Cztery rodzaje stali nierdzewnej i rola pierwiastków stopowych:
Stal nierdzewną można podzielić na cztery główne typy: stal austenityczną, martenzytyczną, ferrytyczną i stal nierdzewną duplex (Tabela 1).Klasyfikacja ta opiera się na mikrostrukturze stali nierdzewnej w temperaturze pokojowej.Kiedy stal niskowęglowa jest podgrzewana do 1550°C, jej mikrostruktura zmienia się z ferrytu o temperaturze pokojowej na austenit.Po ochłodzeniu mikrostruktura powraca do ferrytu.Austenit, który występuje w wysokich temperaturach, jest niemagnetyczny i ogólnie ma niższą wytrzymałość, ale lepszą ciągliwość w porównaniu z ferrytem o temperaturze pokojowej.
Gdy zawartość chromu (Cr) w stali przekracza 16%, mikrostruktura w temperaturze pokojowej zostaje utrwalona w fazie ferrytowej, utrzymując ferryt we wszystkich zakresach temperatur.Ten typ nazywany jest ferrytyczną stalą nierdzewną.Gdy zarówno zawartość chromu (Cr) przekracza 17%, jak i zawartość niklu (Ni) przekracza 7%, faza austenitu staje się stabilna, utrzymując austenit od niskich temperatur aż do temperatury topnienia.
Austenityczna stal nierdzewna jest zwykle określana jako typ „Cr-N”, podczas gdy martenzytyczne i ferrytyczne stale nierdzewne są bezpośrednio nazywane typem „Cr”.Elementy ze stali nierdzewnej i metali wypełniających można podzielić na elementy tworzące austenit i elementy tworzące ferryt.Do głównych pierwiastków tworzących austenit zalicza się Ni, C, Mn i N, natomiast do pierwiastków tworzących pierwotny ferryt zalicza się Cr, Si, Mo i Nb.Dostosowując zawartość tych pierwiastków można kontrolować udział ferrytu w spoinie.
Austenityczna stal nierdzewna, zwłaszcza zawierająca mniej niż 5% azotu (N), jest łatwiejsza do spawania i zapewnia lepszą jakość spawania w porównaniu ze stalami nierdzewnymi o niższej zawartości N.Złącza spawane ze stali austenitycznej charakteryzują się dobrą wytrzymałością i ciągliwością, często eliminując potrzebę obróbki cieplnej przed i po spawaniu.W dziedzinie spawania stali nierdzewnej austenityczna stal nierdzewna stanowi 80% całego zastosowania stali nierdzewnej, co czyni ją głównym tematem tego artykułu.
Jak wybrać właściwyspawanie stali nierdzewnejmateriały eksploatacyjne, przewody i elektrody?
Jeśli materiał macierzysty jest taki sam, pierwszą zasadą jest „dopasowanie materiału macierzystego”.Na przykład, jeśli węgiel jest połączony ze stalą nierdzewną 310 lub 316, wybierz odpowiedni materiał węglowy.Podczas spawania różnych materiałów należy postępować zgodnie z wytycznymi dotyczącymi wyboru materiału podstawowego, który odpowiada wysokiej zawartości pierwiastków stopowych.Na przykład podczas spawania stali nierdzewnej 304 i 316 wybierz materiały spawalnicze typu 316.Istnieje jednak również wiele szczególnych przypadków, w których nie jest przestrzegana zasada „dopasowania metalu nieszlachetnego”.W takim przypadku zaleca się „zapoznanie się z tabelą doboru materiałów spawalniczych”.Na przykład najpopularniejszym materiałem podstawowym jest stal nierdzewna typu 304, ale nie ma pręta spawalniczego typu 304.
Jeśli materiał spawalniczy musi pasować do metalu nieszlachetnego, jak wybrać materiał spawalniczy do spawania drutu i elektrody ze stali nierdzewnej 304?
Podczas spawania stali nierdzewnej 304 należy używać materiałów spawalniczych typu 308, ponieważ dodatkowe elementy ze stali nierdzewnej 308 mogą lepiej stabilizować obszar spoiny.Model 308L jest również akceptowalnym wyborem.L oznacza niską zawartość węgla, stal nierdzewna 3XXL oznacza zawartość węgla 0,03%, podczas gdy standardowa stal nierdzewna 3XX może zawierać do 0,08% zawartości węgla.Ponieważ materiały spawalnicze typu L należą do tego samego typu klasyfikacji, co materiały dodatkowe typu innego niż L, producenci powinni rozważyć oddzielne użycie materiałów spawalniczych typu L, ponieważ ich niska zawartość węgla może zmniejszyć tendencję do korozji międzykrystalicznej.Tak naprawdę autor uważa, że jeśli producenci będą chcieli ulepszyć swoje produkty, szerzej stosowane będą żółte materiały w kształcie litery L.Producenci stosujący metody spawania GMAW rozważają również zastosowanie stali nierdzewnej typu 3XXSi, ponieważ SI może poprawić części zwilżane i nieszczelne.W przypadku, gdy kawałek węgla ma wyższy wierzchołek lub połączenie jeziorka spawalniczego na końcu spoiny kątowej spoiny wolnej lub zakładkowej jest słabe, zastosowanie drutu spawalniczego w osłonie gazowej zawierającego S może zwilżyć pokład węgla i poprawić szybkość stapiania .
Czas publikacji: 26 września 2023 r