Austenitisch roestvrij staal in de laseigenschappen: het lasproces van elastische, plastische spanningen en spanningsvariabelen zijn zeer groot, maar verschijnen zelden koude scheuren. Er is geen verhardingszone en grove korrel in de lasverbinding, waardoor de treksterkte van de las hoog is.
Belangrijkste problemen bij het lassen van austenitisch roestvrij staal: grote lasvervorming; Vanwege de korrelgrenskarakteristieken en de gevoeligheid voor enkele sporen van onzuiverheden (S, P), is het gemakkelijk om hete scheuren te veroorzaken.
Vijf lasproblemen en behandelingsmaatregelen van austenitisch roestvast staal
01 De vorming van chroomcarbide vermindert de interkristallijne corrosieweerstand van lasverbindingen
Intergranulaire corrosie: Volgens de chroomarme theorie slaat chroomcarbide neer op de korrelgrenzen wanneer de las en de door hitte beïnvloede zone worden verwarmd tot de sensibiliseringstemperatuurzone van 450-850 graad C, wat resulteert in chroomarme korrelgrenzen die zijn niet voldoende om de mate van corrosie te weerstaan.
(1) Voor intergranulaire lascorrosie en corrosie in de gevoelige temperatuurzone op het gaas kunnen de volgende maatregelen worden genomen om het volgende te beperken:
A. Verminder het koolstofgehalte van het basismetaal en de las, en voeg stabiliserende elementen Ti, Nb en andere elementen toe aan het basismetaal om bij voorkeur MC te vormen om de vorming van Cr23C6 te voorkomen.
B. De las wordt gevormd tot een tweefasige structuur van austeniet en een kleine hoeveelheid ferriet. Wanneer er een bepaalde hoeveelheid ferriet in de las zit, kan de korrelgrootte worden verfijnd, kan het korreloppervlak worden vergroot en kan de hoeveelheid chroomcarbideprecipitatie op het korrelgrenseenheidoppervlak worden verminderd.
Chroom heeft een hoge oplosbaarheid in ferriet, Cr23C6 wordt bij voorkeur gevormd in ferriet en leidt niet tot chroomgebrek in de austenietkorrelgrens. Het ferriet, dat tussen de austenieten loopt, voorkomt dat corrosie zich langs de korrelgrenzen naar binnen verspreidt.
C. Controleer de verblijftijd in het gevoelig gemaakte temperatuurbereik. Pas de thermische lascyclus aan, verkort de verblijftijd van 600 ~ 1000 graden zoveel mogelijk en kies een lasmethode met hoge energiedichtheid (zoals plasma-argonbooglassen).
Selecteer kleinere laslijnenergie, argongas op de achterkant van de las of koperen pad om de koelsnelheid van de lasverbinding te verhogen, verminder het aantal bogen en bogen om herhaalde verwarming te voorkomen, en het contactoppervlak van het meerlaagse lassen met het corrosieve medium wordt zoveel mogelijk gelast.
D. Na lassen, behandeling met vaste oplossing of stabilisatiegloeien (850 ~ 900 graden) na hittebehoud en luchtkoeling, zodat het carbide volledig wordt neergeslagen en het chroom wordt versnelde diffusie).
(2) Mescorrosie van lasverbindingen. Om deze reden kunnen de volgende preventieve maatregelen worden genomen:
Vanwege het sterke diffusievermogen van koolstof zal het gepolariseerd worden in de korrelgrens en tijdens het koelproces een oververzadigde toestand vormen, terwijl Ti en Nb in het kristal blijven vanwege het lage diffusievermogen. Wanneer de lasverbinding opnieuw wordt verwarmd in het sensibiliseringstemperatuurbereik, zal de onverzadigde koolstof neerslaan in de vorm van Cr23C6 tussen de kristallen.
A. Verminder het koolstofgehalte. Voor roestvrij staal dat stabiliserende elementen bevat, mag het koolstofgehalte niet hoger zijn dan 0,06 procent.
