Относно методите за заваряване на различни неръждаеми стомани
Аустенитни неръждаеми стомани
Аустенитните неръждаеми стомани обикновено имат добра заваряемост в сравнение с много други метали. Тъй като те не се втвърдяват при охлаждане, те проявяват добра здравина и пластичност и не изискват предварително загряване или обработка след загряване преди или след заваряване. При определени обстоятелства обаче пукнатините могат да възникнат в заваръчната (или метала за пълнене) или зоната, засегната от топлина (HAZ).
Крекирането на втвърдяването на заваръчния метал е по -вероятно да възникне в напълно аустенитни структури, които са по -податливи на напукване, отколкото структури, съдържащи малки количества ферит. Напълно аустенитните степени включват 310, 320 и 330. Въпреки това, тъй като най -често използваните аустенитни неръждаеми стомани всъщност съдържат малки количества ферит, този проблем всъщност не е толкова сериозен, колкото изглежда. Например 316 сплав съдържа 3% до 10% ферит. Фермомичен 50 (XM -19, UNS S20910, 1.3964, Nitronic 50), Fermomic 60 (UNS S21800, Nitronic 60) и сплав 254 (UNS S31254, 1.4547, 254SMO, 6mo) също съдържат малки количества ферити. Тези малки количества феритна микроструктура са в състояние да разтворят примесите, които могат да причинят междугранулно напукване или ниско образуване на сегрегация на топене на топене. Те са свързани с наличието на фосфор или сяра, които се считат за бездомни елементи, тъй като те не се добавят умишлено, но се пренасят от стартовия скрап, суровини и процеси.
Въглеродът в аустенитните неръждаеми стомани може да причини междугрануларна корозия в заваръчния метал или HAZ след заваряване. Хром карбидите се образуват върху границите на зърното на аустенитни неръждаеми стомани в температурния диапазон на 550-900 степен. Това означава, че площта около карбидите вече е по -ниска в хром, тъй като дифузията на хрома в родителския метал е много бавна. Следователно тези области с по -ниско съдържание на хром са по -малко устойчиви на корозия и всяка корозия е най -вероятно да започне тук. Това явление може да бъде причинено от температурите, изпитвани по време на заваряване и е известно като сенсибилизация.
Намаляването на съдържанието на въглерод ще намали вероятността от сенсибилизация след заварата. Поради тази причина много стандартни степени се предлагат във версии със значително намалено съдържание на въглерод, като 316L сплав (C <0. 0 3%) в сравнение с 316 сплав (c <0,08%).
Стабилизираните степени, като 316Ti сплав, използват добавки от титан, за да подобрят работата при повишени температури. Това също намалява сенсибилизацията, тъй като всеки въглерод в метала ще предпочете да се свързва с титан, а не с хром.
И накрая, ако аустенитните неръждаеми стомани са изложени за продължителни периоди от време между 550-900 градус, вредната фаза на сигмата може да се образува от малки количества ферит.
Неръждаеми стомани с дуплекс и супер дуплекс
Както при най -често срещаните аустенитни неръждаеми стомани, наличието на някакъв ферит в микроструктурата може да помогне за ограничаване на вероятността от горещо напукване по време на заваряване. Като се има предвид, че неръждаемите стомани с дуплекс и супер дуплекс съдържат почти равни пропорции на аустенит и ферит, това със сигурност не е проблем. Следователно дуплексните стомани са лесни за заваряване, но процесът на заваряване трябва да бъде квалифициран и контролиран, за да се избегне образуването на нежелани микроструктури.
Основният проблем при неръждаемите стомани е тенденцията им да образуват сигма фазова микроструктура от трансформацията на ферит. Тази трансформация се осъществява в диапазон от различни температури и времена и е най-добре демонстрирана чрез TTT (температурна времева трансформация) диаграма. Sigma е немагнитна интерметална фаза, богата на желязо и хром. Районът около фазата на Sigma има по -ниско съдържание на хром и следователно има много по -ниска устойчивост на корозия от другите области. В допълнение, трансформацията на ферит в фазата на Sigma може да доведе до празнини, което може да доведе до появата на пукнатини и значително намаляване на механичната якост, особено въздействието на здравината. Следователно, ако дуплексът и супер дуплексните неръждаеми стомани са изложени на по -високи температури, тяхната отлична устойчивост на корозия и механични свойства ще бъдат напълно компенсирани.
Ferralium 255 (UNS S32550, F61, 1.4507) е по -малко вероятно да образува фаза на Sigma от S32760 (F55, 1.4501, Zeron 100), S32750 (F53, 1.4410, SAF2507) или S32205 (F51, 1.4462, DuPlex 2205) градове.
За да се избегне образуването на фаза на Sigma, условията на заваряване трябва да се контролират, за да се ограничи времето при температура. Както показва TTT диаграмата, фазата на Sigma може да се образува в сравнително кратки пъти около 800-900 градус. Поради сравнително големия размер на родителския метал в сравнение с областта на заваряването, топлината, генерирана от заваряване, обикновено се разсейва доста бързо. По -дългите времена при по -ниски температури също могат да доведат до една и съща микроструктурна трансформация. Следователно, за многопроходните заварки е важно да се ограничи температурата на заваряване. Това може да се постигне чрез намаляване на заваръчния вход на топлина, осигуряване на известно охлаждане или пауза 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 азотът често се губи. Тъй като азотът е стабилизатор на аустенит, загубата на азот в областта на заваряването насърчава по -голяма част от ферит, което води до загуба на механични и корозионни свойства. Това може да бъде преодоляно чрез избор на прекомерно пълнещ метал, т.е. съдържат по-висок процент никел (друг стабилизатор на аустенит) или чрез използване на азот като самия екраниращ газ, така че металът за заваряване да абсорбира малко количество азот.
