Articol oțel austenitic

Pentru mai mult de un secol, oțelul inoxidabil era obligat să preia controlul industriei energetice și miniere, al ingineriei și al medicinei. În ciuda investițiilor multimilionare și a dezvoltării active a lanțurilor organice dintr-o nouă generație, polimerii în multe regimuri de temperatură sunt inferiori materialelor din aliaj de înaltă calitate prin parametrii mecanici. Oțel inoxidabil prin adăugarea unui procent mic de impurități metalice devine proprietăți hlado- sau rezistente la căldură, indicatori excelent de ductilitate și capacitatea de a rezista la diferite tipuri de rugină. S-ar părea că metalul indispensabil în practicarea sudării arată natura lui destul de absurdă.







Crăpături calde și reci

Inițial, problema sudării oțelurilor austenitice are loc într-un loc foarte neașteptat: un număr mare de componente de aliere și o gamă largă de aplicații ale produselor finite diferențiază în mod semnificativ condițiile procesului de sudare. Acest lucru complică foarte mult controlul asupra calității îmbinării sudate. În același timp, fisurile fierbinți se formează adesea pe cusăturile sudate ale oțelurilor austenitice. În cea mai mare parte, acestea sunt micro-snaps la nivelul intercristalin, determinat numai prin scanare cu ultrasunete. Deși uneori puteți găsi crăpături vizibile reale. Se preconizează că timpul de apariție a anomaliilor structurale este aproape imposibil. Acestea pot apărea atât în ​​timpul sudării cât și în timpul funcționării într-un mediu cu temperatură ridicată.

Articol oțel austenitic

În prima aproximare, se poate spune că formarea unei structuri cu granulație grosieră este baza fisurilor fierbinți. Ciclul termic al sudării creează cusături multistrat cu structură coloană, când cristalele stratului inferior continuă să suprapună. Formarea acestui fapt contribuie, de asemenea, la stresul de contracție, care stabilizează "coloanele" cristaline. Dar, ca urmare a încălcării proceselor de difuzie, elementele active se acumulează la suprafață - oxigen și carbon - care reacționează cu impuritățile materialului principal. Rezultatul schimbării concentrației spațiale a elementelor și devin fuzibilă împreună cu eutectică fragile (lichid sau se topește -solution sistem localizat la o presiune dată în echilibru cu fazele solide, numărul care este egal cu numărul de componente ale sistemului). Nivelul ridicat de dispersie ajută la reducerea ductilitate și apariția fisurare la cald.

Vorbind despre compușii foarte dispersați, merită menționați intermetalidele (compus de două sau mai multe metale) cu un raport fix al componentelor. Constând din atomi de mai multe metale, structurile puternice și inerte din punct de vedere chimic (un alt factor de încălcare a procesului de difuzie), împreună cu carburile, sporesc fragilitatea zonei de sudură.

Localizarea anomaliilor structurale în majoritatea cazurilor este eliminată printr-un tratament termic suplimentar de 10 minute la o temperatură de 1100 ° C și o răcire rapidă ulterioară. În cazuri deosebit de dificile, atunci când structura coloană este distrusă, dar compușii intermetalici nu pot fi evitați, se adaugă recoacerea la 750-800 ° C în plus față de austenitizarea sudurii. Ca urmare a tratamentului termic în două etape, este posibilă îndepărtarea fazelor de carbură și intermetalică.

Adesea, formarea fisurilor fierbinți este asociată cu un mediu de protecție insuficient. Așa cum am menționat deja, materialele din aliaj de înaltă calitate conțin un număr mare de aditivi. Crom, aluminiu și alte metale din punct de vedere al chimiei fizice mai aproape de oxigen decât de fier, ceea ce conduce la un grad ridicat de burnup, uneori defalcare mediu protector. În cazuri deosebit de trist, materialul de sudură pierde complet fazele de carbură și ferită.







În cazul unei ușoare de transmitere a oxigenului atmosferic poate folosi arc scurtat și acoperiri fluorhidric sau calciu fluxuri bazate pe baze fluorurate reactive.

Dar nu vă bucurați de austenizarea suplimentară a cusăturii. Într-o epocă de conservare a energiei, astfel de procese cu consum mare de energie ar trebui să treacă treptat la metode inovatoare de sudare cu arc. Se știe că forma piscinei de sudură influențează direct forma sudurii și, prin urmare, creșterea cristalelor de austenită. În plus, este util să se utilizeze tehnologia cu un factor de putere redus, deoarece contracția și fixarea rigidă a produselor sunt catalizatori excelenți pentru formarea fisurilor fierbinți.

Pentru oțelurile cu o rezistență temporară la tracțiune de 1500 MPa și mai mare, trebuie utilizată o tehnică specială. Materialele cu o înaltă rezistență au tendința de a forma fisuri la rece după sudura, care apar sub influența propriei tensiuni de sudare. În acest caz, se efectuează o austenizare preliminară. care mărește proprietățile de plastic ale oțelului. După aderarea la semifabricate, încălzirea suplimentară trebuie realizată la o temperatură de 350-400 ° C.

Coroziunea intergranulară post-sudură

Oțelurile austenitic sunt adesea poziționate ca fiind rezistente la coroziune de diferite tipuri. Coroziunea intergranulară, care curge de-a lungul granulelor, nu se întâmplă adesea în cusătura de sudură, ci în apropierea liniei de îmbinare și chiar la o distanță considerabilă. În general, aspectele fizice ale dezvoltării coroziunii nu diferă una de cealaltă - diferența este doar în cauza apariției.

Coroziunea intercristalină a metalului de bază are loc atunci când secțiunea locală depășește supraîncălzirea banală. Pentru materialul cusat din punct de vedere fizico-chimic, totul este mult mai complicat. Ciclul de sudare termică, așa cum a fost deja menționat, conferă proceselor de difuzie, prin suprafața aliajului de carbon și crom activ alocat. Acestea formează unul dintre acele carburi, ducând la creșterea fragilității cusăturii. Evident, acest lucru are loc în paralel cu epuizarea altor componente de aliere (de asemenea, format într-un compus mai puțin carbon măsură cu titan și niobiu), iar materialul devine mai susceptibil la coroziunea intergranulară.

O soluție evidentă pentru a reduce tendința îmbinării sudate și a materialului semi-sudat la coroziunea intergranulară este austenizarea la 1050-1100 ° C

O soluție indirectă a problemei este introducerea materialelor austenitic-feritice, care sunt mai rezistente nu numai la coroziunea intergranulară, ci și la un ciclu termic nefavorabil. Structura specială - până la 4% molibden și 25% crom - se caracterizează prin granule mai mici și, prin urmare, o lungime mărită a limitelor intercristaline. Creșterea suprafeței de precipitare a carburilor conduce la o scădere a dispersiei lor. Depleția locală a cromului are loc la o adâncime nesemnificativă. În plus, materialele austenitic-feritetice au o rată crescută de procese de difuzie.

Există o serie de modalități de a reduce tendința unei îmbinări sudate și a unui material semi-sudat la coroziunea intergranulară. O soluție evidentă este de a efectua deja cunoscut austenitizare la 1050-1100 ° C (poate fi înlocuit recoacerii de stabilizare timp de 2-3 ore la o temperatură de 850-900 ° C) .Vprochem poate accepta întotdeauna precipitarea fazei carbid, neutralizarea efectelor sale prin suplimentare doping la formarea structurii austenite-ferite. Dezavantajul unei astfel de abordare nu este numai invadată de crom și alte metale, dar, de asemenea, scăderea rezistenței la coroziune generală care se propagă pe toată suprafața articolului. Din acest punct de vedere, unii producători preferă titan, tantal sau vanadiu ca o componentă de aliere în locul cromului. În același timp, metalele mai scumpe sunt, de asemenea, mai exigente pentru un mediu de protecție. Dacă nu utilizați gaze inerte sau fluxuri de fluor în locul celor acide, oxigenul aproape de oxigen va arde până la 70-90%.

Articol oțel austenitic

În plus, este necesar să se depaneze procesele automatizate care garantează continuitatea obținerii cusăturii printr-un arc electric stabil, re-excitarea cărora face ca ciclul termic să fie nefavorabil.

Fizica în practică

Desigur, excluderea din ciclul termic a proceselor care conduc la formarea fisurilor și coroziunea intergranulară este imposibilă. Pe de altă parte, puteți oricând să inversați consecințele și să reveniți la materialele pierdute. Astăzi, tendința invențiilor ne spune despre importanța introducerii unor metode de austenizare mai puțin intensive a resurselor, îndepărtarea fazelor de carbură și intermetalică și re-creșterea proprietăților anticorozive. Deși este posibil ca mâine să vorbim despre eliminarea completă a schimbărilor de concentrație și a încălcărilor proceselor de difuzare.


Alexander Guscha, în special pentru www.EquipNet.ru
Fotografii de pe site-urile know-house.ru, acsys.ru, schmolz-bickenbach.ru

>>> Doriți să discutați mai detaliat această idee de afaceri? Te asteptam la Forumul nostru







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: