Martensitik paslanmaz çelik ve dubleks paslanmaz çelik kaynak yöntemi

1. Martensitik paslanmaz çelik nedir ve dubleks paslanmaz çelik?

Mikroyapı oda sıcaklığında martensitiktir ve mekanik özellikleri ısıl işlemle ayarlanabilir. Layman'ın terimleriyle, bir tür sertleştirilebilir paslanmaz çeliktir. Martenzitik paslanmaz çeliğe ait çelik kaliteleri arasında 1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13, 3Cr13Mo, 1Cr17Ni2, 2Cr13Ni2, 9Cr18, 9Cr18MoV vb. bulunur.

2. Yaygın olarak kullanılan kaynak yöntemleri

Kaynak Martensitik paslanmaz çelik çeşitli ark kaynağı yöntemleri ile kaynak edilebilir. Şu anda, elektrot ark kaynağı hala ana yöntemdir, ancak karbon dioksit gaz korumalı kaynak veya argon ve karbon dioksit karışık gaz korumalı kaynak kullanımı, kaynaktaki hidrojen içeriğini büyük ölçüde azaltabilir, böylece kaynağın hassasiyetini azaltabilir. soğuk çatlama

3. Ortak kaynak malzemeleri

(1) Cr13 martensitik paslanmaz çelik elektrotlar ve teller

Genellikle, kaynağın yüksek mukavemet gereksinimleri olduğunda, bir Cr13 martensitik paslanmaz çelik elektrot ve telin kullanılması, kaynak metalinin kimyasal bileşimini ana metalinkine benzer hale getirebilir, ancak kaynağın soğuk çatlama eğilimi daha yüksektir.

Önlemler:

a. Kaynaktan önce ön ısıtma gereklidir ve 450 °C'de gevrekleşmeyi önlemek için ön ısıtma sıcaklığı 475 °C'yi geçmemelidir. Kaynaktan sonra ısıl işlem yapılır. Kaynak sonrası ısıl işlem, 150-200 ° C'ye soğutmak, 2 saat boyunca ostenitin tüm parçalarının martensite dönüşmesi için sıcak tutmak ve ardından hemen yüksek sıcaklıkta temperleme yapmak, 730-790 ° C'ye ısıtmak. ve ardından tutma süresi her 1 mm plaka kalınlığında 10 dakikadır, ancak 2 saatten az değildir ve son olarak hava soğutmalıdır.

b. Çatlakları önlemek için elektrot ve tellerdeki S ve P içeriği %0.015'ten az, Si içeriği ise %0.3'ten fazla olmamalıdır. Si içeriğindeki artış, kaba birincil ferrit oluşumunu teşvik ederek bağlantının plastisitesinde bir azalmaya neden olur. Karbon içeriği genellikle, sertleşebilirliği azaltabilen baz metalinkinden daha düşük olmalıdır.

(2) Cr-Ni östenitik paslanmaz çelik elektrotlar ve teller

Cr-Ni östenitik çelik tipi kaynak metali, ısıdan etkilenen bölgede martensitik dönüşüm sırasında oluşan gerilimi azaltabilen iyi bir plastisiteye sahiptir. Ek olarak, Cr-Ni östenitik paslanmaz çelik kaynağı, hidrojenin kaynak metalinden ısıdan etkilenen bölgeye difüzyonunu azaltabilen ve soğuk çatlakları etkili bir şekilde önleyebilen yüksek bir hidrojen çözünürlüğüne sahiptir, bu nedenle ön ısıtma gerekli değildir. Bununla birlikte, kaynağın mukavemeti düşüktür ve kaynak sonrası ısıl işlemle iyileştirilemez.

4. Yaygın kaynak sorunları

(1) soğuk çatlak kaynağı

Martensitik paslanmaz çeliğin yüksek krom içeriği nedeniyle sertleşebilirliği büyük ölçüde iyileştirilmiştir. Kaynaktan önceki orijinal durum ne olursa olsun, kaynak dikişe yakın bölgede her zaman bir martenzit yapı üretecektir. Sertleşme eğilimi arttıkça, bağlantı özellikle hidrojen varlığında soğuk çatlamaya karşı daha hassastır ve martensitik paslanmaz çelik de daha tehlikeli hidrojen kaynaklı gecikmeli çatlama üretecektir.

ölçü:

1) Soğutma hızı, büyük bir hat enerjisi ve büyük bir kaynak akımı olan bir kaynak akımı kullanılarak yavaşlatılabilir;

2) Farklı çelik türleri için, tabakalar arasındaki sıcaklık farklıdır, genellikle ön ısıtma sıcaklığından daha düşük değildir;

3) Kaynaktan sonra yavaşça 150-200°C'ye soğutun ve artık kaynak gerilimini ortadan kaldırmak, bağlantıdaki dağılmış hidrojeni gidermek ve bağlantının yapısını ve performansını iyileştirmek için kaynak sonrası ısıl işlem uygulayın.

(2) Isıdan etkilenen bölgenin gevrekleşmesi

Martensitik paslanmaz çelik, özellikle daha yüksek ferrit oluşturan elementlere sahip martensitik paslanmaz çelik, tane büyümesi için daha büyük bir eğilime sahiptir. Soğutma hızı küçük olduğunda, kaynak ısısından etkilenen bölgede kaba ferrit ve karbürler kolayca üretilir; soğutma hızı yüksek olduğunda, ısıdan etkilenen bölge sertleşecek ve kaba martensit oluşturacaktır. Bu kaba yapılar, martensitik paslanmaz çeliğin kaynaklı ısıdan etkilenen bölgesinin plastisitesini ve tokluğunu azaltır ve kırılganlaşmaya neden olur.

ölçü:

1) Makul bir soğutma hızını kontrol edin;

2) Ön ısıtma sıcaklığını makul bir şekilde seçin ve ön ısıtma sıcaklığı 450°C'yi geçmemelidir, aksi takdirde eklemler uzun süre yüksek sıcaklıklara maruz kalırsa 475°C'de gevrekleşebilir;

3) Kaynakta kaba ferrit oluşumunu mümkün olduğunca önlemek için kaynağın bileşimini ayarlamak için makul kaynak malzemeleri seçimi.

5. Kaynak işlemi

1) Kaynak öncesi ön ısıtma

Kaynak öncesi ön ısıtma, soğuk çatlakları önlemek için ana teknolojik önlemdir. C'nin kütle oranı %0.1~%0.2 olduğunda, ön ısıtma sıcaklığı 200~260°C'dir ve yüksek sertlikteki kaynaklar için 400~450°C'ye kadar ön ısıtma yapılabilir.

2) Kaynak sonrası soğutma

Kaynak işleminden sonra, kaynak işlemi sırasında östenit tamamen dönüştürülemeyebileceğinden, kaynak parçası doğrudan kaynak sıcaklığından temperlenmemelidir. Kaynaktan hemen sonra sıcaklık yükseltilir ve temperlenirse, karbürler östenit tane sınırı boyunca çökelir ve östenitin perlite dönüşümü, tokluğu ciddi şekilde azaltan iri taneli bir yapı oluşturur. Bu nedenle, kaynak ve ısıdan etkilenen bölgedeki ostenitin temel olarak ayrışması için kaynak parçası temperlemeden önce soğutulmalıdır. Düşük rijitliğe sahip kaynaklı birleştirmeler için oda sıcaklığına kadar soğutulabilir ve ardından temperlenebilir; büyük kalınlıktaki kaynaklı birleştirmeler için daha karmaşık bir işlem gerekir; kaynaktan sonra 100-150°C'ye soğutun, 0.5-1 saat sıcak tutun ve ardından tavlama sıcaklığına kadar ısıtın.

3) Kaynak sonrası ısıl işlem

Amaç, kaynak ve ısıdan etkilenen bölgenin sertliğini azaltmak, plastisiteyi ve tokluğu iyileştirmek ve aynı zamanda kaynak kalıntı gerilimini azaltmaktır. Kaynak sonrası ısıl işlem, tavlama ve tam tavlama olarak ikiye ayrılır. Temperleme sıcaklığı 650-750°C'dir, 1 saat bekletilir ve hava ile soğutulur; Kaynak dikişinin kaynaktan sonra işlenmesi gerekiyorsa, en düşük sertliği elde etmek için tam tavlama kullanılabilir. Tavlama sıcaklığı 830-880°C'dir ve ısı koruma süresi 2 saattir. Sonra hava serin.

