Cztery rodzaje stali nierdzewnej i rola pierwiastków stopowych:
Stale nierdzewne można podzielić na cztery główne rodzaje: austenityczną, martenzytyczną, ferrytyczną i dupleksową (tabela 1). Klasyfikacja ta opiera się na mikrostrukturze stali nierdzewnej w temperaturze pokojowej. Po podgrzaniu stali niskowęglowej do 1550°C jej mikrostruktura zmienia się z ferrytu w temperaturze pokojowej w austenit. Po ochłodzeniu mikrostruktura powraca do ferrytu. Austenit, występujący w wysokich temperaturach, jest niemagnetyczny i generalnie charakteryzuje się niższą wytrzymałością, ale lepszą ciągliwością w porównaniu z ferrytem w temperaturze pokojowej.
Gdy zawartość chromu (Cr) w stali przekracza 16%, mikrostruktura w temperaturze pokojowej utrwala się w fazie ferrytycznej, utrzymując ferryt w każdym zakresie temperatur. Ten typ stali nazywany jest ferrytyczną stalą nierdzewną. Gdy zawartość chromu (Cr) przekracza 17%, a zawartość niklu (Ni) przekracza 7%, faza austenitu staje się stabilna, utrzymując austenit w niskich temperaturach aż do temperatury topnienia.
Austenityczna stal nierdzewna jest zazwyczaj określana jako typ „Cr-N”, natomiast martenzytyczna i ferrytyczna stal nierdzewna jest bezpośrednio określana jako typ „Cr”. Pierwiastki w stali nierdzewnej i spoiwie można podzielić na pierwiastki austenitotwórcze i ferrytotwórcze. Pierwiastki austenitotwórcze to Ni, C, Mn i N, natomiast pierwiastki ferrytotwórcze to Cr, Si, Mo i Nb. Dostosowując zawartość tych pierwiastków, można kontrolować proporcję ferrytu w spoinie.
Stal nierdzewna austenityczna, zwłaszcza zawierająca mniej niż 5% azotu (N), jest łatwiejsza do spawania i oferuje lepszą jakość spawania w porównaniu ze stalami nierdzewnymi o niższej zawartości N. Spoiny stali nierdzewnej austenitycznej charakteryzują się dobrą wytrzymałością i ciągliwością, co często eliminuje potrzebę obróbki cieplnej przed spawaniem i po spawaniu. W dziedzinie spawania stali nierdzewnej, stal nierdzewna austenityczna stanowi 80% całkowitego zużycia stali nierdzewnej, dlatego jest głównym tematem niniejszego artykułu.
Jak wybrać właściwyspawanie stali nierdzewnejmateriały eksploatacyjne, przewody i elektrody?
Jeśli materiał rodzimy jest taki sam, pierwszą zasadą jest „dopasowanie materiału rodzimego”. Na przykład, jeśli węgiel jest łączony ze stalą nierdzewną 310 lub 316, należy wybrać odpowiedni materiał węglowy. Podczas spawania różnych materiałów należy postępować zgodnie z wytycznymi dotyczącymi wyboru materiału bazowego, który ma wysoką zawartość pierwiastków stopowych. Na przykład, podczas spawania stali nierdzewnej 304 i 316, należy wybrać materiały spawalnicze typu 316. Istnieje jednak wiele szczególnych przypadków, w których zasada „dopasowania materiału bazowego” nie jest przestrzegana. W takim scenariuszu zaleca się „zapoznanie się z tabelą doboru materiałów spawalniczych”. Na przykład, stal nierdzewna typu 304 jest najpopularniejszym materiałem bazowym, ale nie ma pręta spawalniczego typu 304.
Jeśli materiał spawalniczy musi być dobrany do metalu bazowego, jak wybrać materiał spawalniczy do spawania drutem i elektrodą ze stali nierdzewnej 304?
Podczas spawania stali nierdzewnej 304 należy stosować materiały spawalnicze typu 308, ponieważ dodatkowe pierwiastki w stali nierdzewnej 308 mogą lepiej stabilizować obszar spoiny. Stal nierdzewna 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% węgla. Ponieważ materiały spawalnicze typu L należą do tej samej klasyfikacji co materiały spawalnicze inne niż typu L, producenci powinni rozważyć oddzielne stosowanie materiałów spawalniczych typu L, ponieważ ich niska zawartość węgla może zmniejszyć tendencję do korozji międzykrystalicznej. W rzeczywistości autor uważa, że jeśli producenci chcą ulepszyć swoje produkty, żółte materiały w kształcie litery L będą szerzej stosowane. Producenci stosujący metody spawania GMAW rozważają również stosowanie stali nierdzewnej typu 3XXSi, ponieważ SI może poprawić zwilżalność i szczelność części. W przypadku gdy kawałek węgla ma wyższy szczyt lub połączenie jeziorka spawalniczego jest słabe w miejscu spoiny kątowej lub zakładkowej, zastosowanie drutu spawalniczego w osłonie gazowej zawierającego siarkę może zwilżyć spoinę węgla i poprawić szybkość osadzania.
Czas publikacji: 26.09.2023