Сварка аустенитной нержавеющей стали 18Cr: Проблемы и меры по их устранению | MachineMFG

Сварка аустенитной нержавеющей стали 18Cr: Проблемы и меры по предотвращению

0
(0)

Аустенитная нержавеющая сталь обладает хорошей коррозионной стойкостью, так как содержит большое количество хрома и способна образовывать плотную оксидную пленку.

При содержании Cr18% и Ni8% образуется единая аустенитная структура. Поэтому аустенитная нержавеющая сталь обладает хорошей коррозионной стойкостью, пластичностью, высокотемпературными характеристиками и сварочными свойствами.

Однако в различных условиях работы сварные соединения из аустенитной нержавеющей стали часто сталкиваются с некоторыми особыми проблемами, которые легко могут привести к таким дефектам конструкции, как межкристаллитная коррозияКоррозия под напряжением, ножевая коррозия, горячие трещины при сварке, α-фазовое охрупчивание и т.д.

Сварка аустенитной нержавеющей стали 18Cr

01. Коррозионный анализ сварных соединений

Межкристаллитная коррозия сварных соединений

Межкристаллитная коррозия является одной из наиболее важных проблем коррозии аустенитной нержавеющей стали. При возникновении межкристаллитной коррозии ее прочность практически теряется, а при приложении определенного напряжения происходит межкристаллитное разрушение.

Основной причиной межкристаллитной коррозии аустенитных сварка нержавеющей стали соединение - это выпадение в осадок карбида хрома.

Когда аустенитная нержавеющая сталь сенсибилизируется в температурном диапазоне 500 ~ 800 ℃, скорость диффузии пересыщенного твердого раствора углерода к границе зерен выше, чем скорость диффузии хрома.

Вблизи границы зерен карбид (Cr, Fe) 23c6 синтезируется с хромом и осаждается на границе зерен, образуя явление дефицита хрома вблизи границы зерен.

Когда содержание хрома в этой области снижается ниже предельного содержания, необходимого для пассивации (w (CR) 12.5%), коррозия в этой области ускоряется и образуется межкристаллитная коррозия.

Межкристаллитная коррозия в температурной зоне сенсибилизации зоны термического воздействия происходит в диапазоне пиковых температур нагрева 600 ~ 1000 ℃ в зоне термического воздействия.

Причиной межкристаллитной коррозии по-прежнему является осаждение карбида хрома на аустенит граница зерен.

Основные профилактические меры по снижению и предотвращению межкристаллитной коррозии включают в себя:

① Применяйте такие технологические меры, как малая спецификация (малый ток, большой скорость сварки) и многопроходной сварки;

② Постарайтесь снизить содержание углерода в цветных металлах и сварочные материалы, и используйте сварочные материалы с содержанием C менее 0,03%;

③ Сварной шов переходит от одиночного аустенит фазы в двойную фазу аустенит плюс феррит. Скорость диффузии Cr в феррите выше, чем в аустените.

Поэтому в феррите хром быстрее диффундирует к границе зерен, что уменьшает явление дефицита хрома на границе зерен аустенита;

④ Добавление в сталь и сварочные материалы Ti, Nb и других элементов, имеющих более сильное сродство с углеродом, чем хром, может образовывать стабильные соединения с углеродом, что позволяет избежать дефицита хрома на границе зерен аустенита.

Коррозия сварных соединений под напряжением

Коррозионное растрескивание под напряжением в нержавеющей стали является наиболее опасным видом коррозии.

Деформация при растрескивании отсутствует.

Несчастные случаи часто происходят внезапно, а последствия бывают серьезными.

Существует множество факторов, влияющих на коррозионное растрескивание нержавеющей стали под напряжением в условиях эксплуатации, включая состав, структуру и состояние стали, тип среды, температуру, концентрацию, свойства напряжения, размер и структурные характеристики.

Меры по снижению и предотвращению коррозии под напряжением в основном включают в себя:

① Избегайте сильной сборки, механических ударов и пережога дуги, уменьшите деформацию и напряжение при холодной обработке;

② Строго контролируйте наличие примесей в среде и окружающей среде (особенно хлоридов, фторидов и т.д.);

③ Разумный выбор материала (основной металл и сварочный материал): избегайте огрубления и закалки зерна структура мартенсита;

④ Сварной шов хорошо сформирован, без концентрации напряжений (например, подрезов);

⑤ Разумно организуйте последовательность сварки, чтобы уменьшить напряжение;

⑥ Антикоррозийная обработка: добавьте ингибитор коррозии в покрытие, футеровку или катодную защиту.

02. Анализ чувствительности сварных соединений к термическим трещинам

Горячая трещина аустенитной нержавеющей стали - это в основном кристаллическая трещина, которая образуется во время затвердевания металла шва и жидкого металла.

В это время в эвтектике температуры плавления существует первичный кристалл, в основном между дендритами. Существует три основные причины:

① S, P и C образуют с Ni эвтектику с низкой температурой плавления (например, температура плавления NIS + Ni составляет 644 ℃), что ослабляет прочность границ зерен;

② Аустенитная нержавеющая сталь имеет большое расстояние между ликвидусом и солидусом, длительное время кристаллизации, сильную направленность дендрита и легкую сегрегацию примесных элементов;

③ Сталь обладает малой теплопроводностью и большим коэффициентом линейного расширения, что легко приводит к возникновению напряжения.

Основные меры по предотвращению горячих трещин при сварке включают в себя:

① Строго контролируйте содержание серы и фосфора в основном металле и сварочном материале;

② В сварном шве образуется дуплексная структура феррита около 5%, которая нарушает направление столбчатого кристалла аустенита;

③ Технологические меры: используйте щелочной электрод и небольшие характеристики (низкий ток, быстрая сварка) для предотвращения термических трещин.

P2Сварка аустенитной нержавеющей стали 18Cr

03. Контроль содержания феррита в сварных соединениях

Содержание феррита в металле шва аустенитной стали не только связано с образованием α(σ)-фазы охрупчивания и термической прочностью, но и напрямую влияет на стойкость шва к образованию горячих трещин.

После того как заготовка нагревается при высокой температуре в течение определенного времени, выпадает хрупкая фаза σ.

Чем дольше время нагрева, тем дольше время пребывания при высокой температуре и тем больше осадка, что серьезно влияет на механические свойства соединения.

С точки зрения сопротивления термическому растрескиванию, в металле шва необходимо определенное количество феррита, но чем меньше содержание феррита, тем лучше с точки зрения α-фазного охрупчивания и термической прочности.

Поэтому для сварные соединения При требованиях к высокотемпературной прочности содержание феррита должно строго контролироваться. В некоторых случаях необходимо использовать аустенитный металл для сварки.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх