Faktori utjecaja dupleks nerđajućeg čelika

Faktori koji utječu na kvalitetu zavarivanja duplex nehrđajućeg čelika uglavnom se ogledaju u sljedećim aspektima:
1. Utjecaj sadržaja N
Gómez de Salazar JM et al. proučavao je uticaj različitog sadržaja N2 u zaštitnom gasu na svojstva dupleks nerđajućeg čelika. Rezultati pokazuju da s povećanjem parcijalnog tlaka N2 PN2 u miješanom plinu, maseni udio ω(N) dušika u zavaru počinje naglo rasti, a zatim se malo mijenja, a sadržaj feritne faze φ( ) u zavaru raste sa ω (N) raste linearno, ali učinak φ( ) na vlačnu čvrstoću i izduženje je upravo suprotan od ω(N). Isti sadržaj feritne faze φ ( ), vlačna čvrstoća i izduženje osnovnog metala su veći od zavara. To je zbog razlike u mikrostrukturi. Udarna žilavost spoja može se poboljšati povećanjem sadržaja N u metalu šava od dupleks nerđajućeg čelika, što je posledica povećanja sadržaja faze u metalu šava i smanjenja taloženja Cr2N.
2. Utjecaj unosa topline
Za razliku od zone zavara, ω(N) zone zahvaćene toplotom neće se promeniti tokom zavarivanja, to je ω(N) osnovnog metala, tako da je glavni faktor koji utiče na strukturu i performanse u ovom trenutku unos toplote tokom zavarivanja. Prema literaturi, prilikom zavarivanja treba odabrati odgovarajuću linijsku energiju. Ako je unos topline prevelik za vrijeme zavarivanja, zona utjecaja topline zavarenog šava će se povećati, a metalografska struktura će imati tendenciju da bude gruba i neuređena, što rezultira krtošću, što se uglavnom manifestira kao smanjenje indeksa plastičnosti. zavareni spoj. Ako je unos topline zavarivanja premali, to će uzrokovati otvrdnutu strukturu i lako pucanje, što je također nepovoljno za udarnu žilavost HAZ-a. Pored toga, svi faktori koji utiču na brzinu hlađenja će uticati na udarnu žilavost ZUT, kao što su debljina ploče, oblik spoja, itd.
3. σ faza krtosti
U stranoj literaturi predstavljen je problem krtosti u σ-fazi dupleks nehrđajućeg čelika i njegovog šava uzrokovanog ponovnim zagrijavanjem. Tokom procesa ponovnog zagrijavanja osnovnog metala i metala šava, iz faze se prvo formira fini sekundarni austenit *, a zatim se taloži σ faza. Rezultati pokazuju da se krto pucanje javlja u σ fazi i na granici između matrice i σ faze. Posmatranje površine loma osnovnog metala pokazuje da postoje udubljenja u području oko σ faze. Zbog široke površine faze formiraće se veliki broj σ faza. Žilavost je smanjena, ali područje -faze u zavaru je malo, a lom i dalje pokazuje krhki lom. Samo mala količina formiranja σ-faze je dovoljna da izazove smanjenje žilavosti metala šava. Stoga je tendencija krhkosti u σ-fazi u metalu šava mnogo veća od osnovnog materijala.
4. Pucanje izazvano vodonikom
Vodonično krtljenje dupleksnih zavarenih spojeva od nerđajućeg čelika obično se javlja u fazi, a osjetljivost na vodonično krtost raste s povećanjem vršne temperature tijekom zavarivanja. Promjena njene mikrostrukture je: vršna temperatura raste, sadržaj faze se smanjuje, sadržaj faze se povećava, a količina taloženog Cr2N sa granice i unutar faze se povećava, pa lako dolazi do vodonične krtosti.
5. Pucanje od korozije pod naponom
Pukotine u osnovnom metalu i metalu šava počinju na strani -faze / interfejsa i šire se unutar -faze. Austenit ( ) djeluje kao barijera za širenje pukotina zbog svoje inherentno niske osjetljivosti na vodoničnu krtost. Budući da DSS sadrži određenu količinu austenita, njegova sklonost naprezanju korozionog pucanja je mala.
6. Problemi sa udubljenjem
Otpornost na piting koroziju je važna karakteristika dupleks nerđajućeg čelika, koja je usko povezana sa njegovim hemijskim sastavom i mikrostrukturom. Pitting se generalno javlja na / interfejsu, tako da se smatra * fazom između faze i faze. To znači da je sadržaj Cr u * fazi niži nego u fazi. Sastav * faze i faze je različit, jer je sadržaj Cr i Mo u * fazi manji nego u početnoj fazi. Daljnje studije su pokazale da je potencijal pittinga čelika sa nižim sadržajem N osjetljiviji na brzinu hlađenja. Stoga je kod zavarivanja dupleks nerđajućeg čelika sa niskim sadržajem N kontrola brzine hlađenja stroža. U procesu zavarivanja dupleks nerđajućeg čelika, razumna kontrola energije linije za zavarivanje je ključ za dobijanje visokokvalitetnih dupleks spojeva od nerđajućeg čelika. Ako je energija linije premala, brzina hlađenja metala šava i zone zahvaćene toplinom će biti prebrza, a austenit se neće na vrijeme istaložiti, tako da će se sadržaj feritne faze u strukturi povećati; ako je energija linije prevelika, iako je dovoljna količina austenita, ali će uzrokovati i rast feritnih zrna u zoni zahvaćenog toplotom i taloženje štetnih faza kao što je σ. Općenito, zavarivanje elektrodama (Shieded Metal Arc Welding, SMAW), zavarivanje volframovim lukom (Gas Tungsten Arc Welding, GTAW), elektrolučno zavarivanje (Flux-Cored WireArc Welding, FCAW) i zavarivanje plazma lukom (Plasma Arc Welding, PAW) i druge metode zavarivanja mogu se koristiti za zavarivanje dupleks nehrđajućeg čelika i općenito ne moraju poduzeti mjere predgrijavanja prije zavarivanja i ne trebaju toplinsku obradu nakon zavarivanja.