4) Kaynak çubuğu seçimi

Martensitik paslanmaz çeliğin kaynağı için elektrotlar iki kategoriye ayrılır: krom paslanmaz çelik elektrotlar ve krom-nikel östenitik paslanmaz çelik elektrotlar. Yaygın olarak kullanılan krom paslanmaz çelik elektrotlar E1-13-16 (G202) ve E1-13-15'tir (G207); yaygın olarak kullanılan krom-nikel östenitik paslanmaz çelik elektrotlar E0-19-10-16 (A102), E0-19-10-15 (A107), E0-18-12Mo2-16 (A202), E0-18-12Mo2-15'tir. (A207), vb.

Dubleks paslanmaz çeliğin kaynağı

1. Dubleks paslanmaz çeliğin kaynaklanabilirliği

kaynaklanabilirliği dubleks paslanmaz çelik östenitik çelik ve ferritik çeliğin avantajlarını birleştirir ve ilgili eksikliklerini azaltır.

(1) Sıcak çatlaklara karşı hassasiyet, östenitik çeliğe göre çok daha küçüktür;

(2) Soğuk çatlaklara karşı hassasiyet, genel düşük alaşımlı yüksek mukavemetli çelikten çok daha küçüktür;

(3) Isıdan etkilenen bölge soğuduktan sonra, her zaman daha fazla ferrit tutulur, böylece korozyon eğilimi ve hidrojen kaynaklı çatlamaya (kırılganlık) duyarlılık artar;

(4) Dubleks paslanmaz çelik kaynaklı bağlantılar, δ faz kırılganlığını hızlandırabilir. δ fazı, Cr ve Fe'nin intermetalik bir bileşiğidir. Oluşum sıcaklığı 600 ila 1000 °C arasında değişmektedir. Farklı çelik türleri, δ fazını oluşturmak için farklı sıcaklıklara sahiptir;

(5) Dubleks paslanmaz çelik, 50°C'de kırılgan olan ancak ferritik paslanmaz çelik kadar hassas olmayan %475 ferrit içerir;

2. Kaynak yönteminin seçimi

TIG kaynağı için ilk tercihtir dubleks çelik kaynak, ardından elektrot ark kaynağı. Toz altı ark kaynağı kullanıldığında, ısı girişi ve ara tabaka sıcaklığı sıkı bir şekilde kontrol edilmeli ve büyük seyreltme oranlarından kaçınılmalıdır.

Uyarı:

TIG kaynağı kullanılırken, koruyucu gaza %1-2 nitrojen eklenmesi tavsiye edilir (N %2'yi aşarsa, gözeneklerin eğilimi artar ve ark kararsız olur), böylece kaynak metali nitrojeni emer (önlemek için) kaynaklı bağlantıdaki östenit fazını stabilize etmeye elverişli olan nitrojenin difüzyon kaybından kaynağın yüzey alanı).

3. Kaynak sarf malzemelerinin seçimi

Kaynakta ferritin östenite dönüşümünü desteklemek için daha yüksek östenit oluşturucu elementlere (Ni, N, vb.) sahip kaynak sarf malzemeleri seçilir.

2205 çeliği çoğunlukla 22.8.3L kaynak çubuğu veya teli kullanır ve 2507 çeliği çoğunlukla 25.10.4L kaynak teli veya 25.10.4R kaynak çubuğu kullanır.

4. Kaynak noktaları

(1) Kaynak ısı prosesinin kontrolü Kaynak ısı enerjisi, ara tabaka sıcaklığı, ön ısıtma ve malzeme kalınlığının tümü, kaynak sırasındaki soğuma hızını etkileyecektir, dolayısıyla kaynak ve ısıdan etkilenen bölgenin yapısını ve performansını etkileyecektir. En iyi kaynak metali özelliklerini elde etmek için, maksimum pasolar arası sıcaklığın 100°C'de kontrol edilmesi önerilir. Kaynak sonrası ısıl işlem gerektiğinde, pasolar arası sıcaklık sınırlandırılmayabilir.

(2) Kaynak sonrası ısıl işlem ısıl işlem görmüş dubleks paslanmaz çelik kaynak sonrası. Kaynak sonrası ısıl işlem gerektiğinde kullanılan ısıl işlem yöntemi su vermedir. Isıl işlem sırasında, ısıtma mümkün olduğu kadar hızlı olmalı ve ısıl işlem sıcaklığında tutma süresi 5 ila 30 dakika olmalıdır, bu da faz dengesini yeniden sağlamak için yeterli olmalıdır. Isıl işlem sırasında metal oksidasyonu çok ciddidir ve inert gaz koruması düşünülmelidir.