טכנולוגיית ריתוך של כלי לחץ מנירוסטה

נירוסטה לכלי לחץ ומאפייני הריתוך שלה

הנירוסטה כביכול מתייחסת להוספת כמות מסוימת של כרום לפלדה, כך שהפלדה נמצאת במצב פסיבי ובעלת מאפיינים של אי חלודה. על מנת להשיג מטרה זו, תכולת הכרום שלו חייבת להיות מעל 12 אחוזים. על מנת לשפר את הפסיבציה של הפלדה, לרוב מוסיפים לנירוסטה אלמנטים כמו ניקל ומוליבדן שיכולים להפסיד את הפלדה. המכונה בדרך כלל נירוסטה היא למעשה מונח כללי לנירוסטה ופלדה עמידה לחומצה. נירוסטה אינה בהכרח עמידה לחומצה, ולפלדה עמידה לחומצה יש בדרך כלל תכונות טובות של נירוסטה. ניתן לחלק את הנירוסטה לארבע קטגוריות בהתאם למבנה הפלדה, כלומר נירוסטה אוסטנית, נירוסטה פריטית, נירוסטה מרטנסיטית ופלדת אל חלד דופלקסית אוסטנית-פריטית.

1. נירוסטה אוסטניטית ומאפייני הריתוך שלה

נירוסטה אוסטינית היא הנירוסטה הנפוצה ביותר, וסוג ה-Cr-Ni הגבוה הוא הנפוץ ביותר. נכון לעכשיו, ניתן לחלק גס פלדת אל חלד אוסטניטית לסוג Cr18-Ni8, Cr25-Ni20 וסוג Cr25-Ni35. לנירוסטה אוסטינית יש את מאפייני הריתוך הבאים:

① לריתוך נירוסטה אוסטניטית סדוקה חמה יש מוליכות תרמית קטנה ומקדם התפשטות ליניארי גדול, כך שבמהלך תהליך הריתוך, זמן השהייה בטמפרטורה גבוהה של המפרק המרותך ארוך יותר, וקל לריתוך ליצור גרגר עמוד גס מִבְנֶה. אם תכולת יסודות הטומאה כגון גופרית, זרחן, בדיל, אנטימון וניוביום גבוהה, תיווצר אוטקטיקה נמוכה בין הגרגרים, וסדקי התמצקות ייווצרו בקלות בריתוך כאשר המפרק המרותך נתון לרמות גבוהות. מתח מתיחה. סדקי התנזלות נוצרים באזור מושפע החום, שכולם שייכים לסדקי חום ריתוך. הדרך היעילה ביותר למנוע סדקים חמים היא להפחית את מרכיבי הטומאה המועדים לייצר אאוקטיקה בנקודת התכה נמוכה בפלדה ובחומרים מתכלים לריתוך ולגרום לנירוסטה אוסטניטית כרום-ניקל להכיל 4 אחוז עד 12 אחוז מבנה פריט.

② קורוזיה בין-גרגירית על פי התיאוריה של דלדול הכרום, משקעים של כרום קרביד על פני השטח הבין-גרעיניים, וכתוצאה מכך דלדול הכרום בגבול התבואה הוא הגורם העיקרי לקורוזיה בין-גרעינית. לכן, בחירה בחומרי ריתוך בעלי פחמן נמוך במיוחד או בחומרי ריתוך המכילים אלמנטים מייצבים כגון ניוביום וטיטניום היא האמצעי העיקרי למניעת קורוזיה בין-גרגירית.

③ פיצוח קורוזיה במתח פיצוח קורוזיה במתח מתבטא בדרך כלל ככשל שביר, ותהליך הנזק לוקח זמן קצר, כך שהנזק חמור. הגורם העיקרי לסדיקת קורוזיה במתח של נירוסטה אוסטניטית הוא מתח שיורי ריתוך. שינוי המבנה של חיבורים מרותכים או קיומו של ריכוז מתח וריכוז מדיום קורוזיה מקומי הם גם הסיבות המשפיעות על פיצוח קורוזיה במתח.

