duplex dostawca stali nierdzewnej

Metoda spawania stali nierdzewnej martenzytycznej i stali nierdzewnej typu duplex

1. Co to jest martenzytyczna stal nierdzewna i stal nierdzewna duplex?

Mikrostruktura jest martenzytyczna w temperaturze pokojowej, a jej właściwości mechaniczne można regulować poprzez obróbkę cieplną. W kategoriach laika jest to rodzaj utwardzalnej stali nierdzewnej. Gatunki stali należące do stali nierdzewnej martenzytycznej to 1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13, 3Cr13Mo, 1Cr17Ni2, 2Cr13Ni2, 9Cr18, 9Cr18MoV itp.

2. Powszechnie stosowane metody spawania

Spawanie Stal nierdzewna martenzytyczna może być spawana różnymi metodami spawania łukowego. Obecnie spawanie łukiem elektrodowym jest nadal główną metodą, ale zastosowanie spawania w osłonie dwutlenku węgla lub mieszanki argonu i dwutlenku węgla w osłonie gazów może znacznie zmniejszyć zawartość wodoru w spoinie, zmniejszając w ten sposób wrażliwość spoiny na pękanie na zimno.

3. Typowe materiały spawalnicze

(1) Elektrody i druty ze stali nierdzewnej martenzytycznej Cr13

Zwykle, gdy spoina ma wysokie wymagania wytrzymałościowe, użycie elektrody i drutu ze stali nierdzewnej martenzytycznej Cr13 może sprawić, że skład chemiczny metalu spoiny będzie podobny do składu metalu nieszlachetnego, ale spoina ma większą skłonność do pękania na zimno.

Środki ostrożności:

a. Wymagane jest wstępne podgrzanie przed spawaniem, a temperatura podgrzewania nie powinna przekraczać 450°C, aby zapobiec kruchości przy 475°C. Po spawaniu przeprowadzana jest obróbka cieplna. Obróbka cieplna po spawaniu polega na schłodzeniu do 150-200 ° C, utrzymywaniu go w cieple przez 2 godziny, aby wszystkie części austenitu przekształciły się w martenzyt, a następnie natychmiast wykonać odpuszczanie w wysokiej temperaturze, ogrzewając do 730-790 ° C , a następnie czas trzymania wynosi co 1 mm grubość płyty wynosi 10 minut, ale nie mniej niż 2 godziny, a na koniec chłodzenie powietrzem.

b. Aby zapobiec pęknięciom, zawartość S i P w elektrodach i przewodach powinna być mniejsza niż 0.015%, a zawartość Si nie większa niż 0.3%. Wzrost zawartości Si sprzyja tworzeniu się gruboziarnistego ferrytu pierwotnego, co skutkuje zmniejszeniem plastyczności złącza. Zawartość węgla powinna być generalnie niższa niż w metalu nieszlachetnym, co może zmniejszyć hartowność.

(2) Elektrody i druty ze stali nierdzewnej austenitycznej Cr-Ni

Stopiwo typu stali austenitycznej Cr-Ni ma dobrą plastyczność, co może zmniejszyć naprężenia powstające podczas przemiany martenzytycznej w strefie wpływu ciepła. Ponadto spoina ze stali nierdzewnej austenitycznej Cr-Ni ma wysoką rozpuszczalność wodoru, co może zmniejszyć dyfuzję wodoru z metalu spoiny do strefy wpływu ciepła i skutecznie zapobiegać pęknięciom na zimno, więc podgrzewanie wstępne nie jest wymagane. Jednak wytrzymałość spoiny jest niska i nie można jej poprawić przez obróbkę cieplną po spawaniu.

4. Typowe problemy spawalnicze

(1) spawanie pęknięć na zimno

Ze względu na wysoką zawartość chromu martenzytyczna stal nierdzewna znacznie poprawia jej hartowność. Niezależnie od pierwotnego stanu przed spawaniem, spawanie zawsze będzie wytwarzać strukturę martenzytu w obszarze w pobliżu szwu. Wraz ze wzrostem tendencji do twardnienia spoina jest również bardziej wrażliwa na pękanie na zimno, zwłaszcza w obecności wodoru, a martenzytyczna stal nierdzewna będzie również powodować bardziej niebezpieczne opóźnione pękanie wywołane wodorem.

pomiar:

1) Szybkość chłodzenia można spowolnić, stosując prąd spawania o dużej energii linii i dużym prądzie spawania;

2) W przypadku różnych rodzajów stali temperatura między warstwami jest różna, na ogół nie niższa niż temperatura podgrzewania;

3) Po spawaniu powoli schłodzić do 150-200°C i przeprowadzić obróbkę cieplną po spawaniu, aby wyeliminować naprężenia szczątkowe spawania, usunąć rozproszony wodór w złączu oraz poprawić strukturę i wydajność złącza.