B. Gebruik een redelijk lasproces. Selecteer een kleinere laslijnenergie om de verblijftijd van het oververhitte gebied bij hoge temperaturen te verkorten, en let erop om het effect van "gemiddelde temperatuursensibilisering" tijdens het lasproces te vermijden.
Bij het lassen aan beide zijden moet de las die in contact komt met het corrosieve medium uiteindelijk worden gelast (dit is de reden waarom het lassen binnen en buiten het dikke wandlassen met grote diameter wordt uitgevoerd). Als dit niet kan worden uitgevoerd, moet het lassen de specificatie en de lasvorm moeten worden aangepast en het oververhitte gebied dat in contact komt met het corrosieve medium moet zoveel mogelijk opnieuw worden gesensibiliseerd.
C. Warmtebehandeling na het lassen. Vaste oplossing of stabilisatie na het lassen.
02 Spanningscorrosiescheuren
Om spanningscorrosie te voorkomen kunnen de volgende maatregelen worden genomen:
A. Correcte materiaalkeuze en redelijke aanpassing van de lassamenstelling. Zeer zuiver chroom-nikkel austenitisch roestvrij staal, hoog silicium chroom-nikkel austenitisch roestvrij staal, ferritisch-austenitisch roestvrij staal, hoog chroom-ferritisch roestvrij staal, enz., hebben een goede weerstand tegen spanningscorrosie en goede weerstand tegen spanningscorrosie wanneer het lasmetaal is een austeniet-ferriet duplex staalconstructie.
B. Elimineer of verminder reststress. De resterende oppervlaktespanning wordt verminderd door mechanische methoden zoals polijsten, gritstralen en hameren.
C. Redelijk structureel ontwerp. Om grote stressconcentraties te voorkomen.
03 Lassen van hete scheur (laskristallisatiescheur, door hitte beïnvloede zone-liquefactiescheur)
De thermische scheurgevoeligheid hangt vooral af van de chemische samenstelling, structuur en eigenschappen van het materiaal. Van Ni kan gemakkelijk een verbinding met een laag smeltpunt of een eutectisch middel worden gevormd met onzuiverheden zoals S en P, en de segregatie van boor en silicium zal de productie van hete scheuren bevorderen.
Door de las kan gemakkelijk een sterke directionele grove kolomvormige kristalstructuur worden gevormd, die bevorderlijk is voor de scheiding van schadelijke onzuiverheden en elementen. Aldus wordt een continue intergranulaire vloeistoffilm gevormd en wordt de gevoeligheid voor thermische scheuren vergroot. Als het lassen niet gelijkmatig wordt verwarmd, is het gemakkelijk om een grote trekspanning te vormen en het ontstaan van hete lasscheuren te bevorderen.
Preventieve maatregelen:
A. Controleer strikt het gehalte aan schadelijke onzuiverheden S en P.
B. Pas de structuur van het lasmetaal aan. De las heeft een goede scheurweerstand. De δ-fase in de las kan de korrel verfijnen, de directiviteit van eenfasige austeniet elimineren, de segregatie van schadelijke onzuiverheden aan de korrelgrens verminderen, en de δ-fase kan meer S en P oplossen, de interface-energie verminderen en de vorming van een intergranulaire vloeistoffilm.
C. Pas de samenstelling van de lasmetaallegering aan. De thermische scheurgevoeligheid kan worden verminderd door het gehalte aan Mn, C en N in enkelfasig austenitisch staal op passende wijze te verhogen en een kleine hoeveelheid sporenelementen toe te voegen, zoals cerium, ijzer en tantaal (die de lasstructuur kunnen verfijnen en de korrel kunnen zuiveren). grens).
