האם 308 או 309 עדיפים על נירוסטה לעומת נירוסטה?

כשמדובר בריתוך נירוסטה לפלדת אל-חלד, אחת השאלות הנפוצות ביותר ששואלים מהנדסים ויצרנים היא:
"האם עליי להשתמש במתכת מילוי 308 או 309?"

גם 308 וגם 309 הםחומרי מילוי מפלדת אל-חלד אוסטניטיתבשימוש נרחב בייצור ותיקון של מבני נירוסטה. עם זאת, הם משרתים מטרות שונות בהתאם להרכב מתכת בסיסית, תנאי ריתוך וסביבת שירות.

במאמר מפורט זה,סאקיסטיל, יצרנית ויצואנית עולמית של פלדת אל-חלד, מסבירה אתהבדלים בין מתכות מילוי נירוסטה 308 ו-309, המאפיינים הכימיים והמטלורגיים שלהם, ואיזה מהם מתפקד טוב יותר עבור יישומי ריתוך מנירוסטה לנירוסטה.

1. מבוא לפלדות אל חלד 308 ו-309

308 נירוסטה

308 נירוסטה(UNS S30800) הואסגסוגת כרום-ניקל אוסטניטיתמיועד בעיקר לריתוךפלדות אל חלד 304 ו-304Lהוא מכיל בערך20% כרוםו10% ניקל, מה שמעניק לו עמידות מעולה בפני קורוזיה ויכולת ריתוך טובה.

בגלל הרכבו הדומה ל-304, חומר מילוי 308 הוא ה...בחירה סטנדרטיתבעת חיבור 304 ל-304 או פלדות אל-חלד אחרות מסדרה 300 בסביבות לא קשות.

309 נירוסטה

309 נירוסטה(UNS S30900) היא גם סגסוגת כרום-ניקל אוסטניטית, אך היא מכילהכרום גבוה יותר (≈23%)וניקל (≈13%)מאשר 308. זה הופך את זה ליותרעמיד בפני חמצון, עייפות תרמית ואבנית בטמפרטורות גבוהות.

פותח במקור כ-עמיד בחום, 309 משמש כיום גם כ-מתכת מילוי מעברלחיבור פלדות אל-חלד שונות ולריתוך בין פלדת אל-חלד לפלדת פחמן.

2. הרכב כימי

ההרכב הכימי קובע את ביצועי כל סגסוגת במהלך ואחרי הריתוך.

• הרכב פלדת אל-חלד 308:

  • כרום: 19–21%

  • ניקל: 9–11%

  • פחמן: ≤0.08%

  • מנגן: ≤2%

  • סיליקון: ≤1%

• הרכב פלדת אל-חלד 309:

  • כרום: 22–24%

  • ניקל: 12–15%

  • פחמן: ≤0.08%

  • מנגן: ≤2%

  • סיליקון: ≤1%

ההבדל העיקרי:

ל-309 ישתכולת סגסוגת גבוהה יותר, שיפור עמידות בפניחום וחמצוןאבל עושה את זה קצתיקר יותרמאשר 308.

3. מיקרו-מבנה ומאפיינים מטלורגיים

גם 308 וגם 309 הםאוסטניטיתפלדות אל חלד, כלומר המבנה הגבישי שלהן הואקובי ממורכז פאות (FCC)זה מעניק להם גמישות, קשיחות ועמידות בפני קורוזיה מצוינות.

עם זאת, שלהםתכולת פריטלאחר התמצקות שונה:

• מתכת ריתוך 308 מכילה בדרך כלל3–10% פריט, מה שמפחית סדקים חמים.

• מתכת ריתוך 309 נוטה להיותתכולת פריט גבוהה יותר(עד 15%), משפר את העמידות בפני סדקים כתוצאה מהתמצקות תחת חום גבוה.

לכן, 309 עדיף עבורריתוך חלקים או חומרים עבים יותר עם קלט חום גבוה, כאשר סדקים מהווים דאגה.

4. יישומי ריתוך של 308

מתכת מילוי 308הוא התקן התעשייתי לריתוךפלדות אל חלד אוסטניטיותכמו 304, 304L ו-301.

שימושים אופייניים:

• הַלחָמָה304/304L עד 304/304L

• ייצור שלטנקים, צנרת ורכיבים מבניים

• ציוד לעיבוד מזון ומשקאות

• יישומים אדריכליים ודקורטיביים

308L (גרסה דלת פחמן) משמש לעתים קרובות למניעת פליטות פחמןמשקעי קרבידולשמור על עמידות בפני קורוזיה בחיבורים מרותכיםללא טיפול בחום לאחר הריתוך.

יתרונות של 308:

• התאמה מצוינת ל-304 ולפלדות אל-חלד דומות

• מראה ריתוך טוב והסרת סיגים קלה

• שומר על עמידות בפני קורוזיה ברוב הסביבות

מגבלות:

• לא אידיאלי לשירות בטמפרטורה גבוהה מעל 800 מעלות צלזיוס

• לא מתאים לחיבור פלדת אל-חלד לפלדת פחמן

5. יישומי ריתוך של 309

מתכת מילוי 309מיועד עבורתכולת סגסוגת גבוהה יותרותאימות רחבה יותרמאשר 308.

שימושים אופייניים:

• הַלחָמָהנירוסטה לפלדת פחמן או פלדת סגסוגת נמוכה

• הִצטָרְפוּתפלדות אל חלד שונות(לדוגמה, 304 עד 310, או 316 עד 321)

• תיקון ריתוך של סוגי נירוסטה לא ידועים

• רכיבים בעלי טמפרטורה גבוהה כמוחלקי תנור, מחליפי חום ומערכות פליטה

תכולת הכרום והניקל הגבוהה יותר של 309 מאפשרת לולסבול חוסר התאמה בהרכבבין סגסוגות שונות ללא סדקים או קורוזיה.

יתרונות של 309:

• עמידות מצוינת בפני חמצון ואבנית עד 1100 מעלות צלזיוס

• סבילות מעולה למתכות בסיס מעורבות או לא ידועות

• נטייה מופחתת לסדיקה במהלך ריתוך בחום גבוה

מגבלות:

• קצת יותר יקר מ-308

• הרכב תואם יתר עשוי להפחית את הגמישות של ריתוכים ביריעות דקות

6. עמידות בפני קורוזיה

שני הדרגות מספקות עמידות מצוינת בפני קורוזיה, אך סביבת השירות קובעת איזו מהן מתפקדת טוב יותר.

• 308:מצטיין בתנאים אטמוספריים וכימיים קלים, בדומה לפלדת אל-חלד 304.

• 309:סופריור בסביבות מחמצנות וטמפרטורה גבוהה, סובל מחזורי תרמי ללא אבנית או קרבוריזציה.

עֲבוּרסביבות ימיות או עשירות בכלוריד, לא 308 ולא 309 מתפקדים באותה מידה כמו ציוד המכיל מוליבדן כמו 316 או 317.

עם זאת, עבורציוד חום תעשייתי ומפרקי מעבר, 309 עולה בבירור על 308.

7. עמידות בטמפרטורה גבוהה

זהו אחד ההבדלים החשובים ביותר בין 308 ל-309.

• 308:מתפקד היטב עד870°C (1600°F)לפני שאובדן חוזק ועמידות בפני חמצון.

• 309:שומר על שלמות עד1100°C (2010°F), מה שהופך אותו לאידיאלי עבורמערכות תנור ופליטה.

לכן, אם החיבור המולחם חשוף לחימום רציף או מחזורי, 309 היא הבחירה הטובה יותר.

8. תכונות מכניות

תכונות מכניות אופייניות לשתי מתכות המילוי (תנאי ריתוך):

• 308:

  • חוזק מתיחה: ~550 מגה פסקל

  • חוזק כניעה: ~350 מגה פסקל

  • התארכות: 35%

• 309:

  • חוזק מתיחה: ~620 מגה פסקל

  • חוזק כניעה: ~420 מגה פסקל

  • התארכות: 35%

מַסְקָנָה:
ריתוכים 309 חזקים יותר ועמידים יותר בפני עיוות בטמפרטורה גבוהה, בעוד ריתוכים 308 גמישים יותר וקלים יותר לגימור ליישומים אסתטיים או סניטריים.

9. ריתוך וייצור

גם ל-308 וגם ל-309 ישיכולת ריתוך מעולהוניתן להשתמש בו עם כל התהליכים הנפוצים -GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (Stick) ו-FCAW (Flux-Cored).

עם זאת, יש לקחת בחשבון את הדברים הבאים:

• לְהִשְׁתַמֵשׁ308Lבעת ריתוך פלדות אל חלד דלות פחמן כדי למנוע קורוזיה בין-גרגירית.

• לְהִשְׁתַמֵשׁ309בעת חיבור מתכות שונות או כאשר הרכב הבסיס המדויק אינו ידוע.

כדי למנוע סדקים,בקרת קלט חוםולשמור על טמפרטורות בין-מעבר מתחת ל-150 מעלות צלזיוס.

10. התאמת מתכות בסיסיות

כלל אצבע כללי: