Bốn loại thép không gỉ và vai trò của các nguyên tố hợp kim:
Thép không gỉ có thể được phân loại thành bốn loại chính: thép không gỉ austenit, martensit, ferrit và thép không gỉ song pha (Bảng 1). Phân loại này dựa trên cấu trúc vi mô của thép không gỉ ở nhiệt độ phòng. Khi thép cacbon thấp được nung nóng đến 1550°C, cấu trúc vi mô của nó thay đổi từ ferit ở nhiệt độ phòng sang austenit. Khi làm nguội, cấu trúc vi mô trở lại thành ferit. Austenit, tồn tại ở nhiệt độ cao, không có từ tính và nhìn chung có độ bền thấp hơn nhưng độ dẻo tốt hơn so với ferit ở nhiệt độ phòng.
Khi hàm lượng crom (Cr) trong thép vượt quá 16%, cấu trúc vi mô ở nhiệt độ phòng sẽ ổn định ở pha ferit, duy trì pha ferit ở mọi dải nhiệt độ. Loại này được gọi là thép không gỉ ferit. Khi cả hàm lượng crom (Cr) đều trên 17% và hàm lượng niken (Ni) đều trên 7%, pha austenit sẽ ổn định, duy trì pha austenit từ nhiệt độ thấp đến điểm nóng chảy.
Thép không gỉ austenit thường được gọi là loại “Cr-N”, trong khi thép không gỉ mactenit và ferrit được gọi trực tiếp là loại “Cr”. Các nguyên tố trong thép không gỉ và kim loại phụ có thể được phân loại thành các nguyên tố tạo austenit và các nguyên tố tạo ferrit. Các nguyên tố tạo austenit chính bao gồm Ni, C, Mn và N, trong khi các nguyên tố tạo ferrit chính bao gồm Cr, Si, Mo và Nb. Điều chỉnh hàm lượng các nguyên tố này có thể kiểm soát tỷ lệ ferrit trong mối hàn.
Thép không gỉ Austenit, đặc biệt là khi chứa ít hơn 5% nitơ (N), dễ hàn hơn và cho chất lượng hàn tốt hơn so với các loại thép không gỉ có hàm lượng N thấp hơn. Mối hàn thép không gỉ Austenit có độ bền và độ dẻo tốt, thường loại bỏ nhu cầu xử lý nhiệt trước và sau khi hàn. Trong lĩnh vực hàn thép không gỉ, thép không gỉ Austenit chiếm 80% tổng lượng thép không gỉ được sử dụng, do đó đây là trọng tâm chính của bài viết này.
Làm thế nào để chọn đúng?hàn thép không gỉVật tư tiêu hao, dây dẫn và điện cực?
Nếu vật liệu gốc giống nhau, nguyên tắc đầu tiên là “phù hợp với vật liệu gốc”. Ví dụ, nếu hàn than với thép không gỉ 310 hoặc 316, hãy chọn vật liệu than tương ứng. Khi hàn các vật liệu khác nhau, hãy tuân theo nguyên tắc chọn vật liệu nền phù hợp với hàm lượng nguyên tố hợp kim cao. Ví dụ, khi hàn thép không gỉ 304 và 316, hãy chọn vật liệu hàn loại 316. Tuy nhiên, cũng có nhiều trường hợp đặc biệt không tuân theo nguyên tắc “phù hợp với kim loại nền”. Trong trường hợp này, nên “tham khảo bảng lựa chọn vật liệu hàn”. Ví dụ, thép không gỉ loại 304 là vật liệu nền phổ biến nhất, nhưng lại không có que hàn loại 304.
Nếu vật liệu hàn cần phải phù hợp với kim loại nền, thì làm thế nào để chọn vật liệu hàn phù hợp cho dây và que hàn thép không gỉ 304?
Khi hàn thép không gỉ 304, nên sử dụng vật liệu hàn loại 308 vì các nguyên tố bổ sung trong thép không gỉ 308 có thể giúp ổn định vùng hàn tốt hơn. Loại 308L cũng là một lựa chọn chấp nhận được. Chữ L biểu thị hàm lượng carbon thấp, thép không gỉ 3XXL biểu thị hàm lượng carbon 0,03%, trong khi thép không gỉ 3XX tiêu chuẩn có thể chứa đến 0,08% carbon. Vì vật liệu hàn loại L thuộc cùng loại phân loại với vật liệu hàn không phải loại L, các nhà sản xuất nên xem xét sử dụng vật liệu hàn loại L riêng biệt vì hàm lượng carbon thấp của nó có thể làm giảm xu hướng ăn mòn giữa các hạt. Trên thực tế, tác giả tin rằng nếu các nhà sản xuất muốn nâng cấp sản phẩm của mình, vật liệu màu vàng hình chữ L sẽ được sử dụng rộng rãi hơn. Các nhà sản xuất sử dụng phương pháp hàn GMAW cũng đang xem xét sử dụng thép không gỉ loại 3XXSi vì SI có thể cải thiện khả năng thấm ướt và giảm rò rỉ. Trong trường hợp mẩu than có đỉnh cao hơn hoặc mối hàn kém ở chân mối hàn của đường hàn góc chậm hoặc mối hàn chồng, việc sử dụng dây hàn có chứa lưu huỳnh (S) có thể làm ẩm vỉa than và cải thiện tốc độ lắng đọng.
Thời gian đăng bài: 26/09/2023