Нержавіюча сталь (Stainless Steel)це абревіатура нержавіючої кислотостійкої сталі, а марки сталі, стійкі до слабких корозійних середовищ, таких як повітря, пара, вода, або мають властивості нержавіючої сталі, називаються нержавіючої сталлю.
Термін "нержавіюча сталь«Не просто відноситься до одного виду нержавіючої сталі, а стосується більш ніж ста видів промислової нержавіючої сталі, кожна з яких має хороші характеристики у своїй конкретній галузі застосування.
Усі вони містять від 17 до 22% хрому, а кращі марки сталі також містять нікель.Додавання молібдену може ще більше покращити атмосферну корозію, особливо стійкість до корозії в атмосфері, що містить хлорид.
一.Класифікація нержавіючої сталі
1. Що таке нержавіюча та кислототривка сталь?
Відповідь: нержавіюча сталь - це абревіатура нержавіючої кислотостійкої сталі, яка є стійкою до слабких корозійних середовищ, таких як повітря, пара, вода, або має нержавіючу сталь.Корозійні марки сталі називаються кислотостійкими.
Через різницю в хімічному складі обох, їх стійкість до корозії різна.Звичайна нержавіюча сталь, як правило, нестійка до хімічної корозії, тоді як кислотостійка сталь, як правило, нержавіюча.
2. Як класифікують нержавіючу сталь?
Відповідь: Відповідно до організаційного стану, її можна розділити на мартенситну сталь, феритну сталь, аустенітну сталь, аустенітно-ферритну (дуплексну) нержавіючу сталь та нержавіючу сталь, що зміцнюється опадами.
(1) Мартенситна сталь: висока міцність, але погана пластичність і зварюваність.
Зазвичай використовувані марки мартенситної нержавіючої сталі 1Cr13, 3Cr13 тощо, через високий вміст вуглецю, вона має високу міцність, твердість і зносостійкість, але стійкість до корозії трохи погана, і вона використовується для високих механічних властивостей і стійкість до корозії.Потрібні деякі загальні частини, такі як пружини, лопаті парової турбіни, гідравлічні прес-клапани тощо.
Даний вид сталі використовується після гарту і відпустки, а після кування і штампування необхідний відпал.
(2) Феритна сталь: від 15% до 30% хрому.Його корозійна стійкість, міцність і зварюваність підвищуються зі збільшенням вмісту хрому, а його стійкість до хлоридної корозії під впливом стресу є кращою, ніж інші типи нержавіючої сталі, такі як Crl7, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti, Cr28 тощо.
Через високий вміст хрому його корозійна стійкість і стійкість до окислення відносно хороші, але його механічні та технологічні властивості погані.В основному використовується для кислотостійких конструкцій з невеликим навантаженням і як антиокислювальна сталь.
Цей тип сталі може протистояти корозії в атмосфері, азотній кислоті та розчині солі, а також має характеристики хорошої високотемпературної стійкості до окислення та малого коефіцієнта теплового розширення.Він використовується в устаткуванні азотної кислоти та харчових заводів, а також може використовуватися для виготовлення деталей, які працюють при високих температурах, наприклад деталей газових турбін тощо.
(3) Аустенітна сталь: містить понад 18% хрому, а також близько 8% нікелю та невелику кількість молібдену, титану, азоту та інших елементів.Хороші загальні характеристики, стійкість до корозії різними середовищами.
Як правило, прийнята обробка розчином, тобто сталь нагрівають до 1050-1150 ° C, а потім охолоджують водою або повітрям для отримання однофазної аустенітної структури.
(4) Аустенітно-феритна (дуплексна) нержавіюча сталь: вона має переваги як аустенітної, так і феритної нержавіючої сталі та має надпластичність.Аустеніт і ферит складають приблизно половину нержавіючої сталі.
У разі низького вмісту C вміст Cr становить від 18% до 28%, а вміст Ni становить від 3% до 10%.Деякі сталі також містять легуючі елементи, такі як Mo, Cu, Si, Nb, Ti та N.
Цей тип сталі має характеристики як аустенітної, так і феритної нержавіючої сталі.Порівняно з феритом він має вищу пластичність і міцність, відсутність крихкості при кімнатній температурі, значно покращену стійкість до міжкристалітної корозії та продуктивність зварювання, зберігаючи залізо. Основна нержавіюча сталь є крихкою при 475°C, має високу теплопровідність і має характеристики надпластичності. .
У порівнянні з аустенітною нержавіючої сталлю вона має високу міцність і значно покращену стійкість до міжкристалітної корозії та хлоридної корозії.Дуплексна нержавіюча сталь має чудову стійкість до точкової корозії, а також є нержавіючою сталлю, що зберігає нікель.
(5) Нержавіюча сталь із дисперсійним зміцненням: матриця — аустеніт або мартенсит, а нержавіюча сталь із дисперсійним зміцненням, яка зазвичай використовується, — 04Cr13Ni8Mo2Al тощо.Це нержавіюча сталь, яку можна загартувати (зміцнити) шляхом дисперсійного зміцнення (також відомого як зміцнення під впливом старіння).
За складом вона поділяється на хромомарганцевую нержавіючу сталь, хромонікелеву нержавіючу сталь і хромомарганцевоазотну нержавіючу сталь.
