Четыре типа нержавеющей стали и роль легирующих элементов:
Нержавеющую сталь можно разделить на четыре основных типа: аустенитную, мартенситную, ферритную и дуплексную (таблица 1). Эта классификация основана на микроструктуре нержавеющей стали при комнатной температуре. При нагревании низкоуглеродистой стали до 1550 °C её микроструктура изменяется с феррита, характерного для комнатной температуры, на аустенит. При охлаждении микроструктура возвращается в ферритное состояние. Аустенит, существующий при высоких температурах, немагнитен и, как правило, обладает меньшей прочностью, но большей пластичностью по сравнению с ферритом, характерным для комнатной температуры.
При содержании хрома (Cr) в стали более 16% микроструктура стали при комнатной температуре фиксируется в ферритной фазе, сохраняя феррит во всем диапазоне температур. Такой тип нержавеющей стали называется ферритной. При содержании хрома (Cr) более 17% и никеля (Ni) более 7% аустенитная фаза становится стабильной, сохраняя аустенит от низких температур до точки плавления.
Аустенитную нержавеющую сталь обычно относят к типу «Cr-N», а мартенситную и ферритную — непосредственно к типу «Cr». Элементы, входящие в состав нержавеющей стали и присадочных металлов, можно разделить на аустенитообразующие и ферритообразующие. К основным аустенитообразующим элементам относятся Ni, C, Mn и N, а к основным ферритообразующим — Cr, Si, Mo и Nb. Регулируя содержание этих элементов, можно контролировать долю феррита в сварном соединении.
Аустенитная нержавеющая сталь, особенно содержащая менее 5% азота (N), легче сваривается и обеспечивает лучшее качество сварки по сравнению с нержавеющими сталями с более низким содержанием N. Сварные соединения аустенитной нержавеющей стали обладают высокой прочностью и пластичностью, что часто устраняет необходимость в предсварочной и послесварочной термообработке. В области сварки нержавеющей стали аустенитная нержавеющая сталь составляет 80% от общего количества используемых нержавеющих сталей, что делает её основным объектом рассмотрения в данной статье.
Как правильно выбратьсварка нержавеющей сталирасходные материалы, проволока и электроды?
Если основной материал одинаковый, первым правилом является «соответствие основному материалу». Например, если уголь соединяется с нержавеющей сталью 310 или 316, выбирайте соответствующий материал угля. При сварке разнородных материалов следуйте руководству по выбору основного материала, соответствующего высокому содержанию легирующего элемента. Например, при сварке нержавеющей стали 304 и 316 выбирайте сварочные материалы типа 316. Однако существует множество особых случаев, когда принцип «соответствия основному металлу» не соблюдается. В этом случае рекомендуется «обратиться к таблице выбора сварочных материалов». Например, нержавеющая сталь типа 304 является наиболее распространенным основным материалом, но сварочный пруток типа 304 не существует.
Если сварочный материал должен соответствовать основному металлу, как выбрать сварочный материал для сварки проволоки и электрода из нержавеющей стали марки 304?
При сварке нержавеющей стали 304 используйте сварочные расходные материалы типа 308, поскольку дополнительные элементы в нержавеющей стали 308 могут лучше стабилизировать зону сварки. 308L также является приемлемым выбором. L обозначает низкое содержание углерода, нержавеющая сталь 3XXL обозначает содержание углерода 0,03%, в то время как стандартная нержавеющая сталь 3XX может содержать до 0,08% углерода. Поскольку сварочные расходные материалы типа L относятся к той же классификации, что и сварочные расходные материалы не типа L, производителям следует рассмотреть возможность отдельного использования сварочных расходных материалов типа L, поскольку его низкое содержание углерода может снизить склонность к межкристаллитной коррозии. Фактически, автор считает, что если производители хотят модернизировать свою продукцию, L-образные желтые материалы будут использоваться более широко. Производители, которые используют методы сварки GMAW, также рассматривают использование нержавеющей стали типа 3XXSi, поскольку SI может улучшить смачивание и утечки деталей. В случае, если угольный элемент имеет более высокий пик или соединение сварочной ванны на кромке шва медленной сварки под углом или нахлесточного шва неудовлетворительное, использование сварочной проволоки в среде защитного газа, содержащей S, может увлажнить угольный шов и повысить скорость наплавки.
Время публикации: 26 сентября 2023 г.