Empat Jenis Keluli Tahan Karat dan Peranan Unsur Pengaloian:
Keluli tahan karat boleh dikelaskan kepada empat jenis utama: keluli tahan karat austenit, martensit, feritik dan dupleks (Jadual 1). Pengelasan ini berdasarkan mikrostruktur keluli tahan karat pada suhu bilik. Apabila keluli karbon rendah dipanaskan hingga 1550°C, mikrostrukturnya berubah daripada ferit suhu bilik kepada austenit. Setelah disejukkan, mikrostruktur kembali kepada ferit. Austenit, yang wujud pada suhu tinggi, adalah bukan magnet dan secara amnya mempunyai kekuatan yang lebih rendah tetapi kemuluran yang lebih baik berbanding ferit suhu bilik.
Apabila kandungan kromium (Cr) dalam keluli melebihi 16%, mikrostruktur suhu bilik menjadi tetap dalam fasa ferit, mengekalkan ferit pada semua julat suhu. Jenis ini dirujuk sebagai keluli tahan karat ferit. Apabila kedua-dua kandungan kromium (Cr) melebihi 17% dan kandungan nikel (Ni) melebihi 7%, fasa austenit menjadi stabil, mengekalkan austenit daripada suhu rendah sehingga takat lebur.
Keluli tahan karat austenit biasanya dirujuk sebagai jenis "Cr-N", manakala keluli tahan karat martensitik dan ferit secara langsung dipanggil jenis "Cr". Unsur dalam keluli tahan karat dan logam pengisi boleh dikategorikan kepada unsur pembentuk austenit dan unsur pembentuk ferit. Unsur pembentuk austenit utama termasuk Ni, C, Mn dan N, manakala unsur pembentuk ferit utama termasuk Cr, Si, Mo dan Nb. Melaraskan kandungan unsur-unsur ini boleh mengawal perkadaran ferit dalam sambungan kimpalan.
Keluli tahan karat austenit, terutamanya apabila mengandungi kurang daripada 5% nitrogen (N), lebih mudah dikimpal dan menawarkan kualiti kimpalan yang lebih baik berbanding keluli tahan karat dengan kandungan N yang lebih rendah. Sambungan kimpalan keluli tahan karat austenit mempamerkan kekuatan dan kemuluran yang baik, selalunya menghapuskan keperluan untuk rawatan haba pra-kimpalan dan pasca-kimpalan. Dalam bidang kimpalan keluli tahan karat, keluli tahan karat austenit menyumbang 80% daripada semua penggunaan keluli tahan karat, menjadikannya fokus utama artikel ini.
Cara memilih yang betulkimpalan keluli tahan karatbahan habis pakai, wayar dan elektrod?
Jika bahan induk adalah sama, peraturan pertama adalah "memadankan bahan induk". Contohnya, jika arang batu disambungkan kepada keluli tahan karat 310 atau 316, pilih bahan arang batu yang sepadan. Apabila mengimpal bahan yang berbeza, ikuti garis panduan memilih bahan asas yang sepadan dengan kandungan unsur pengaloi yang tinggi. Contohnya, apabila mengimpal keluli tahan karat 304 dan 316, pilih bahan habis pakai kimpalan jenis 316. Walau bagaimanapun, terdapat juga banyak kes khas di mana prinsip "memadankan logam asas" tidak dipatuhi. Dalam senario ini, adalah dinasihatkan untuk "rujuk carta pemilihan bahan habis pakai kimpalan". Contohnya, keluli tahan karat jenis 304 adalah bahan asas yang paling biasa, tetapi tiada rod kimpalan jenis 304.
Jika bahan kimpalan perlu sepadan dengan logam asas, bagaimana untuk memilih bahan kimpalan untuk mengimpal dawai dan elektrod keluli tahan karat 304?
Apabila mengimpal keluli tahan karat 304, gunakan bahan habis pakai kimpalan jenis 308 kerana elemen tambahan dalam keluli tahan karat 308 dapat menstabilkan kawasan kimpalan dengan lebih baik. 308L juga merupakan pilihan yang boleh diterima. L menunjukkan kandungan karbon rendah, keluli tahan karat 3XXL menunjukkan kandungan karbon sebanyak 0.03%, manakala keluli tahan karat standard 3XX boleh mengandungi sehingga 0.08% kandungan karbon. Memandangkan bahan habis pakai kimpalan jenis-L tergolong dalam jenis klasifikasi yang sama seperti bahan habis pakai kimpalan bukan jenis-L, pengeluar harus mempertimbangkan untuk menggunakan bahan habis pakai kimpalan jenis-L secara berasingan kerana kandungan karbonnya yang rendah dapat mengurangkan kecenderungan kakisan antara butiran. Malah, penulis percaya bahawa jika pengeluar ingin menaik taraf produk mereka, bahan kuning berbentuk L akan lebih banyak digunakan. Pengilang yang menggunakan kaedah kimpalan GMAW juga mempertimbangkan untuk menggunakan keluli tahan karat jenis 3XXSi kerana SI dapat meningkatkan pembasahan dan kebocoran bahagian. Sekiranya kepingan arang batu mempunyai puncak yang lebih tinggi atau sambungan kolam kimpalan lemah pada hujung kimpalan bagi jahitan perlahan sudut atau kimpalan pusingan, penggunaan dawai kimpalan berpelindung gas yang mengandungi S boleh melembapkan jahitan arang batu dan meningkatkan kadar pemendapan.
Masa siaran: 26 Sep-2023