(1) Хромована нержавіюча сталь має певну корозійну стійкість (окислювальна кислота, органічна кислота, кавітація), термостійкість і зносостійкість, і зазвичай використовується як матеріал обладнання для електростанцій, хімічних речовин і нафти.Однак його зварюваність погана, тому слід звернути увагу на процес зварювання та умови термічної обробки.
(2) Під час зварювання хромонікелева нержавіюча сталь піддається багаторазовому нагріванню для виділення карбідів, що знижує корозійну стійкість і механічні властивості.
(3) Міцність, пластичність, ударна в'язкість, здатність до формування, зварюваність, зносостійкість і корозійна стійкість хромомарганцевої нержавіючої сталі хороші.
二.Складні задачі зі зварювання нержавіючої сталі та ознайомлення з використанням матеріалів та обладнання
1. Чому важко зварювати нержавіючу сталь?
Відповідь: (1) Теплочутливість нержавіючої сталі є відносно високою, а час перебування в діапазоні температур 450-850 ° C трохи довший, і корозійна стійкість зварного шва та зони термічного впливу буде серйозно знижена;
(2) схильність до термічних тріщин;
(3) Поганий захист і сильне високотемпературне окислення;
(4) Коефіцієнт лінійного розширення великий, і легко виробляти велику зварювальну деформацію.
2. Які ефективні технологічні заходи можна застосувати для зварювання аустенітної нержавіючої сталі?
Відповідь: (1) Суворо вибирайте зварювальні матеріали відповідно до хімічного складу основного металу;
(2) Швидке зварювання з невеликим струмом, мала енергія лінії зменшує надходження тепла;
(3) Зварювальний дріт тонкого діаметру, зварювальний стрижень, без коливання, багатошарове багатопрохідне зварювання;
(4) Примусове охолодження зварного шва та зони термічного впливу для зменшення часу перебування при 450-850°C;
(5) Захист аргону на тильній стороні шва TIG;
(6) Зварні шви, що контактують з корозійним середовищем, остаточно зварюються;
(7) Пасивація зварного шва та зони термічного впливу.
3. Чому ми повинні вибрати зварювальний дріт і електрод серії 25-13 для зварювання аустенітної нержавіючої сталі, вуглецевої сталі та низьколегованої сталі (зварювання різнорідної сталі)?
Відповідь: для зварювання різнорідних сталевих зварних з’єднань, що з’єднують аустенітну нержавіючу сталь з вуглецевою сталлю та низьколегованою сталлю, для наплавлення металу необхідно використовувати зварювальний дріт серії 25-13 (309, 309L) і зварювальний стрижень (аустеніт 312, аустеніт 307 тощо).
Якщо використовуються інші витратні матеріали для зварювання з нержавіючої сталі, на лінії плавлення з’являться мартенситна структура та холодні тріщини на стороні вуглецевої та низьколегованої сталі.
4. Чому для твердих зварювальних дротів із нержавіючої сталі використовується захисний газ 98%Ar+2%O2?
Відповідь: під час MIG-зварювання суцільного дроту з нержавіючої сталі, якщо для захисту використовується чистий газ аргон, поверхневий натяг розплавленої ванни є високим, а зварний шов має погану форму, демонструючи «горбату» форму зварного шва.Додавання від 1 до 2% кисню може зменшити поверхневий натяг розплавленої ванни, і зварний шов стане гладким і красивим.
5. Чому поверхня суцільного зварювального дроту з нержавіючої сталі MIG стає чорною?Як вирішити цю проблему?
Відповідь: Швидкість зварювання MIG суцільного зварювального дроту з нержавіючої сталі відносно висока (30-60 см/хв).Коли сопло захисного газу потрапляє в передню зону розплавленої ванни, зварний шов все ще перебуває в розпеченому високотемпературному стані, який легко окислюється повітрям, і на поверхні утворюються оксиди.Зварні шви чорні.Метод пасивації травлення може видалити чорну шкіру та відновити початковий колір поверхні нержавіючої сталі.
6. Чому суцільному зварювальному дроту з нержавіючої сталі потрібен імпульсний джерело живлення для досягнення переходу струменя та зварювання без бризок?
Відповідь: під час зварювання MIG з твердого дроту з нержавіючої сталі, зварювальний дріт φ1,2, коли струм I ≥ 260 ~ 280 A, можна реалізувати струменевий перехід;Крапля є коротким замиканням із значенням менше, ніж це значення, і бризки великі, як правило, не рекомендується.
Лише за допомогою джерела живлення MIG з імпульсом імпульсна крапля може переходити від малих характеристик до великих (виберіть мінімальне або максимальне значення відповідно до діаметра дроту), зварювання без бризок.
7. Чому зварювальний дріт із порошкової нержавіючої сталі захищений газом CO2 замість імпульсного джерела живлення?
Відповідь: зараз широко використовується порошковий зварювальний дріт з нержавіючої сталі (наприклад, 308, 309 тощо), формула зварювального флюсу в зварювальному дроті розроблена відповідно до хімічної металургійної реакції зварювання під захистом газу CO2, тому в цілому , немає потреби в джерелі живлення для імпульсного дугового зварювання (джерело живлення з імпульсним живленням в основному потребує використання змішаного газу), якщо ви хочете ввести перехід крапель заздалегідь, ви також можете використовувати імпульсне джерело живлення або звичайну модель зварювання в захисному газі з зварювання змішаним газом.
Час публікації: 24 березня 2023 р