Заваряването на неръждаемите стомани
Счита се, че неръждаемите стомани имат добра заваряемост в сравнение с много други метали и могат да бъдат успешно заварени, като се използват редица различни техники за заваряване при правилната настройка и условия.
Аустенитни неръждаеми стомани
Като цяло, аустенитните неръждаеми стомани не са склонни да се напукат след заваряване. Тъй като те не се втвърдяват при охлаждане, те имат добра здравина и пластичност и не изискват пречистване преди или след заваряване. В някои случаи обаче може да се появи напукване в металната или топлинната зона или топлинната зона (HAZ).
Напълно аустенитните структури са по -податливи на напукване на втвърдяване на метални метали, отколкото структурите с малки количества ферит, тъй като напълно аустенитните структури са по -податливи на напукване, отколкото структури с малки количества ферит. Напълно аустенитните степени включват 310, 320 и 330. Въпреки това, тъй като най -широко използваните аустенитни неръждаеми стомани всъщност съдържат малки количества ферит, това всъщност е по -малко проблем, отколкото може да изглежда! Например 316 сплав съдържа между 3% и 10% ферит. Фермония 50 (xm -19, UNS S20910, 1.3964, Nitronic 50), Fermonic 60 (UNS S21800, Nitronic 60) и 254 сплави (UNS S31254, 1.4547, 254SMO, 6mo) също съдържат малки количества ферит. Малкото количество феритна микроструктура е в състояние да разтвори примесите, които могат да причинят интерпретно напукване или образуване на ниска точка на топене. Тези примеси са свързани с наличието на фосфор или сяра, които се считат за елементи на TRAMP, тъй като те не се добавят умишлено, а се абсорбират от стартовия скрап, суровини и процеси.
Наличието на въглерод в аустенитните неръждаеми стомани може да причини междугрануларна корозия в заваръчната зона или топлинната зона (HAZ) след заваряване. Хром карбидите се образуват при границите на зърното на аустенитни неръждаеми стомани в температурния диапазон от 550–900 ° C. Това означава, че съдържанието на хром в областта около карбидите се намалява, тъй като дифузията на хрома в родителския метал е много бавна. Следователно, тези области с по -ниско съдържание на хром имат по -малка устойчивост на корозия и всяка корозия е най -вероятно да започне тук. Това явление може да бъде причинено от температурите по време на заваряване и е известно като сенсибилизация.
По -ниското съдържание на въглерод намалява вероятността от сенсибилизация след заваряване. Следователно, много стандартни степени имат значително по -ниско съдържание на въглерод, като 316L сплав (съдържание на въглерод <0. 0 3%) и 316 сплав (съдържание на въглерод <0,08%) дори по -ниски.
Стабилизираните степени (като сплав 316TI) са подобрили свойствата на високотемпературата чрез добавяне на титан. Това също намалява сенсибилизацията, тъй като всеки въглерод, присъстващ в метала, за предпочитане ще се комбинира с титан, а не хром.
И накрая, ако аустенитните неръждаеми стомани са изложени на високи температури от {{0} ° C за дълго време, малки количества ферит в тях имат потенциал да образуват вредни фази на Sigma. Този механизъм е описан по -долу за неръждаеми стомани.
Неръждаеми стомани с дуплекс и супер дуплекс
Както при най -често срещаните аустенитни неръждаеми стомани, наличието на малки количества ферит в микроструктурата помага за намаляване на вероятността от горещо напукване по време на заваряване. Това със сигурност не е проблем, като се има предвид, че неръждаемите стомани от дуплекс и супер дуплекс имат почти равни пропорции на аустенит и ферит. Следователно дуплексните стомани са лесни за заваряване, но процесът на заваряване трябва да бъде проверен и контролиран, за да се избегне създаването на нежелана микроструктура.
Основният проблем при неръждаемите стомани е тенденцията им да образуват сигма фазова микроструктура чрез трансформация на ферит. Тази трансформация се осъществява при редица температури и времена, които могат да бъдат най-добре показани чрез TTT (температурна времева трансформация) диаграма. Фазата на Sigma е немагнитна интерметална фаза, богата на желязо и хром. Районът около фазата на Sigma има по -ниско съдържание на хром и следователно е много по -малко устойчив на корозия. В допълнение, трансформацията на ферит в фазата на Sigma може да образува празнини, което може да доведе до появата на пукнатини и значително да намали механичната якост, особено въздействието на здравината. Следователно, отличната устойчивост на корозия и механичните свойства на дуплексните и супер дуплексните неръждаеми стомани са напълно загубени, ако бъдат изложени на високи температури.
Графиката на TTT показва, че Ferralium 255 (UNS S32550, F61, 1.4507) е малко по -малко вероятно да образува фаза на Sigma, отколкото степени като S32760 (F55, 1.4501, Zeron 100), S32750 (F53, 1.4410, SAF2507), или S32205 (F51, 1.462, Duplex 2205).
За да се избегне образуването на фаза на Sigma, трябва да се контролират условията на заваряване, за да се ограничи времето, когато се поддържа температурата на заваряване. Както е показано в графиката на TTT, фазата на Sigma може да се образува за сравнително кратко време при температури около 800-900 градуса по Целзий. Поради големия размер на родителския материал спрямо областта на заваряването, топлината на заваряване обикновено се разсейва бързо. Заваряването за по -дълго време при по -ниски температури в крайна сметка ще доведе до същата микроструктурна трансформация. Следователно, за много пропаст заваряване е от решаващо значение да се ограничи температурата на заваряване. Това може да се постигне чрез намаляване на заваръчния вход на топлина и осигуряване на известно охлаждане или паузи между заваръчни проходи.
Друго основно предизвикателство при заваряване на дуплекс и супер дуплекс неръждаеми стомани е поддържането на балансиран аустенит: феритна микроструктура. В областта на заваръчните метали обикновено се появява загуба на азот. Тъй като азотът е стабилизатор за аустенит, загубата на азот в областта на заваряването води до повишен дял на ферит, което води до загуба на механични и корозионни свойства. Това може да бъде преодоляно чрез избор на прекомерно пълнещ метал, т.е. един с по-високо съдържание на никел (друг стабилизатор на аустенит) или чрез използване на азот като самия екраниращ газ, така че металът на заваръчния метал да абсорбира малки количества азот.