④ σ שבירות שלב של חיבורים מרותכים σ שלב הוא מעין תרכובת בין-מתכתית שבירה וקשה, המתאספת בעיקר בגבולות התבואה של גרגירי עמודים. גם פאזה וגם פאזה δ יכולים לעבור מעבר פאזה σ. לדוגמה, כאשר הריתוך מסוג Cr25Ni20 מחומם ב-800 מעלות ~ 900 מעלות, תתרחש טרנספורמציה חזקה של →δ. עבור נירוסטה אוסטניטית כרום-ניקל, במיוחד נירוסטה כרום-ניקל-מוליבדן, יש נטייה להתרחש טרנספורמציה של פאזה δ→σ, בעיקר בגלל שליסודות הכרום והמוליבדן יש טרנספורמציה ברורה של סיגמה, כאשר תכולת ה- δ פריט בריתך עולה על 12 אחוזים. , הטרנספורמציה של δ→σ ברורה מאוד, וכתוצאה מכך להתפרקות ברורה של מתכת הריתוך, וזו הסיבה ששכבת פני השטח על הדופן הפנימית של כור ההידרוגציה של הקיר החם שולטת בתכולת הפריט δ ב-3% עד 10%. סיבה.

2. נירוסטה פריטית ומאפייני הריתוך שלה
פלדת אל חלד פריטית מחולקת לשתי קטגוריות: נירוסטה פריטית רגילה ופלדת אל חלד פריטית טהורה במיוחד. ביניהם, נירוסטה פריטית רגילה בעלת סוג Cr12 ~ Cr14, כגון 00Cr12, 0Cr13Al; סוג Cr16 ~ Cr18, כגון 1Cr17Mo; סוג Cr25 ~ 30.

בשל התכולה הגבוהה של פחמן וחנקן בפלדת אל חלד פריטית רגילה, קשה לעבד ולרתך, וקשה להבטיח את עמידות בפני קורוזיה, ולכן השימוש מוגבל. בפלדת אל חלד פריטית טהורה במיוחד, הפחמן והחנקן בפלדה נשלטים בקפדנות. הכמות הכוללת של חנקן נשלטת בדרך כלל בשלוש רמות של 0.035 אחוז עד 0.045 אחוז, 0.030 אחוז, ו 0.010 אחוז עד 0.015 אחוז . במקביל, אלמנטים סגסוגת הכרחיים מתווספים לשיפור נוסף של עמידות בפני קורוזיה וביצועים מקיפים של הפלדה. בהשוואה לפלדת אל-חלד פריטית רגילה, לנירוסטה פריטית טהורה במיוחד עם כרום גבוה יש עמידות טובה בפני קורוזיה אחידה, קורוזיה בבור וקורוזיה, והיא נמצאת בשימוש נרחב בציוד פטרוכימי. לפלדת אל חלד פריטית יש את מאפייני הריתוך הבאים:

① תחת פעולה של טמפרטורת ריתוך גבוהה, הגרגרים באזור מושפע החום בו טמפרטורת החימום מגיעה למעל 1000 מעלות, במיוחד באזור התפר הקרוב, יגדלו במהירות. גם אם הוא מקורר במהירות לאחר הריתוך, הירידה החדה בקשיחות ונטייה גבוהה לקורוזיה בין-גרגירית.

② לפלדה פריטית עצמה יש תכולת כרום גבוהה יותר, אלמנטים מזיקים יותר כמו פחמן, חנקן, חמצן וכו', טמפרטורת מעבר שבירה גבוהה יותר ורגישות חריצים חזקה יותר. לכן, שבירות לאחר הריתוך היא חמורה יותר.

③ כאשר מחממים ומתקררים באיטיות ב-400 מעלות ~ 600 מעלות במשך זמן רב, תתרחש שבירות ב-475 מעלות, מה שיפחית ברצינות את הקשיחות בטמפרטורת החדר. לאחר חימום במשך זמן רב ב-550 מעלות צלזיוס ~ 820 מעלות צלזיוס, שלב ה-σ מושקע בקלות מהפריט, וגם הפלסטיות והקשיחות שלו מופחתות באופן משמעותי.

