Roostevabade teraste keevitamine
Roostevabast terasest peetakse paljude teiste metallidega võrreldes hea keevitatavuse ja neid saab edukalt keevitada, kasutades õige seadistuse ja tingimuste korral mitmeid erinevaid keevitustehnikaid.
Austeniitilised roostevabad terased
Üldiselt ei ole austeniitide roostevaba terased pärast keevitamist praguneda. Kuna jahutamisel ei kõvene need, on neil hea sitkus ja elastsus ning nad ei vaja eel- ega pärast kuumtöötlemist. Mõnel juhul võib pragunemine tekkida keevisõmbluses (või täiteaines) metallis või kuumutatud tsoonis (HAZ).
Täielikult austeniitilised struktuurid on vastuvõtlikumad keevitatavate metalli tahkestamise pragunemisele kui väikeste ferriidide kogustes struktuuridele, kuna täielikult austeniitilised struktuurid on pragunemisele vastuvõtlikumad kui väikeste ferriidide kogustes struktuuridega. Täiesti austeniitiliste hinnete hulka kuuluvad 310, 320 ja 330. Kuid kuna kõige laialdasemalt kasutatavad austeniitsed roostevaba terased sisaldavad tegelikult väikeseid ferriiti, on see tegelikult vähem probleem, kui see võib tunduda! Näiteks 316 sulam sisaldab 3–10% ferriiti. Fermonic 50 (XM -19, UNS S20910, 1,3964, Nitronic 50), Fermonic 60 (UNS S21800, Nitroonic 60) ja 254 sulamid (US UNS S31254, 1.4547, 254SMO, 6MO) sisaldavad ka ferriiti. Väike kogus ferriidide mikrostruktuuri on võimeline lahustama lisandeid, mis võivad põhjustada interdendriitilist pragunemist või madala sulamistemperatuuri segregatsiooni moodustumist. Need lisandid on seotud fosfori või väävli olemasoluga, mida peetakse trampilementideks, kuna neid ei lisata tahtlikult, vaid imendub lähtejäätmetest, toorainetest ja protsessidest.
Süsiniku olemasolu austeniitilistes roostevabades terastes võib pärast keevitamist põhjustada keevismetalli või soojuse mõjutatud tsoonis (HAZ) graanulaarset korrosiooni. Kroomi karbiidid moodustuvad austeniitsete roostevaba teraste terade piiridele temperatuurivahemikus 550–900 ° C. See tähendab, et kroomisisaldus karbiide ümbritsevas piirkonnas väheneb, kuna kroomi difusioon lähtemetallis on väga aeglane. Seetõttu on neil madalama kroomi sisaldusega piirkondadel vähem korrosioonikindlust ja siin algab kõige tõenäolisem korrosioon. Selle nähtuse võib põhjustada keevitamise ajal temperatuurid ja seda tuntakse sensibiliseerimisena.
Madalam süsinikusisaldus vähendab pärast keevitamist sensibiliseerimise tõenäosust. Seetõttu on paljudel standardklassidel märkimisväärselt väiksem süsinikusisaldus, näiteks 316L sulam (süsinikusisaldus <0. 0 3%) ja 316 sulam (süsinikusisaldus <0,08%) veelgi madalam.
Stabiliseeritud hinded (näiteks 316TI sulam) on titaani lisamisega parandanud kõrgete temperatuuride omadusi. See vähendab ka sensibiliseerumist, kuna metallis sisalduv süsinik kombineerub eelistatavalt pigem titaani kui kroomiga.
Lõpuks, kui austeniitilised roostevabast terased puutuvad pikka aega kõrgete temperatuuridega 550-900 ° C, on neis väikesed kogused ferriiti potentsiaal moodustada kahjulikud sigma faasid. Seda mehhanismi kirjeldatakse allpool kahekordse roostevaba teraste jaoks.
Dupleks ja super dupleks roostevaba terased
Nagu kõige levinumate austeniitsete roostevabast terastest, aitab ka väikeste ferriidide sisaldus mikrostruktuuris vähendada keevitamise ajal kuuma pragunemise tõenäosust. See pole kindlasti probleem, arvestades, et dupleksi ja super dupleksi roostevabast terasest on peaaegu võrdsed proportsioonid austeniidist ja ferriidist. Dupleksteraseid on seetõttu lihtne keevitada, kuid soovimatu mikrostruktuuri loomise vältimiseks tuleb keevitusprotsessi kontrollida ja kontrollida.
Duplex roostevaba teraste peamine probleem on nende kalduvus moodustada sigma faasi mikrostruktuur ferriidi muundamise kaudu. See muundamine toimub temperatuuride ja kellaaegade vahemikus, mida saab kõige paremini näidata TTT (temperatuuriaeg-muutmise) diagrammi abil. Sigma faas on mittemagnetiline metallidevaheline faas, mis on rikas raua ja kroomi poolest. Sigma faasi ümbritseval alal on väiksem kroomi sisaldus ja seetõttu on see palju vähem korrosioonikindlat. Lisaks võib ferriidi muundamine Sigma faasiks moodustada tühimikke, mis võib põhjustada pragude ilmnemist ja vähendada märkimisväärselt mehaanilist tugevust, eriti mõjutada sitkust. Seetõttu kaovad dupleksi ja super dupleksse roostevabast terase suurepärased korrosioonikindlus ja mehaanilised omadused kõrge temperatuuriga kokkupuutel täielikult.
TTT -graafik näitab, et Ferralium 255 (UNS S32550, F61, 1.4507) moodustab Sigma faasi pisut vähem kui sellised klassid nagu S32760 (F55, 1,4501, Zeron 100), S32750 (F53, 1.4410, SAF2507) või S32205 (F5205, 1,4405).
Sigma faasi moodustumise vältimiseks tuleb keevitustemperatuuri hoidmise piiramiseks kontrollida keevitusi. Nagu on näidatud TTT -graafikul, võib Sigma faas temperatuuridel temperatuuril 800-900 kraadi Celsiuse suhtes moodustuda suhteliselt lühikese aja jooksul. Ettevanema materjali suure suuruse tõttu keevisõmbluse piirkonna suhtes hajub keevituskuumus tavaliselt kiiresti. Keevitamine pikemat aega madalamatel temperatuuridel viib lõpuks sama mikrostrukturaalse teisenduseni. Seetõttu on mitmekäigulise keevitamise korral ülioluline keevitustemperatuuri piirata. Seda on võimalik saavutada keevitussoojuse sisendi vähendamisel ja keevisõmbluste vahelise jahutuse või pauside pakkumisega.
Veel üks peamine väljakutse Duplexi ja super dupleksi roostevabast terasest on tasakaalustatud austeniidi säilitamine: ferriidi mikrostruktuur. Keevismetalli piirkonnas ilmneb tavaliselt lämmastikukaotus. Kuna lämmastik on austeniidi stabilisaator, põhjustab lämmastiku kadu keevisõmbluse piirkonnas suurenenud ferriidi osakaalu, mille tulemuseks on mehaaniliste ja korrosiooniomaduste kaotus. Sellest saab üle saada ülepaistva täitemetalli, st suurema nikli sisaldusega (teine austeniidi stabilisaator), või kasutades varjestusgaasina lämmastikku, nii et keevisõmbluse metall neelab väikeses koguses lämmastikku.
