Четыре типа нержавеющей стали и роль легирующих элементов:
Нержавеющая сталь может быть классифицирована на четыре основных типа: аустенитная, мартенситная, ферритная и дуплексная (таблица 1). Эта классификация основана на микроструктуре нержавеющей стали при комнатной температуре. При нагреве низкоуглеродистой стали до 1550 °C ее микроструктура изменяется от феррита при комнатной температуре до аустенита. При охлаждении микроструктура возвращается к ферриту. Аустенит, существующий при высоких температурах, немагнитен и, как правило, обладает меньшей прочностью, но лучшей пластичностью по сравнению с ферритом при комнатной температуре.
Когда содержание хрома (Cr) в стали превышает 16%, микроструктура при комнатной температуре фиксируется в ферритной фазе, сохраняя феррит во всех температурных диапазонах. Такой тип стали называется ферритной нержавеющей сталью. Когда содержание хрома (Cr) превышает 17%, а содержание никеля (Ni) превышает 7%, стабилизируется аустенитная фаза, сохраняя аустенит от низких температур до точки плавления.
Аустенитная нержавеющая сталь обычно обозначается как «Cr-N», тогда как мартенситные и ферритные нержавеющие стали напрямую обозначаются как «Cr». Элементы в нержавеющей стали и присадочных металлах можно разделить на элементы, образующие аустенит, и элементы, образующие феррит. К основным элементам, образующим аустенит, относятся Ni, C, Mn и N, а к основным элементам, образующим феррит, — Cr, Si, Mo и Nb. Регулирование содержания этих элементов позволяет контролировать долю феррита в сварном шве.
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 из аустенитной нержавеющей стали обладают хорошей прочностью и пластичностью, часто устраняя необходимость в предварительной и последующей термической обработке. В области сварки нержавеющей стали на аустенитную нержавеющую сталь приходится 80% всего используемого сырья, что делает ее основной темой данной статьи.
Как выбрать правильныйсварка нержавеющей сталиРасходные материалы, провода и электроды?
Если основной материал одинаков, первое правило — «подбирать основной материал». Например, если уголь соединяется с нержавеющей сталью 310 или 316, выбирайте соответствующий уголь. При сварке разнородных материалов следуйте принципу выбора основного материала, соответствующего высокому содержанию легирующих элементов. Например, при сварке нержавеющей стали 304 и 316 выбирайте сварочные материалы типа 316. Однако существует множество особых случаев, когда принцип «подбирать основной металл» не соблюдается. В этом случае целесообразно «обратиться к таблице выбора сварочных материалов». Например, нержавеющая сталь типа 304 является наиболее распространенным основным материалом, но сварочного прутка 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 следует использовать сварочные материалы типа 308, поскольку дополнительные элементы в нержавеющей стали 308 лучше стабилизируют зону сварки. Также приемлемым вариантом является сталь 308L. L означает низкое содержание углерода, нержавеющая сталь 3XXL означает содержание углерода 0,03%, в то время как стандартная нержавеющая сталь 3XX может содержать до 0,08% углерода. Поскольку сварочные материалы типа L относятся к той же классификации, что и сварочные материалы других типов, производителям следует рассмотреть возможность использования сварочных материалов типа L отдельно, поскольку их низкое содержание углерода снижает склонность к межкристаллитной коррозии. Фактически, автор считает, что если производители захотят модернизировать свою продукцию, материалы L-образной формы будут использоваться шире. Производители, использующие метод сварки GMAW, также рассматривают возможность использования нержавеющей стали типа 3XXSi, поскольку SI может улучшить смачивание и предотвратить протечки. В случаях, когда угольный кусок имеет более высокий выступ или соединение сварочной ванны в нижней части шва при медленном угловом сварном шве или нахлесточном сварном шве плохое, использование сварочной проволоки в защитной газовой среде, содержащей серу, может увлажнить угольный шов и повысить скорость наплавки.
Дата публикации: 26 сентября 2023 г.