3. נירוסטה מרטנסיטית ומאפייני הריתוך שלה
ניתן לחלק פלדת אל חלד מרטנסיטית לנירוסטה מרטנסיטית מסוג Cr13, נירוסטה מרטנסיטית דלת פחמן ופלדת אל חלד סופר מרטנסיטית. לסוג Cr13 יש ביצועים כלליים נגד קורוזיה. מפלדת אל חלד מרטנסיטית מבוססת Cr12-, בשל תוספת של ניקל, מוליבדן, טונגסטן, ונדיום ואלמנטים סגסוגים אחרים, יש לה לא רק עמידות מסוימת בפני קורוזיה, אלא גם בעלת חוזק גבוה בטמפרטורות גבוהות ועמידות בטמפרטורות גבוהות . תכונות חמצון.

מאפייני ריתוך של נירוסטה מרטנסיטית: תפר ריתוך מנירוסטה מרטנסיטי מסוג Cr13 ואזור מושפע חום הם בעלי נטיית התקשות גדולה במיוחד, והמפרק המרותך יכול לקבל מרטנזיט קשה ושביר בתנאי קירור אוויר. תחת פעולת הריתוך, קל להופיע ריתוך סדקים קרים. כאשר קצב הקירור קטן, יווצרו פריט גס וקרבידים בין-גרעיניים באזור התפר הקרוב ומתכת ריתוך, מה שיפחית משמעותית את הפלסטיות והקשיחות של המפרק.

לאחר קירור הריתוך והאזור מושפע החום של נירוסטה דלת פחמן וסופר מרטנסיטית, כולם הופכים למרטנזיט דל פחמן, אך אין תופעת התקשות ברורה, ויש להם ביצועי ריתוך טובים.

מבחר חומרים מתכלים לריתוך נירוסטה לכלי לחץ

1. מבחר חומרים מתכלים לריתוך נירוסטה אוסטניטית
עקרון הבחירה של חומרים מתכלים לריתוך נירוסטה אוסטניט הוא להבטיח שעמידות בפני קורוזיה ותכונות מכניות של מתכת הריתוך שקולות או גבוהות מאלה של המתכת הבסיסית בתנאי שאין סדקים. התאמה. עבור נירוסטה אוסטניטית עמידה בפני קורוזיה, רצוי בדרך כלל להכיל כמות מסוימת של פריט, שיכולה לא רק להבטיח עמידות טובה לסדקים, אלא גם בעלת עמידות טובה בפני קורוזיה. עם זאת, במדיות מיוחדות מסוימות, כגון מתכת הריתוך של ציוד אוריאה, פריט אינו מורשה להתקיים, אחרת עמידות הקורוזיה שלו תפחת. עבור פלדות אוסטניטיות עמידות בחום, יש לשקול את השליטה בתכולת הפריט במתכת הריתוך. עבור ריתוך פלדה אוסטניטי המופעלים בטמפרטורה גבוהה במשך זמן רב, תכולת הפריט במתכת הריתוך לא תעלה על 5 אחוזים. הקוראים יכולים להעריך את תכולת הפריט המקבילה לפי המקבילה לכרום ושווה הניקל במתכת הריתוך לפי דיאגרמת Schaeffler.

תְמוּנָה

2. מבחר חומרים מתכלים לריתוך נירוסטה פריטי
ישנם בעצם שלושה סוגים של חומרים מתכלים לריתוך מנירוסטה פריטית: 1) מתכלים לריתוך שהרכבם תואם בעצם למתכת הבסיס; 2) חומרים מתכלים לריתוך אוסטניטי; 3) חומרים מתכלים לריתוך מסגסוגת על בסיס ניקל, המשמשים לעתים רחוקות בגלל המחירים הגבוהים שלהם.

חומרים מתכלים לריתוך נירוסטה פריטי יכולים להיות עשויים מחומרים שווים למתכת הבסיסית, אך כאשר מידת הריסון גדולה, קל להיווצר סדקים. ניתן להשתמש בטיפול בחום לאחר הריתוך כדי להחזיר עמידות בפני קורוזיה ולשפר את הפלסטיות של המפרק. השימוש בחומרים מתכלים לריתוך אוסטני יכול להימנע מחימום מוקדם וטיפול בחום לאחר ריתוך, אך עבור פלדות שונות שאינן מכילות אלמנטים יציבים, הרגישות של האזור הנגוע בחום עדיין קיימת, ובדרך כלל מתכלים לריתוך אוסטניטי 309 ו-310 כרום-ניקל. בשימוש. עבור פלדת Cr17, ניתן להשתמש גם בחומרי ריתוך 308. חומרי ריתוך מתכלים עם תכולת סגסוגת גבוהה מועילים לשיפור הפלסטיות של מפרקים מרותכים. מתכת הריתוך האוסטניטית או האוסטניטית-פריטית היא בעצם חזקה כמו המתכת הבסיסית הפריטית, אך במדיה קורוזיבית מסויימת, עמידות הריתוך בפני קורוזיה עשויה להיות שונה מאוד מזו של המתכת הבסיסית. שימו לב בבחירת חומרי ריתוך.

3. מבחר חומרים מתכלים לריתוך נירוסטה מרטנסיטית
בנירוסטה ניתן לכוונן נירוסטה מרטנסיטית על ידי טיפול בחום. לכן, על מנת להבטיח את דרישות הביצועים, במיוחד עבור נירוסטה מרטנסיטית עמידה בחום, הרכב הריתוך צריך להיות קרוב ככל האפשר להרכב המתכת הבסיסית. על מנת למנוע סדקים קרים, ניתן להשתמש גם בחומרי ריתוך אוסטניטיים, וחוזק הריתוך בשלב זה חייב להיות נמוך מזה של המתכת הבסיסית.

כאשר הרכב הריתוך דומה לזה של המתכת הבסיסית, הריתוך והאזור הנגוע בחום יתקשות וייהפכו לשבירים בו זמנית, ובאזור מושפע החום יופיע אזור ריכוך מזג. על מנת למנוע פיצוח קר, לעיתים קרובות יש צורך לחמם מראש רכיבים בעובי של יותר מ-3 מ"מ, ולעיתים נדרש טיפול בחום לאחר הריתוך כדי לשפר את ביצועי המפרק. מכיוון שמקדם ההתפשטות התרמית של מתכת הריתוך והמתכת הבסיסית זהים בעצם, ניתן לבטל לחלוטין את הריתוך לאחר טיפול בחום. לחץ.

תְמוּנָה

כאשר חומר העבודה אינו מותר לחמם מראש או לטפל בחום, ניתן לבחור בתפר ריתוך אוסטניטי. מכיוון שלתפר הריתוך יש פלסטיות וקשיחות גבוהה, הוא יכול להרגיע את מתח הריתוך ויכול להמיס יותר מימן, ובכך להפחית את הלחץ של המפרק. נטייה לפיצוח קר, אך המפרקים עם חומרים לא אחידים, בשל מקדמי ההתפשטות התרמית השונים, עלולים ליצור מתח גזירה באזור ההיתוך תחת סביבת העבודה של טמפרטורת מחזור, וכתוצאה מכך כשל במפרקים.

עבור פלדה מרטנסיטית פשוטה מסוג Cr13, כאשר הריתוך בעל המבנה האוסטניטי אינו בשימוש, אין הרבה מקום להתאמה של הרכב הריתוך, שהוא בדרך כלל זהה למטריצת המתכת הבסיסית, אך זיהומים מזיקים כגון S, P ו Si חייב להיות מוגבל. Si יכול לקדם היווצרות של מרטנזיט גס בריתכות פלדה מרטנסיטית Cr13. הפחתת תכולת C מועילה להפחתת ההתקשות, וקיום כמות קטנה של אלמנטים כמו Ti, N או Al בריתך יכול גם הוא לעדן את הגרגירים ולהפחית את ההתקשות.

עבור פלדה מרטנסיטית בעלת חוזק חום רב-רכיבי סגסוגת Cr12-, המטרה העיקרית היא עמידות בחום, ובדרך כלל לא נעשה שימוש בחומרי ריתוך אוסטניטיים, והרכב הריתוך צפוי להיות קרוב למתכת הבסיס. בעת התאמת ההרכב, יש לוודא שהריתוך אינו מופיע בשלב פריט, מכיוון שהוא מזיק מאוד לביצועים, מכיוון שהמרכיבים העיקריים של פלדה בעלת חוזק חום מרטנסיטי מבוססת Cr13- הם בעיקר אלמנטים פריט ( כמו Mo, Nb, W, V וכו'), על מנת להבטיח שהמבנה כולו יהיה מרטנזיט אחיד, יש לאזן אותו באלמנטים אוסטניטים, כלומר חייבים להיות אלמנטים מתאימים כמו C, Ni, Mn, ו-N.

לנירוסטה מרטנסיטית יש נטייה גבוהה מאוד לסדיקה קרה, ולכן יש צורך לשמור בקפדנות על מימן נמוך, אפילו מימן נמוך במיוחד, ולכך יש לשים לב בבחירת חומרי ריתוך.

נקודות מפתח של ריתוך נירוסטה עבור כלי לחץ

1. נקודות מפתח של ריתוך נירוסטה אוסטניטית

באופן כללי, לפלדות אל-חלד אוסטניטיות יכולת ריתוך מצוינת. ניתן להשתמש כמעט בכל שיטות ריתוך היתוך לריתוך פלדת אל-חלד אוסטניטית, והמאפיינים התרמו-פיזיים ומאפייני המיקרו-מבנה של נירוסטה אוסטניטית קובעים את נקודות המפתח בתהליך הריתוך שלה.

① בשל המוליכות התרמית הקטנה ומקדם ההתפשטות התרמית הגדול של נירוסטה אוסטניטית, קל לייצר דפורמציה ומתח ריתוך גדולים במהלך הריתוך, לכן יש לבחור ככל האפשר את שיטת הריתוך עם אנרגיית ריתוך מרוכזת.

② בשל המוליכות התרמית הקטנה של נירוסטה אוסטניטית, היא יכולה להשיג עומק חדירה גדול יותר מפלדת סגסוגת נמוכה תחת אותו זרם. יחד עם זאת, בשל ההתנגדות הגבוהה שלו, על מנת למנוע אדמומיות של האלקטרודה במהלך ריתוך קשת, זרם הריתוך קטן יותר מזה של פלדת פחמן או אלקטרודות פלדה מסגסוגת נמוכה באותו קוטר.

③ מפרטי ריתוך. בדרך כלל אין להשתמש באנרגיה קלט גדולה לריתוך. לריתוך קשת אלקטרודות, רצוי להשתמש באלקטרודות בקוטר קטן לריתוך רב-מעבר מהיר. עבור ריתוכים בביקוש גבוה, אפילו שפכו מים קרים כדי להאיץ את הקירור. לנירוסטה אוסטניטית טהורה ולנירוסטה סופר אוסטניטית, עקב רגישות לסדקים תרמית אם היא גדולה, יש לשלוט בקפדנות על אנרגיית קו הריתוך כדי למנוע צמיחה רצינית של גרגרי ריתוך והתרחשות של סדקים חמים בריתוך.

④ על מנת לשפר את עמידות הסדקים התרמית ועמידות הריתוך בפני קורוזיה, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת לניקיון אזור הריתוך במהלך הריתוך כדי למנוע חדירת אלמנטים מזיקים לריתוך.

⑤ נירוסטה אוסטניטית בדרך כלל אינה דורשת חימום מוקדם במהלך הריתוך. על מנת למנוע צמיחת גרגרים ומשקעים של קרביד בתפר הריתוך ובאזור הנגוע בחום, ולהבטיח את הפלסטיות, הקשיחות והעמידות בפני קורוזיה של המפרק המרותך, יש לשלוט בטמפרטורת השכבה הנמוכה יותר, בדרך כלל לא תעלה על 150 מעלות.

2. נקודות ריתוך מפלדת אל חלד פריטית

מפלדת אל חלד פריטית יש יחסית יותר אלמנטים יוצרי פריט, יחסית פחות אלמנטים יוצרי אוסטניט, ולחומר יש פחות נטייה להתקשות ולסדק קר. תחת פעולת ריתוך מחזור תרמי של נירוסטה פריטית, הגרגרים באזור מושפע החום גדלים כמובן, והקשיחות והפלסטיות של המפרק יורדות בחדות. מידת צמיחת התבואה באזור מושפע החום תלויה בטמפרטורה המקסימלית שהושגה במהלך הריתוך ובזמן ההחזקה שלה. לכן, בעת ריתוך נירוסטה פריטית, יש להשתמש באנרגיית קו קטן ככל האפשר, כלומר, שיטת ריכוז אנרגיה, כגון Small current TIG, ריתוך ידני עם אלקטרודות בקוטר קטן וכו'. כמו חריץ מרווח צר, מהירות ריתוך גבוהה וריתוך רב-שכבתי יש לאמץ ככל האפשר, ויש לשלוט בקפדנות על הטמפרטורה בין השכבות.

בשל ההשפעה של מחזור חום הריתוך, בדרך כלל נירוסטה פריטית עוברת רגישות באזור הטמפרטורה הגבוהה של האזור המושפע מהחום, וקורוזיה בין-גרגירית מתרחשת במדיה מסויימת. לאחר הריתוך, הוא מחולל ב-700 ~ 850 מעלות כדי להומוג את הכרום ולשחזר את עמידות הקורוזיה שלו.

ניתן לרתך פלדת אל-חלד פריטית רגילה בעלת כרום גבוה באמצעות ריתוך אלקטרודות, ריתוך מוגן גז, ריתוך קשת שקוע ושיטות ריתוך אחרות. בשל הפלסטיות הנמוכה הטבועה של פלדה עתירת כרום, כמו גם צמיחת התבואה באזור מושפע החום והצטברות של קרבידים וניטרידים בגבולות התבואה הנגרמת על ידי מחזורי חום ריתוך, הפלסטיות והקשיחות של חיבורים מרותכים הם מאוד נָמוּך. סביר להניח שיתרחשו סדקים כאשר נעשה שימוש בחומרי ריתוך בעלי הרכב כימי דומה למתכת הבסיסית ומידת הריסון גדולה. על מנת למנוע סדקים ולשפר את הפלסטיות של המפרק ועמידות בפני קורוזיה, תוך נטילת ריתוך אלקטרודות כדוגמה, ניתן לנקוט באמצעים הטכנולוגיים הבאים.

① לחמם מראש בערך 100 ~ 150 מעלות כדי לרתך את החומר במצב קשה. ככל שתכולת הכרום גבוהה יותר, טמפרטורת החימום מראש צריכה להיות גבוהה יותר.

② ריתוך עם אנרגיית כניסה קטנה וללא תנופה. במהלך ריתוך רב-שכבתי, יש לשלוט בטמפרטורה בין השכבות שלא תהיה גבוהה מ-150 מעלות, ואין להשתמש בריתוך רציף כדי להפחית את ההשפעות של שבריריות בטמפרטורה גבוהה ו-475 מעלות.

③ לאחר ריתוך, חישול ב-750 ~ 800 מעלות יכול לשחזר את עמידות בפני קורוזיה ולשפר את הפלסטיות של המפרק עקב ספירואידציה של קרבידים ופיזור אחיד של כרום. לאחר החישול, יש לקרר אותו במהירות כדי למנוע התרחשות של פאזה σ ושבירות ב-475 מעלות.

3. נקודות ריתוך מנירוסטה מרטנסיטית

עבור נירוסטה מרטנסיטית מסוג Cr13, כאשר משתמשים באלקטרודות מאותו חומר לריתוך, על מנת להפחית את הרגישות של סדקים קרים ולהבטיח את הפלסטיות והקשיחות של המפרקים המרותכים, יש לבחור אלקטרודות דלת מימן ולבצע את האמצעים הבאים. נלקח בו זמנית:

① חימום מוקדם. טמפרטורת החימום מראש עולה עם עליית תכולת הפחמן של הפלדה, בדרך כלל בטווח של 100 מעלות עד 350 מעלות.

② לאחר החימום. עבור חיבורים מרותכים עם תכולת פחמן גבוהה או ריסון גבוה, יינקטו אמצעים לאחר חימום לאחר הריתוך כדי למנוע סדקים הנגרמים על ידי מימן בריתוך.

③ טיפול בחום לאחר ריתוך. על מנת לשפר את הפלסטיות, הקשיחות ועמידותם בפני קורוזיה של חיבורים מרותכים, טמפרטורת טיפול החום לאחר הריתוך היא בדרך כלל 650 מעלות צלזיוס ~ 750 מעלות צלזיוס, וזמן ההחזקה מחושב כשעה / 25 מ"מ.

