Suðu ryðfríu stáli

Suðu ryðfríu stáli

Ryðfrítt stál er talið hafa góða suðuhæfni samanborið við marga aðra málma og hægt er að soðna það með því að nota fjölda mismunandi suðutækni við rétta uppsetningu og aðstæður.

Austenitic ryðfríu stáli
Almennt eru austenitísk ryðfríu stáli ekki tilhneigingu til að sprunga eftir suðu. Þar sem þeir herða ekki þegar þeir kælast hafa þeir góða hörku og sveigjanleika og þurfa ekki hitameðferð fyrir eða eftir suðu. Hins vegar, í sumum tilvikum, getur sprunga komið fram í suðu (eða fylliefni) málm- eða hita sem hefur áhrif á svæði (HAZ).

Að fullu austenitísk mannvirki eru næmari fyrir sprungu í suðu málmi en mannvirki með litlu magni af ferrít vegna þess að fullkomlega austenitísk mannvirki eru næmari fyrir sprungu en mannvirki með litlu magni af ferrít. Að fullu austenitískum einkunnum eru meðal annars 310, 320 og 330. stig þar sem mest notuðu austenitísk ryðfríu stáli innihalda í raun lítið magn af ferriti, þá er þetta í raun minna vandamál en það kann að virðast! Til dæmis inniheldur 316 ál á milli 3% og 10% ferrít. Fermonic 50 (xm -19, UNS S20910, 1.3964, Nitronic 50), Fermonic 60 (Uns S21800, Nitronic 60) og 254 málmblöndur (Uns S31254, 1.4547, 254SMO, 6MO) innihalda einnig lítið magn af ferri. Lítið magn af ferrít smíði er fær um að leysa upp óhreinindi sem geta valdið milliverkandi sprungum eða litlum aðgreiningarmyndun á bræðslumark. Þessi óhreinindi tengjast nærveru fosfórs eða brennisteins, sem eru taldir trampþættir vegna þess að þeir eru ekki bætt við af ásetningi en frásogast úr upphafs rusl, hráefnum og ferlum.

Tilvist kolefnis í austenitískum ryðfríu stáli getur valdið tæringu í suðumálmi eða hita sem hefur áhrif á (HAZ) eftir suðu. Króm karbíð myndast við kornamörk austenitísks ryðfríu stáli á hitastiginu 550–900 ° C. Þetta þýðir að króminnihald á svæðinu umhverfis karbíðin er minnkað vegna þess að dreifing króms í móðurmálminum er mjög hægt. Þess vegna hafa þessi svæði með lægra króminnihald minni tæringarþol og líklegast er hvers konar tæringu hér. Þetta fyrirbæri getur stafað af hitastiginu við suðu og er þekkt sem næming.

Lægra kolefnisinnihald dregur úr líkum á næmi eftir suðu. Þess vegna hafa margar staðlaðar einkunnir verulega lægra kolefnisinnihald, svo sem 316L ál (kolefnisinnihald <0. 0 3%) og 316 ál (kolefnisinnihald <0,08%) jafnvel lægra.

Stöðugt einkunnir (svo sem 316ti ál) hafa bætt háhita eiginleika með því að bæta við títan. Þetta dregur einnig úr næmingu vegna þess að öll kolefni sem er til staðar í málmnum mun helst sameina títan frekar en króm.

Að lokum, ef austenitic ryðfríu stáli verða fyrir háum hitastigi 550-900 ° C í langan tíma, hefur lítið magn af ferrít í þeim möguleika á að mynda skaðleg Sigma stig. Þessu fyrirkomulagi er lýst hér að neðan fyrir tvíhliða ryðfríu stáli.

Tvíhliða og ofur tvíhliða ryðfríu stáli
Eins og með algengustu austenitísk ryðfríu stáli, hjálpar tilvist lítið magn af ferrít í smíði að draga úr líkum á heitum sprungum við suðu. Þetta er vissulega ekki vandamál í ljósi þess að tvíhliða og ofur tvíhliða ryðfríu stáli hafa næstum jafnt hlutföll af austenít og ferrít. Þess vegna er auðvelt að suða tvíhliða stál en suðu ferlið verður að sannreyna og stjórna til að forðast að búa til óæskilega smíði.

Helsta vandamálið með tvíhliða ryðfríu stáli er tilhneiging þeirra til að mynda smásjá í sigma fasa með umbreytingu ferríts. Þessi umbreyting á sér stað yfir ýmsum hitastigi og tímum, sem best er hægt að sýna með TTT (hitastigsbreytingum) skýringarmynd. Sigma-fasinn er ekki segulmagnaður millimetallafasi sem er ríkur af járni og króm. Svæðið sem umlykur Sigma fasinn hefur lægra króminnihald og er því miklu minna tæringarþolið. Að auki getur umbreyting ferríts í sigma fasinn myndað tómarúm, sem getur leitt til þess að sprungum er útlit og dregið verulega úr vélrænni styrk, sérstaklega haft áhrif á hörku. Þess vegna tapast framúrskarandi tæringarþol og vélrænni eiginleika tvíhliða og ofur tvíhliða ryðfríu stáli alveg ef það verður fyrir háum hita.

TTT línuritið sýnir að Ferralium 255 (UNS S32550, F61, 1.4507) er aðeins ólíklegra til að mynda sigma fasa en einkunnir eins og S32760 (F55, 1.4501, Zeron 100), S32750 (F53, 1.4410, SAF2507) eða S32205 (F51, 1.4462, TUPLEXT 2205).

Til að forðast myndun Sigma fasa verður að stjórna suðuskilyrðum til að takmarka þann tíma sem suðuhitastiginu er haldið. Eins og sést á TTT línuritinu getur Sigma fasinn myndast á tiltölulega stuttum tíma við hitastig í kringum 800-900 gráður á Celsíus. Vegna mikillar stærð foreldraefnisins miðað við suðu svæðið dreifist suðuhitinn venjulega fljótt. Suðu í lengri tíma við lægra hitastig mun að lokum leiða til sömu umbreytingar á smásjá. Þess vegna er mikilvægt að takmarka suðuhita. Þetta er hægt að ná með því að draga úr suðuhitainntakinu og veita kælingu eða hlé milli suðupassanna.

Önnur stór áskorun í suðu tvíhliða og ofur tvíhliða ryðfríu stáli er að viðhalda jafnvægi austenít: ferrít smíði. Á suðu málmsvæðinu kemur köfnunarefnistap venjulega fram. Þar sem köfnunarefni er sveiflujöfnun fyrir austenít, hefur köfnunarefnistap á suðu svæðinu aukið hlutfall af ferrít, sem hefur í för með sér tap á vélrænni og tæringareiginleikum. Hægt er að vinna bug á þessu með því að velja ofblandaðan áfyllingarmálm, þ.e.a.