Metode pengelasan baja tahan karat martensitik dan baja tahan karat dupleks

1. Apa itu baja tahan karat martensitik dan baja tahan karat dupleks?

Struktur mikro bersifat martensit pada suhu kamar, dan sifat mekaniknya dapat disesuaikan dengan perlakuan panas. Dalam istilah awam, itu adalah jenis baja tahan karat yang dapat dikeraskan. Nilai baja milik baja tahan karat martensit termasuk 1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13, 3Cr13Mo, 1Cr17Ni2, 2Cr13Ni2, 9Cr18, 9Cr18MoV, dll.

2. Metode pengelasan yang umum digunakan

Pengelasan Baja tahan karat Martensitik dapat dilas dengan berbagai metode pengelasan busur. Saat ini, pengelasan busur elektroda masih merupakan metode utama, tetapi penggunaan las berpelindung gas karbon dioksida atau las berpelindung gas campuran argon dan karbon dioksida dapat sangat mengurangi kandungan hidrogen dalam las, sehingga mengurangi sensitivitas las terhadap retak dingin.

3. Bahan las umum

(1) Elektroda dan kabel baja tahan karat martensitik Cr13

Biasanya, ketika lasan memiliki persyaratan kekuatan tinggi, penggunaan elektroda dan kawat baja tahan karat martensit Cr13 dapat membuat komposisi kimia logam las mirip dengan logam dasar, tetapi lasan memiliki kecenderungan retak dingin yang lebih besar.

kewaspadaan:

sebuah. Pemanasan awal sebelum pengelasan diperlukan, dan suhu pemanasan awal tidak boleh melebihi 450°C untuk mencegah penggetasan pada suhu 475°C. Setelah pengelasan, perlakuan panas dilakukan. Perlakuan panas pasca las adalah mendinginkan hingga 150-200 ° C, menjaganya tetap hangat selama 2 jam agar semua bagian austenit berubah menjadi martensit, kemudian segera melakukan temper suhu tinggi, memanaskan hingga 730-790 ° C , dan kemudian waktu penahanan setiap ketebalan pelat 1mm adalah 10 menit, tetapi tidak kurang dari 2 jam, dan akhirnya berpendingin udara.

b. Untuk mencegah retak, kandungan S dan P pada elektroda dan kabel harus kurang dari 0.015%, dan kandungan Si tidak boleh lebih besar dari 0.3%. Peningkatan kandungan Si mendorong pembentukan ferit primer yang kasar, yang mengakibatkan penurunan plastisitas sambungan. Kandungan karbon umumnya harus lebih rendah dari logam dasar, yang dapat mengurangi kemampuan mengeras.

(2) Elektroda dan kabel baja tahan karat austenitik Cr-Ni

Logam las tipe baja austenitik Cr-Ni memiliki plastisitas yang baik, yang dapat menghilangkan tegangan yang dihasilkan selama transformasi martensit di zona yang terkena panas. Selain itu, las baja tahan karat austenitik Cr-Ni memiliki kelarutan tinggi untuk hidrogen, yang dapat mengurangi difusi hidrogen dari logam las ke zona yang terkena panas dan secara efektif mencegah retakan dingin, sehingga pemanasan awal tidak diperlukan. Namun, kekuatan lasnya rendah dan tidak dapat ditingkatkan dengan perlakuan panas pasca las.

4. Masalah pengelasan umum

(1) pengelasan retak dingin

Karena kandungan kromium yang tinggi dari baja tahan karat martensit, kemampuan mengerasnya sangat meningkat. Terlepas dari keadaan awal sebelum pengelasan, pengelasan akan selalu menghasilkan struktur martensit di daerah dekat lapisan. Dengan meningkatnya kecenderungan pengerasan, sambungan juga lebih sensitif terhadap retak dingin, terutama dengan adanya hidrogen, dan baja tahan karat martensit juga akan menghasilkan retak tertunda akibat hidrogen yang lebih berbahaya.

mengukur:

1) Laju pendinginan dapat diperlambat dengan menggunakan arus pengelasan dengan energi garis besar dan arus pengelasan besar;

2) Untuk jenis baja yang berbeda, suhu antar lapisan berbeda, umumnya tidak lebih rendah dari suhu pemanasan awal;

3) Dinginkan secara perlahan hingga 150-200°C setelah pengelasan, dan lakukan perlakuan panas pasca-pengelasan untuk menghilangkan tegangan sisa pengelasan, menghilangkan hidrogen yang menyebar di sambungan, dan memperbaiki struktur dan kinerja sambungan.

(2) Embrittlement dari zona yang terkena panas

Baja tahan karat martensitik, khususnya baja tahan karat martensit dengan elemen pembentuk ferit yang lebih tinggi, memiliki kecenderungan pertumbuhan butir yang lebih besar. Ketika laju pendinginan kecil, ferit kasar dan karbida mudah diproduksi di zona yang terkena panas pengelasan; ketika laju pendinginan tinggi, zona yang terkena panas akan mengeras dan membentuk martensit kasar. Struktur kasar ini mengurangi plastisitas dan ketangguhan zona pengaruh panas yang dilas dari baja tahan karat martensitik dan menyebabkan kegetasan.

mengukur:

1) Kontrol laju pendinginan yang wajar;

2) Pilih suhu pemanasan awal secara wajar, dan suhu pemanasan awal tidak boleh melebihi 450°C, jika tidak, sambungan dapat rapuh pada suhu 475°C jika terkena suhu tinggi untuk waktu yang lama;

3) Pemilihan bahan las yang wajar untuk menyesuaikan komposisi las untuk menghindari pembentukan ferit kasar pada las sebanyak mungkin.

5. Proses pengelasan

1) Pemanasan awal sebelum pengelasan

Pemanasan awal sebelum pengelasan adalah langkah teknologi utama untuk mencegah retakan dingin. Ketika fraksi massa C adalah 0.1% ~ 0.2%, suhu pemanasan awal adalah 200 ~ 260 ° C, dan dapat dipanaskan hingga 400 ~ 450 ° C untuk pengelasan kekakuan tinggi.

2) Pendinginan setelah pengelasan

Setelah pengelasan, lasan tidak boleh ditempa langsung dari suhu pengelasan, karena austenit mungkin tidak sepenuhnya berubah selama proses pengelasan. Jika suhu dinaikkan dan ditemper segera setelah pengelasan, karbida akan mengendap di sepanjang batas butir austenit dan Transformasi austenit menjadi perlit menghasilkan struktur berbutir kasar yang secara serius mengurangi ketangguhan. Oleh karena itu, lasan harus didinginkan sebelum temper, sehingga austenit di lasan dan zona yang terkena panas pada dasarnya terdekomposisi. Untuk lasan dengan kekakuan rendah, dapat didinginkan hingga suhu kamar dan kemudian dikeraskan; untuk lasan dengan ketebalan besar, diperlukan proses yang lebih rumit; setelah pengelasan, dinginkan hingga 100-150 ° C, tetap hangat selama 0.5-1 jam, lalu panaskan hingga suhu temper.

3) Perlakuan panas pasca-las

Tujuannya adalah untuk mengurangi kekerasan lasan dan zona yang terkena panas, meningkatkan plastisitas dan ketangguhan, dan pada saat yang sama mengurangi tegangan sisa pengelasan. Perlakuan panas pasca-las dibagi menjadi tempering dan anil lengkap. Temperatur tempering adalah 650-750°C, tahan selama 1 jam, dan berpendingin udara; jika lasan perlu dikerjakan setelah pengelasan, untuk mendapatkan kekerasan terendah, anil lengkap dapat digunakan. Suhu anil adalah 830-880 ° C, dan pengawetan panas adalah 2 jam. Lalu dinginkan udara.

