Чотири типи нержавіючої сталі та роль легуючих елементів:
Нержавіючу сталь можна класифікувати на чотири основні типи: аустенітну, мартенситну, феритну та дуплексну нержавіючу сталь (Таблиця 1). Ця класифікація базується на мікроструктурі нержавіючої сталі за кімнатної температури. Коли низьковуглецеву сталь нагрівають до 1550°C, її мікроструктура змінюється з фериту кімнатної температури на аустеніт. Після охолодження мікроструктура повертається до фериту. Аустеніт, який існує за високих температур, немагнітний і зазвичай має нижчу міцність, але кращу пластичність порівняно з феритом кімнатної температури.
Коли вміст хрому (Cr) у сталі перевищує 16%, мікроструктура кімнатної температури фіксується у феритній фазі, зберігаючи ферит за всіх температурних діапазонів. Цей тип називається феритною нержавіючою сталлю. Коли вміст хрому (Cr) перевищує 17%, а вміст нікелю (Ni) перевищує 7%, аустенітна фаза стає стабільною, зберігаючи аустеніт від низьких температур до точки плавлення.
Аустенітну нержавіючу сталь зазвичай називають типом «Cr-N», тоді як мартенситну та феритну нержавіючу сталь безпосередньо називають типом «Cr». Елементи в нержавіючій сталі та присадних металах можна розділити на аустенітотвірні та феритотвірні. До основних аустенітотвірних елементів належать Ni, C, Mn та N, тоді як до основних феритотвірних елементів належать Cr, Si, Mo та Nb. Регулювання вмісту цих елементів може контролювати частку фериту в зварному з'єднанні.
Аустенітна нержавіюча сталь, особливо та, що містить менше 5% азоту (N), легше зварюється та забезпечує кращу якість зварювання порівняно з нержавіючими сталями з нижчим вмістом N. Зварні з'єднання аустенітної нержавіючої сталі демонструють добру міцність і пластичність, що часто усуває необхідність попередньої та післязварювальної термічної обробки. У галузі зварювання нержавіючої сталі аустенітна нержавіюча сталь становить 80% від загального обсягу використання нержавіючої сталі, що робить її основним напрямком цієї статті.
Як вибрати правильнийзварювання нержавіючої сталівитратні матеріали, дроти та електроди?
Якщо основний матеріал однаковий, перше правило — «відповідність основного матеріалу». Наприклад, якщо вугілля з'єднується з нержавіючою сталлю 310 або 316, виберіть відповідний вугільний матеріал. Під час зварювання різнорідних матеріалів дотримуйтесь рекомендацій щодо вибору основного матеріалу, який відповідає високому вмісту легуючих елементів. Наприклад, під час зварювання нержавіючої сталі 304 та 316 вибирайте зварювальні матеріали типу 316. Однак існує також багато особливих випадків, коли принцип «відповідності основного металу» не дотримується. У цьому випадку доцільно «звернутися до таблиці вибору зварювальних матеріалів». Наприклад, нержавіюча сталь типу 304 є найпоширенішим основним матеріалом, але зварювального стрижня типу 304 не існує.
Якщо зварювальний матеріал має відповідати основному металу, як вибрати зварювальний матеріал для зварювання дроту та електрода з нержавіючої сталі 304?
Під час зварювання нержавіючої сталі 304 використовуйте зварювальні матеріали типу 308, оскільки додаткові елементи в нержавіючій сталі 308 можуть краще стабілізувати зону зварювання. 308L також є прийнятним вибором. L означає низький вміст вуглецю, нержавіюча сталь 3XXL означає вміст вуглецю 0,03%, тоді як стандартна нержавіюча сталь 3XX може містити до 0,08% вуглецю. Оскільки зварювальні матеріали типу L належать до того ж типу класифікації, що й зварювальні матеріали не типу L, виробникам слід розглянути можливість використання зварювальних матеріалів типу L окремо, оскільки їх низький вміст вуглецю може зменшити схильність до міжкристалічної корозії. Фактично, автор вважає, що якщо виробники захочуть модернізувати свою продукцію, L-подібні жовті матеріали будуть використовуватися ширше. Виробники, які використовують методи зварювання GMAW, також розглядають можливість використання нержавіючої сталі типу 3XXSi, оскільки SI може покращити змочування та захист деталей від протікання. У випадку, якщо вугільний шматок має вищий пік або з'єднання зварювальної ванни погане на нозі зварного шва кутового повільного шва або зварного шва внахлест, використання зварювального дроту в захисному газовому середовищі, що містить S, може зволожити вугільний шов і покращити швидкість наплавлення.
Час публікації: 26 вересня 2023 р.