마르텐사이트 스테인리스강과 듀플렉스 스테인리스강의 용접 방법

1. 마르텐사이트계 스테인리스강과 듀플렉스 스테인리스 강?

미세 조직은 실온에서 마르텐사이트이며 열처리를 통해 기계적 성질을 조절할 수 있습니다. 평신도의 용어로 경화 가능한 스테인레스 스틸 유형입니다. 마르텐사이트계 스테인리스강에 속하는 강종으로는 1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13, 3Cr13Mo, 1Cr17Ni2, 2Cr13Ni2, 9Cr18, 9Cr18MoV 등이 있습니다.

2. 일반적으로 사용되는 용접 방법

용접 마르텐사이트계 스테인리스강은 다양한 아크 용접 방법으로 용접할 수 있습니다. 현재 전극 아크 용접은 여전히 ​​주요 방법이지만 이산화탄소 가스 차폐 용접 또는 아르곤과 이산화탄소 혼합 가스 차폐 용접을 사용하면 용접의 수소 함량을 크게 줄일 수 있으므로 용접 감도를 줄일 수 있습니다. 콜드 크래킹.

3. 일반적인 용접 재료

(1) Cr13 마르텐사이트 스테인리스 강 전극 및 와이어

일반적으로 용접 강도가 높을 때 Cr13 마르텐사이트계 스테인리스강 전극과 와이어를 사용하면 용접 금속의 화학 조성이 모재와 비슷해지지만 용접은 냉간 균열 경향이 더 큽니다.

주의 사항 :

ㅏ. 용접 전 예열이 필요하며 예열 온도는 450°C에서 취화를 방지하기 위해 475°C를 초과하지 않아야 합니다. 용접 후 열처리를 합니다. 용접 후 열처리는 150~200℃로 냉각하고 2시간 동안 보온하여 오스테나이트의 모든 부분이 마르텐사이트로 변태되도록 한 후 즉시 고온템퍼링을 실시하여 730~790℃로 가열하는 것이다. 그 후 유지시간은 판두께 1mm마다 10min, 2h 이상 유지하고 최종적으로 공냉한다.

비. 크랙을 방지하기 위해 전극 및 와이어의 S 및 P 함량은 0.015% 미만이어야 하며, Si 함량은 0.3% 이하이어야 합니다. Si 함량의 증가는 조대한 XNUMX차 페라이트 형성을 촉진하여 조인트의 소성 감소를 초래합니다. 탄소 함량은 일반적으로 담금질성을 감소시킬 수 있는 모재보다 낮아야 합니다.

(2) Cr-Ni 오스테나이트 스테인리스강 전극 및 와이어

Cr-Ni 오스테나이트계 강종 용접 금속은 가소성이 좋아 열영향부에서 마르텐사이트 변태 시 발생하는 응력을 완화할 수 있습니다. 또한 Cr-Ni 오스테나이트계 스테인리스강 용접부는 수소에 대한 용해도가 높아 용접 금속에서 열영향부로의 수소 확산을 줄이고 냉간균열을 효과적으로 방지할 수 있어 예열이 필요하지 않다. 그러나 용접 강도가 낮고 용접 후 열처리로 개선할 수 없습니다.

4. 일반적인 용접 문제

(1) 용접 냉간 균열

마르텐사이트계 스테인리스강의 크롬 함량이 높기 때문에 담금질성이 크게 향상됩니다. 용접 전의 원래 상태에 관계없이 용접은 항상 이음매 근처 영역에 마르텐사이트 조직을 생성합니다. 경화 경향이 증가함에 따라 조인트는 특히 수소가 있는 경우 냉간 균열에 더 민감하며 마르텐사이트 스테인리스강도 더 위험한 수소 유발 지연 균열을 생성합니다.

법안:

1) 라인 에너지가 크고 용접 전류가 큰 용접 전류를 사용하여 냉각 속도를 늦출 수 있습니다.

2) 강종에 따라 층간 온도가 다르며 일반적으로 예열 온도보다 낮지 않습니다.

3) 용접 후 150~200℃까지 서서히 냉각하고 용접 후 열처리를 하여 용접 잔류응력을 제거하고 접합부의 확산수소를 제거하여 접합부의 구조 및 성능을 향상시킨다.

(2) 열영향부의 취화

마르텐사이트 스테인리스강, 특히 페라이트 형성 요소가 더 많은 마르텐사이트 스테인리스강은 입자 성장 경향이 더 큽니다. 냉각 속도가 작으면 용접 열 영향부에서 조대한 페라이트 및 탄화물이 쉽게 생성됩니다. 냉각 속도가 높으면 열 영향부가 경화되어 거친 마텐자이트를 형성합니다. 이러한 거친 구조는 마르텐사이트 스테인리스강의 용접된 열 영향부의 소성 및 인성을 감소시키고 취성을 유발합니다.

법안:

1) 합리적인 냉각 속도 제어;

2) 예열 온도를 합리적으로 선택하고 예열 온도는 450°C를 초과하지 않아야 합니다. 그렇지 않으면 장시간 고온에 노출되면 조인트가 475°C에서 부서질 수 있습니다.

3) 가능한 한 용접부에 조대한 페라이트 생성을 피하기 위해 용접 구성을 조정하기 위한 용접 재료의 합리적인 선택.

5. 용접 공정

1) 용접 전 예열

용접 전 예열은 콜드 크랙을 방지하기 위한 주요 기술적 조치입니다. C의 질량 분율이 0.1%~0.2%일 때 예열 온도는 200~260°C이며, 고강성 용접물을 위해 400~450°C까지 예열될 수 있습니다.