(2) Kruchość strefy wpływu ciepła

Martenzytyczna stal nierdzewna, zwłaszcza martenzytyczna stal nierdzewna z wyższymi pierwiastkami ferrytotwórczymi, ma większą tendencję do wzrostu ziarna. Gdy szybkość chłodzenia jest mała, w strefie wpływu ciepła spawania łatwo wytwarza się gruboziarnisty ferryt i węgliki; gdy szybkość chłodzenia jest wysoka, strefa wpływu ciepła stwardnieje i utworzy gruboziarnisty martenzyt. Te grube struktury zmniejszają plastyczność i wytrzymałość spawanej strefy wpływu ciepła martenzytycznej stali nierdzewnej i powodują kruchość.

pomiar:

1) Kontroluj rozsądne tempo chłodzenia;

2) Rozsądnie wybierz temperaturę podgrzewania, a temperatura podgrzewania nie powinna przekraczać 450 ° C, w przeciwnym razie złącza mogą być kruche w temperaturze 475 ° C, jeśli są wystawione na działanie wysokich temperatur przez długi czas;

3) Rozsądny dobór materiałów spawalniczych w celu dostosowania składu spoiny, aby w jak największym stopniu uniknąć powstawania gruboziarnistego ferrytu w spoinie.

5. Proces spawania

1) Podgrzewanie przed spawaniem

Podgrzewanie wstępne przed spawaniem jest głównym środkiem technologicznym zapobiegającym pęknięciom na zimno. Gdy udział masowy C wynosi 0.1% ~ 0.2%, temperatura podgrzewania wynosi 200 ~ 260 ° C i można ją podgrzać do 400 ~ 450 ° C w przypadku spoin o wysokiej sztywności.

2) Chłodzenie po spawaniu

Po spawaniu spawu nie należy odpuszczać bezpośrednio z temperatury spawania, ponieważ austenit może nie ulec całkowitemu przekształceniu podczas procesu spawania. Jeśli temperatura zostanie podniesiona i odpuszczona bezpośrednio po spawaniu, węgliki będą wytrącać się wzdłuż granicy ziaren austenitu, a przemiana austenitu w perlit tworzy gruboziarnistą strukturę, która poważnie zmniejsza ciągliwość. Dlatego spaw powinien być schłodzony przed odpuszczaniem, aby austenit w spoinie i strefie wpływu ciepła uległ zasadniczo rozkładowi. W przypadku konstrukcji spawanych o małej sztywności można ją schłodzić do temperatury pokojowej, a następnie odpuścić; w przypadku spoin o dużej grubości wymagany jest bardziej skomplikowany proces; po spawaniu schłodzić do 100-150°C, trzymać w cieple przez 0.5-1h, a następnie podgrzać do temperatury odpuszczania.

3) Obróbka cieplna po spawaniu

Celem jest zmniejszenie twardości spoiny i strefy wpływu ciepła, poprawa plastyczności i ciągliwości oraz jednoczesne zmniejszenie naprężeń spawalniczych. Obróbka cieplna po spawaniu dzieli się na odpuszczanie i całkowite wyżarzanie. Temperatura odpuszczania wynosi 650-750 ° C, trzymaj przez 1 godzinę i schładzaj powietrzem; w przypadku konieczności obróbki spawanej po spawaniu, w celu uzyskania najniższej twardości można zastosować wyżarzanie całkowite. Temperatura wyżarzania wynosi 830-880 ° C, a zachowanie ciepła wynosi 2 godziny. Następnie schłodzić powietrzem.