D. Procesmaatregelen. Minimaliseer de oververhitting van het gesmolten zwembad om de vorming van dikke kolomvormige kristallen te voorkomen, en gebruik kleine lijnenergie en lasnaad met kleine dwarsdoorsnede. 25-20 austenitisch staal is bijvoorbeeld gevoelig voor vloeibaarmakingsscheuren. Door het gehalte aan onzuiverheden en de korrelgrootte van het basismateriaal strikt te beperken, kunnen lasmethoden met hoge energiedichtheid, kleine lijnenergie en het verbeteren van de koelsnelheid van de verbinding worden toegepast
04 Verbrossing van lasverbindingen
Thermisch sterktestaal moet de plasticiteit van lasverbindingen garanderen om verbrossing bij hoge temperaturen te voorkomen; Staal bij lage temperaturen vereist een goede taaiheid bij lage temperaturen om brosse breuken van lasverbindingen bij lage temperaturen te voorkomen.
05 Grote lasvervorming
Vanwege de lage thermische geleidbaarheid en de grote uitzettingscoëfficiënt is de lasvervorming groot en kan het armatuur worden gebruikt om vervorming te voorkomen. Selectie van lasmethoden en lasmaterialen voor austenitisch roestvast staal:
Austenitisch roestvast staal kan worden gelast door argonbooglassen met wolfraam (TIG), gesmolten argonbooglassen (MIG), plasma-argonbooglassen (PAW) en ondergedompeld booglassen (SAW).
Vanwege het lage smeltpunt, de kleine thermische geleidbaarheid en de grote soortelijke weerstand is de lasstroom van austenitisch roestvrij staal klein. Smalle las- en smalle lasdoorgangen moeten worden gebruikt om de verblijftijd bij hoge temperaturen te verkorten, carbideprecipitatie te voorkomen, de lascontractiespanning te verminderen en de thermische scheurgevoeligheid te verminderen.
De samenstelling van het lasmateriaal, vooral Cr- en Ni-legeringselementen, is hoger dan die van het basismateriaal. Er worden lasmaterialen gebruikt die een kleine hoeveelheid (4 ~ 12 procent) ferriet bevatten om een goede scheurweerstand (koudscheuren, warmscheuren, spanningscorrosie) van de las te garanderen.
Wanneer de ferrietfase niet of onmogelijk aanwezig is in de las, moet het lasmateriaal worden geselecteerd met Mo, Mn en andere legeringselementen.
C, S, P, Si, Nb in het lasmateriaal moeten zo laag mogelijk zijn. Nb in de zuivere austenietlas zal stollingsscheuren veroorzaken, maar een kleine hoeveelheid ferriet in de las kan effectief worden vermeden.
Lasconstructies die na het lassen gestabiliseerd of spanningsvrij moeten worden gemaakt, zijn doorgaans gelaste materialen die Nb bevatten. Ondergedompeld booglassen wordt gebruikt om middelgrote platen te lassen. Het verbrandingsverlies van Cr en Ni kan worden aangevuld door de overgang van legeringselementen in vloeimiddel en draad.
Vanwege de grote penetratiediepte moet aandacht worden besteed aan het voorkomen van hete scheuren in het midden van de las en het verminderen van de corrosieweerstand van de door hitte beïnvloede zone. Er moet aandacht worden besteed aan het kiezen van een dunnere draad en een kleinere laslijnenergie, en de draad moet een laag Si-, S- en P-gehalte hebben.
Het ferrietgehalte in de hittebestendige roestvaststalen las mag niet groter zijn dan 5 procent. Voor austenitisch roestvast staal met een Cr- en Ni-gehalte van meer dan 20 procent moet draad met een hoog Mn-gehalte (6-8 procent) worden gekozen, en moet een alkalische of neutrale flux worden gekozen om te voorkomen dat Si aan de las wordt toegevoegd om de scheurvorming te verbeteren. weerstand.
De speciale flux voor austenitisch roestvast staal verhoogt de Si zeer weinig, waardoor de legering naar de las kan overgaan en het verbrandingsverlies van legeringselementen kan worden gecompenseerd om aan de eisen van de lasprestaties en chemische samenstelling te voldoen.