2) 용접 후 냉각

용접 후 용접물은 용접 공정 중에 오스테나이트가 완전히 변형되지 않을 수 있으므로 용접 온도에서 직접 템퍼링해서는 안 됩니다. 용접 직후에 온도를 높이고 템퍼링하면 탄화물이 오스테나이트 입계를 따라 석출되고 오스테나이트가 펄라이트로 변태하여 인성이 심각하게 감소하는 조대한 조직이 생성됩니다. 따라서 용접물은 템퍼링 전에 냉각되어야 용접부와 열영향부의 오스테나이트가 기본적으로 분해됩니다. 강성이 낮은 용접물의 경우 실온으로 냉각한 다음 템퍼링할 수 있습니다. 두께가 큰 용접물의 경우 더 복잡한 공정이 필요합니다. 용접 후 100-150°C로 냉각하고 0.5-1시간 동안 보온한 다음 템퍼링 온도로 가열합니다.

3) 용접 후 열처리

목적은 용접부 및 열영향부의 경도를 낮추고 소성 및 인성을 향상시키며 동시에 용접 잔류 응력을 줄이는 것입니다. 용접 후 열처리는 템퍼링과 완전 어닐링으로 나뉩니다. 템퍼링 온도는 650-750°C이고 1시간 동안 유지한 후 공냉합니다. 용접 후 용접물을 가공해야 하는 경우 가장 낮은 경도를 얻기 위해 완전 어닐링을 사용할 수 있습니다. 어닐링 온도는 830-880°C이고 보온은 2시간입니다. 그런 다음 공기를 식히십시오.

4) 용접봉의 선정

마르텐사이트계 스테인리스강 용접용 전극은 크롬 스테인리스강 전극과 크롬-니켈 오스테나이트계 스테인리스강 전극의 두 가지 범주로 나뉩니다. 일반적으로 사용되는 크롬 스테인리스강 전극은 E1-13-16(G202) 및 E1-13-15(G207)입니다. 일반적으로 사용되는 크롬-니켈 오스테나이트계 스테인리스 강 전극은 E0-19-10-16(A102), E0-19-10-15(A107), E0-18-12Mo2-16(A202), E0-18-12Mo2-15입니다. (A207) 등

듀플렉스 스테인리스강 용접

1. 듀플렉스 스테인리스강의 용접성

의 용접성 듀플렉스 스테인리스 강 오스테나이트강과 페라이트강의 장점을 결합하고 각각의 단점을 줄입니다.

(1) 고온 균열에 대한 민감도는 오스테나이트계 강철보다 훨씬 작습니다.

(2) 일반 저합금 고장력강에 비해 냉균열에 대한 민감도가 훨씬 작다.

(3) 열영향부가 냉각된 후에는 항상 더 많은 페라이트가 유지되어 부식 경향과 수소 유도 균열(취성)에 대한 취약성이 증가합니다.

(4) 듀플렉스 스테인리스 스틸 용접 조인트는 δ 상 취성을 촉진할 수 있습니다. δ상은 Cr과 Fe의 금속간 화합물입니다. 그것의 형성 온도 범위는 600에서 1000 ° C입니다. 다른 강철 유형은 δ 상을 형성하기 위해 다른 온도를 갖습니다.

(5) 듀플렉스 스테인리스강은 50% 페라이트를 포함하며 475°C에서도 취성이 있지만 페라이트계 스테인리스강만큼 민감하지는 않습니다.

2. 용접방법의 선정

TIG 용접은 다음을 위한 첫 번째 선택입니다. 이중 강철 용접, 전극 아크 용접이 이어집니다. 서브머지드 아크 용접을 사용하는 경우 입열량과 층간 온도를 엄격히 관리해야 하며, 희석 비율을 크게 하는 것은 피해야 합니다.

주의:

TIG 용접시 실드가스에 1~2%의 질소를 첨가하여(N이 2%를 초과하면 기공 경향이 증가하여 아크가 불안정해짐) 용접금속이 질소를 흡수(방지) 질소의 확산 손실로 인한 용접 표면적), 이는 용접 조인트의 오스테나이트 상 안정화에 도움이 됩니다.

3. 용접재료의 선정

오스테나이트 형성 원소(Ni, N 등)가 더 높은 용접 재료는 용접에서 페라이트의 오스테나이트로의 변태를 촉진하기 위해 선택됩니다.

2205강은 주로 22.8.3L 용접봉이나 와이어를 사용하고, 2507강은 25.10.4L 용접와이어나 25.10.4R 용접봉을 주로 사용한다.

4. 용접점

(1) 용접열처리 제어 용접열에너지, 층간온도, 예열, 재료두께 등은 모두 용접시 냉각속도에 영향을 미쳐 용접부 및 열영향부의 구조 및 성능에 영향을 미친다. 최상의 용접 금속 특성을 얻기 위해 최대 층간 온도를 100°C로 제어하는 ​​것이 좋습니다. 용접 후 열처리가 필요한 경우 층간 온도는 제한되지 않을 수 있습니다.

(2) 용접 후 열처리 하지 않는 것이 좋다. 열처리 듀플렉스 스테인리스 스틸 용접 후. 용접 후 열처리가 필요한 경우 사용되는 열처리 방법은 물 담금질입니다. 열처리 시 가열은 가능한 한 빠르게 하여야 하며, 열처리 온도에서의 유지시간은 5~30분으로 상평형을 회복하기에 충분하여야 한다. 금속 산화는 열처리 시 매우 심각하며 불활성 가스 보호를 고려해야 합니다.