4) Pemilihan batang las

Elektroda untuk pengelasan baja tahan karat martensitik dibagi menjadi dua kategori: elektroda baja tahan karat kromium dan elektroda baja tahan karat krom-nikel austenitik. Elektroda baja tahan karat kromium yang umum digunakan adalah E1-13-16 (G202), dan E1-13-15 (G207); elektroda baja tahan karat austenitik kromium-nikel yang umum digunakan adalah E0-19-10-16 (A102), E0-19-10-15 (A107), E0-18-12Mo2-16 (A202), E0-18-12Mo2-15 (A207), dll.

Pengelasan baja tahan karat dupleks

1. Kemampuan las baja tahan karat dupleks

Kemampuan las dari baja tahan karat dupleks menggabungkan keunggulan baja austenitik dan baja feritik dan mengurangi kekurangannya masing-masing.

(1) Sensitivitas terhadap retakan panas jauh lebih kecil daripada baja austenitik;

(2) Sensitivitas terhadap retakan dingin jauh lebih kecil daripada baja paduan rendah berkekuatan tinggi pada umumnya;

(3) Setelah zona yang terkena panas didinginkan, lebih banyak ferit selalu dipertahankan, sehingga meningkatkan kecenderungan korosi dan kerentanan terhadap retak (kerapuhan) yang diinduksi hidrogen;

(4) Sambungan las baja tahan karat dupleks dapat memicu kegetasan fase δ. Fase δ adalah senyawa intermetalik dari Cr dan Fe. Temperatur pembentukannya berkisar dari 600 hingga 1000 ° C. Jenis baja yang berbeda memiliki temperatur yang berbeda untuk membentuk fase δ;

(5) Baja tahan karat dupleks mengandung 50% ferit, yang juga memiliki kerapuhan pada suhu 475 ° C, tetapi tidak sepeka baja tahan karat feritik;

2. Pemilihan metode pengelasan

Pengelasan TIG adalah pilihan pertama untuk pengelasan baja dupleks, diikuti oleh pengelasan busur elektroda. Ketika las busur terendam digunakan, input panas dan suhu interlayer harus dikontrol dengan ketat, dan tingkat pengenceran yang besar harus dihindari.

Melihat:

Saat menggunakan las TIG, disarankan untuk menambahkan 1-2% nitrogen ke gas pelindung (jika N melebihi 2%, akan meningkatkan kecenderungan pori-pori dan busur tidak stabil), sehingga logam las menyerap nitrogen (untuk mencegah luas permukaan lasan dari kehilangan nitrogen yang menyebar), yang kondusif untuk menstabilkan fase austenit pada sambungan las.

3. Pemilihan bahan habis pakai las

Bahan habis pakai las dengan elemen pembentuk austenit yang lebih tinggi (Ni, N, dll.) dipilih untuk mendorong transformasi ferit menjadi austenit dalam las.

Baja 2205 kebanyakan menggunakan batang las atau kawat 22.8.3L, dan baja 2507 kebanyakan menggunakan kawat las 25.10.4L atau batang las 25.10.4R.

4. Titik las

(1) Kontrol proses panas pengelasan Energi panas pengelasan, suhu interlayer, pemanasan awal, dan ketebalan material semuanya akan mempengaruhi laju pendinginan selama pengelasan, sehingga mempengaruhi struktur dan kinerja las dan zona yang terkena panas. Untuk mendapatkan sifat-sifat logam las yang terbaik, direkomendasikan agar temperatur interpass maksimum dikontrol pada 100°C. Ketika perlakuan panas diperlukan setelah pengelasan, suhu interpass mungkin tidak dibatasi.

(2) Perlakuan panas pasca-las Sebaiknya tidak baja tahan karat dupleks dengan perlakuan panas setelah pengelasan. Ketika perlakuan panas diperlukan setelah pengelasan, metode perlakuan panas yang digunakan adalah pendinginan air. Selama perlakuan panas, pemanasan harus secepat mungkin, dan waktu penahanan pada suhu perlakuan panas adalah 5 hingga 30 menit, yang seharusnya cukup untuk mengembalikan keseimbangan fasa. Oksidasi logam sangat serius selama perlakuan panas, dan perlindungan gas lembam harus dipertimbangkan.