgu metalinizi yakından incelemeli ve yeterli ferrit sayısı ürettiğinden emin olmalısınız – yaklaşık 8 civarında olması yardımcı olacaktır. Ayrıca, özlü tel ark kaynağı (FCAW) kullanıyorsanız, bu dolgu metalleri genellikle %100 karbondioksit koruyucu gaz veya %75 argon/%25 CO2 karışımı kullanır; bu da kaynak metalinde karbon emilimine neden olabilir. Karbon emilimini azaltmak için gaz metal ark kaynağı (GMAW) işlemine geçmeyi ve %98 argon/%2 oksijen karışımı kullanmayı düşünebilirsiniz.
Paslanmaz çeliği karbon çeliğine kaynaklamak için E309L dolgu malzemesi kullanmalısınız. Bu dolgu metali, farklı metallerin kaynaklanmasında özel olarak kullanılır ve karbon çeliği kaynak içine karıştırıldıktan sonra belirli miktarda ferrit oluşturur. Karbon çeliği bir miktar karbonu emdiği için, karbonun östenit oluşturma eğilimini dengelemek amacıyla dolgu metaline ferrit stabilizatörleri eklenir. Bu, kaynak uygulamalarında termal çatlamayı önlemeye yardımcı olur.
Özetle, östenitik paslanmaz çelik kaynaklı birleşim yerlerinde sıcak çatlakları ortadan kaldırmak istiyorsanız, yeterli ferrit dolgu metalini doğrulayın ve iyi kaynak uygulamalarını izleyin. Isı girişini 50 kJ/inç'in altında tutun, orta ila düşük geçiş sıcaklıklarını koruyun ve lehimlemeden önce lehim bağlantılarının herhangi bir kirlilikten arındırılmış olduğundan emin olun. Kaynaklı birleşim yerindeki ferrit miktarını doğrulamak için uygun bir ölçüm aleti kullanın, 5 ila 10 arasında bir değer hedefleyin.
Eski adıyla Practical Welding Today olan WELDER dergisi, her gün kullandığımız ve üzerinde çalıştığımız ürünleri üreten gerçek insanları sergiliyor. Bu dergi, 20 yılı aşkın süredir Kuzey Amerika'daki kaynakçılık camiasına hizmet vermektedir.
Artık The FABRICATOR'ın dijital baskısına tam erişimle, değerli sektör kaynaklarına kolayca ulaşabilirsiniz.
Tube & Pipe Journal'ın dijital baskısına artık tamamen erişilebilir ve değerli sektör kaynaklarına kolay erişim sağlanmaktadır.
Metal damgalama pazarı için en son teknolojik gelişmeleri, en iyi uygulamaları ve sektör haberlerini sunan STAMPING Journal'ın dijital baskısına tam erişimin keyfini çıkarın.
Artık The Fabricator en Español'un dijital baskısına tam erişimle, değerli sektör kaynaklarına kolayca ulaşabilirsiniz.