حول أساليب اللحام لوجود فولاذ مقاوم للصدأ مختلف

حول أساليب اللحام لوجود فولاذ مقاوم للصدأ مختلف

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي

الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستينيتيكي لديهم عمومًا قابلية لحام جيدة مقارنة بالعديد من المعادن الأخرى. نظرًا لأنهم لا يصلبون عند تبريدهم ، فإنهم يظهرون صلابة جيدة ولادة ولا تتطلب تسخينًا أو علاجًا بعد التسخين قبل اللحام أو بعده. ومع ذلك ، في ظروف معينة ، قد تحدث الشقوق في اللحام (أو المعدن الحشو) أو المنطقة المتأثرة بالحرارة (HAZ).

من المرجح أن يحدث تكسير التصلب للمعدن اللحام في هياكل أوستنيكية بالكامل ، والتي تكون أكثر عرضة للتكسير من الهياكل التي تحتوي على كميات صغيرة من الفريت. تشمل الدرجات الأوستنية بالكامل الصفوف 310 و 320 و 330. ومع ذلك ، نظرًا لأن الفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر شيوعًا يحتوي في الواقع على كميات صغيرة من الفريت ، فإن هذه المشكلة ليست خطيرة كما يبدو. على سبيل المثال ، يحتوي 316 سبيكة على 3 ٪ إلى 10 ٪ من الفريت. Fermomic 50 (Xm -19 ، UNS S20910 ، 1.3964 ، Nitronic 50) ، Fermomic 60 (UNS S21800 ، Nitronic 60) و Alloy 254 (UNS S31254 ، 1.4547 ، 254Smo ، 6mo) يحتوي أيضًا على كميات صغيرة من ferrite. هذه الكميات الصغيرة من البنية المجهرية الفريت قادرة على إذابة الشوائب التي يمكن أن تسبب التكسير بين الخلايا أو تشكيل انقطاع نقطة انصهار منخفضة. ويرتبط هذه بوجود الفوسفور أو الكبريت ، والتي تعتبر عناصر طائشة لأنها لم تتم إضافتها عمداً ولكنها يتم تنفيذها من الخردة والمواد الخام والعمليات.

يمكن أن يسبب الكربون في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي التآكل بين الخلايا في معدن اللحام أو HAZ بعد اللحام. تتشكل كروم الكروم على حدود الحبوب من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي في نطاق درجة حرارة 550-900. هذا يعني أن المنطقة المحيطة بـ Carbides أقل الآن في الكروم لأن نشر الكروم في المعدن الأصل بطيء للغاية. وبالتالي فإن هذه المناطق ذات المحتوى المنخفض للكروم أقل مقاومة للتآكل ، ومن المرجح أن تبدأ أي تآكل هنا. يمكن أن تكون هذه الظاهرة ناتجة عن درجات الحرارة التي تعاني منها أثناء اللحام والمعروفة باسم التوعية.

سيؤدي تقليل محتوى الكربون إلى تقليل احتمال توعية ما بعد ويلد. لهذا السبب ، تتوفر العديد من الدرجات القياسية في الإصدارات ذات محتوى الكربون المخفض بشكل كبير ، مثل سبيكة 316L (C <{2}}. 0 3 ٪) مقارنةً بـ 316 سبيكة (C <0.08 ٪).

تستخدم الدرجات المستقرة ، مثل سبيكة 316TI ، إضافات التيتانيوم لتحسين الأداء في درجات حرارة مرتفعة. هذا يقلل أيضًا من التوعية ، حيث أن أي كربون في المعدن يفضل الارتباط بالتيتانيوم بدلاً من الكروم.

أخيرًا ، إذا تعرض الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي لفترات طويلة من الزمن بين 550-900 ، فقد تتشكل مرحلة السيجما الضارة من كميات صغيرة من الفريت.

دوبلكس ودوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ

كما هو الحال مع الفولاذ المقاوم للصدأ الأكثر شيوعًا ، فإن وجود بعض الفريت في البنية المجهرية يمكن أن يساعد في الحد من احتمال تكسير الساخنة أثناء اللحام. بالنظر إلى أن الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج والدوبلكي الفائق يحتوي على أبعاد متساوية تقريبًا من أوستنيت والفريت ، فهذه بالتأكيد ليست مشكلة. لذلك من السهل اللحام فولاذ دوبلكس ، ولكن يجب أن تكون عملية اللحام مؤهلة والتحكم فيها لتجنب تكوين الهياكل المجهرية غير المرغوب فيها.

المشكلة الرئيسية مع الفولاذ المقاوم للصدأ دوبلكس هي ميلها لتشكيل البنية المجهرية مرحلة سيغما من تحول الفريت. يحدث هذا التحول على نطاق درجات حرارة وأوقات مختلفة ، ومن الأفضل أن يظهره مخطط TTT (تحويل وقت درجة الحرارة). Sigma هي مرحلة غير مغناطيسية غير مغناطيسية غنية بالحديد والكروم. تحتوي المساحة المحيطة بمرحلة Sigma على محتوى كروم أقل ، وبالتالي فإنها تحتوي على مقاومة تآكل أقل بكثير من المناطق الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي تحول الفريت إلى مرحلة Sigma إلى الفراغات ، مما قد يؤدي إلى ظهور الشقوق وانخفاض كبير في القوة الميكانيكية ، وخاصة التأثير. لذلك ، إذا تعرضت الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوجة والدوبنية الفائقة لدرجات حرارة أعلى ، فسيتم تعويض مقاومة التآكل الممتازة والخصائص الميكانيكية تمامًا.

Ferralium 255 (UNS S32550 ، F61 ، 1.4507) أقل عرضة لتشكيل مرحلة Sigma من S32760 (F55 ، 1.4501 ، Zeron 100) ، S32750 (F53 ، 1.4410 ، SAF2507) أو S32205 (F51 ، 1.4462 ، Duplex 2205).

لتجنب تكوين مرحلة Sigma ، يجب التحكم في ظروف اللحام للحد من الوقت عند درجة الحرارة. كما يظهر مخطط TTT ، يمكن أن تتشكل مرحلة Sigma في أوقات قصيرة نسبيًا في حوالي 800-900. نظرًا للحجم الكبير نسبيًا للمعدن الأصل مقارنة بمنطقة اللحام ، يتم تبديد الحرارة الناتجة عن اللحام بسرعة إلى حد ما. يمكن أن تؤدي الأوقات الطويلة في درجات الحرارة المنخفضة أيضًا إلى نفس التحول المجهرية. لذلك ، بالنسبة لحامات التمريرات المتعددة ، من المهم الحد من درجة حرارة اللحام. يمكن تحقيق ذلك عن طريق تقليل مدخلات الحرارة لحام ، وتوفير بعض التبريد ، أو التوقف بين تمريرات اللحام.

هناك تحد كبير آخر في اللحام دوبلكس والفولاذ المقاوم للصدأ الفائق دوبلكس هو الحفاظ على أوستنيت متوازن: البنية المجهرية الفريت. في منطقة المعادن اللحام ، غالبًا ما يضيع النيتروجين. نظرًا لأن النيتروجين هو استقرار الأوستينيت ، فإن فقدان النيتروجين في منطقة اللحام يشجع نسبة أكبر من الفريت ، مما يؤدي إلى فقدان الخواص الميكانيكية والتآكل. يمكن التغلب على ذلك عن طريق اختيار معدن حشو مفرط الفوز ، أي يحتوي على نسبة أعلى من النيكل (مثبت أوستنيت آخر) أو باستخدام النيتروجين كغاز التدريع نفسه بحيث يمتص معدن اللحام كمية صغيرة من النيتروجين.