4) Dobór drutu spawalniczego

Elektrody do spawania stali nierdzewnej martenzytycznej dzielą się na dwie kategorie: elektrody do stali nierdzewnej chromowej oraz elektrody do stali nierdzewnej austenitycznej chromowo-niklowej. Powszechnie stosowane chromowane elektrody ze stali nierdzewnej to E1-13-16 (G202) i E1-13-15 (G207); powszechnie stosowane elektrody ze stali nierdzewnej austenitycznej chromowo-niklowej to E0-19-10-16 (A102), E0-19-10-15 (A107), E0-18-12Mo2-16 (A202), E0-18-12Mo2-15 (A207) itp.

Spawanie stali nierdzewnej duplex

1. Spawalność stali nierdzewnej duplex

Spawalność stal nierdzewna duplex łączy w sobie zalety stali austenitycznej i ferrytycznej oraz zmniejsza ich wady.

(1) Wrażliwość na gorące pęknięcia jest znacznie mniejsza niż w przypadku stali austenitycznej;

(2) Wrażliwość na pęknięcia na zimno jest znacznie mniejsza niż w przypadku zwykłej niskostopowej stali o wysokiej wytrzymałości;

(3) Po ochłodzeniu strefy wpływu ciepła zawsze zatrzymuje się więcej ferrytu, co zwiększa skłonność do korozji i podatność na pękanie wywołane wodorem (kruchość);

(4) Połączenia spawane ze stali nierdzewnej duplex mogą powodować kruchość fazy δ. Faza δ jest związkiem międzymetalicznym Cr i Fe. Jego temperatura tworzenia waha się od 600 do 1000 ° C. Różne rodzaje stali mają różne temperatury tworzenia fazy δ;

(5) Stal nierdzewna duplex zawiera 50% ferrytu, który również wykazuje kruchość w temperaturze 475°C, ale nie jest tak wrażliwy jak ferrytyczna stal nierdzewna;

2. Wybór metody spawania

Spawanie TIG jest pierwszym wyborem dla spawanie stali metodą duplex, a następnie spawanie elektrodą łukową. Podczas spawania łukiem krytym należy ściśle kontrolować wprowadzane ciepło i temperaturę międzywarstwową oraz unikać dużych współczynników rozcieńczania.

Ogłoszenie:

Przy spawaniu metodą TIG wskazane jest dodanie 1-2% azotu do gazu osłonowego (jeśli N przekroczy 2%, zwiększy się tendencja do powstawania porów i łuk będzie niestabilny), tak aby metal spoiny chłonął azot (aby zapobiec powierzchni spoiny przed dyfuzyjnym ubytkiem azotu), co sprzyja stabilizacji fazy austenitycznej w złączu spawanym.

3. Dobór materiałów spawalniczych

Materiały spawalnicze zawierające wyższe pierwiastki tworzące austenit (Ni, N itp.) są wybierane w celu ułatwienia przemiany ferrytu w austenit w spoinie.

Stal 2205 wykorzystuje głównie drut lub drut spawalniczy 22.8.3L, a stal 2507 wykorzystuje głównie drut spawalniczy 25.10.4L lub drut spawalniczy 25.10.4R.

4. Punkty spawania

(1) Kontrola procesu cieplnego spawania Energia cieplna spawania, temperatura międzywarstwowa, podgrzewanie wstępne i grubość materiału będą miały wpływ na szybkość chłodzenia podczas spawania, wpływając w ten sposób na strukturę i wydajność spoiny oraz strefę wpływu ciepła. W celu uzyskania najlepszych właściwości metalu spoiny zaleca się kontrolowanie maksymalnej temperatury międzyściegowej na poziomie 100°C. Gdy po spawaniu wymagana jest obróbka cieplna, temperatura międzyściegowa nie może być ograniczona.

(2) Obróbka cieplna po spawaniu Lepiej tego nie robić stal nierdzewna dupleks do obróbki cieplnej po spawaniu. Gdy po spawaniu wymagana jest obróbka cieplna, stosowaną metodą obróbki cieplnej jest hartowanie w wodzie. Podczas obróbki cieplnej nagrzewanie powinno przebiegać możliwie szybko, a czas przebywania w temperaturze obróbki cieplnej powinien wynosić od 5 do 30 minut, co powinno wystarczyć do przywrócenia równowagi fazowej. Utlenianie metalu jest bardzo poważne podczas obróbki cieplnej i należy rozważyć ochronę przed gazem obojętnym.