עבור פלדת אל חלד מרטנסיטית סופר ודלת פחמן, בדרך כלל אין צורך באמצעי חימום מוקדם. כאשר דרגת הריסון גדולה או תכולת המימן בריתך גבוהה, ננקטים אמצעי חימום מוקדם וחימום לאחר. טמפרטורת החימום מראש היא בדרך כלל 100 מעלות צלזיוס ~ 150 מעלות צלזיוס, טמפרטורת טיפול בחום לאחר ריתוך היא 590 ~ 620 מעלות. לפלדות מרטנסיטיות עם תכולת פחמן גבוהה יותר. או כאשר קשה ליישם חימום מקדים של ריתוך ואחרי ריתוך, והחיבורים מאופקים מאוד, ניתן להשתמש בחומרי ריתוך אוסטניטיים גם בהנדסה כדי לשפר את הפלסטיות והקשיחות של חיבורים מרותכים ולמנוע סדקים. אבל בזמן הזה, כאשר מתכת הריתוך היא אוסטניטית או מבוססת אוסטניט, היא למעשה התאמה בעלת חוזק נמוך בהשוואה לחוזק המתכת הבסיסית, ומתכת הריתוך והמתכת הבסיסית שונות בהרכב הכימי, במבנה המטאלוגרפי, תרמית התכונות הפיזיקליות והמכניות שונות מאוד, והלחץ השיורי של הריתוך הוא בלתי נמנע, מה שעלול לגרום בקלות לקורוזיה של מתח או נזק לזחילה בטמפרטורה גבוהה.

ריתוך נירוסטה דופלקס

1. סוגי נירוסטה דופלקס
לפלדת אל חלד דופלקס יש מבנה דופלקס אוסטניט פלוס פריט, ואת התוכן של מבני שני הפאזים

בעצם זהה, ולכן יש לו את המאפיינים של נירוסטה אוסטניטית ופלדת אל חלד פריטית. חוזק התפוקה יכול להגיע ל-400Mpa ~ 550MPa, שהם פי שניים מזה של נירוסטה אוסטניטית רגילה. בהשוואה לפלדת אל חלד פריטית, לנירוסטה דופלקס יש קשיחות גבוהה, טמפרטורת מעבר שבירה נמוכה, עמידות בפני קורוזיה בין-גרגירית משופרת משמעותית וביצועי ריתוך; יחד עם זאת, הוא שומר על כמה מאפיינים של נירוסטה פריטית, כגון שבירות של 475 מעלות, מוליכות תרמית גבוהה, מקדם התפשטות ליניארי קטן, פלסטיות על ומגנטיות. בהשוואה לנירוסטה אוסטניטית, החוזק של נירוסטה דופלקס גבוה, במיוחד חוזק התפוקה השתפר באופן משמעותי, וגם הביצועים של עמידות בפני קורוזיה, עמידות בפני קורוזיה במתח ועמידות בפני עייפות קורוזיה משופרים באופן משמעותי.

נירוסטה דופלקס מסווגת לפי ההרכב הכימי שלה, וניתן לחלק אותה לארבעה סוגים: סוג Cr18, Cr23 (לא כולל Mo), סוג Cr22 וסוג Cr25. עבור נירוסטה דופלקסית Cr25, ניתן לחלק אותה לסוג נפוץ ופלדת אל חלד סופר דופלקס, ביניהם סוג Cr22 וסוג Cr25 נמצא בשימוש נרחב בשנים האחרונות. רוב פלדות הנירוסטה הדופלקסית המשמשות במדינה שלי מיוצרות בשוודיה, והדרגות הספציפיות הן: 3RE60 (סוג Cr18), SAF2304 (סוג Cr23), SAF2205 (סוג Cr22), SAF2507 (סוג Cr25).

2. מאפייני ריתוך של נירוסטה דופלקס
① נירוסטה דופלקס בעלת יכולת ריתוך טובה. זה לא קל לשבור את האזור מושפע החום במהלך ריתוך כמו נירוסטה פריטית, וגם לא קל לייצר סדקים חמים לריתוך כמו נירוסטה אוסטניטית. עם זאת, מכיוון שיש בו כמות גדולה של פריט, כאשר הקשיחות גבוהה או תכולת המימן של הריתוך גבוהה, עלולים להיווצר סדקים בקירור מימן, ולכן חשוב מאוד לשלוט בקפדנות על מקור המימן.

② על מנת להבטיח את המאפיינים של פלדה דו-פאזית, הבטחה ששיעור האוסטניט והפריט במבנה המפרק המרותך מתאים היא המפתח לריתוך פלדה מסוג זה. כאשר קצב הקירור של המפרק לאחר הריתוך איטי, שינוי הפאזה המשני של δ→ מספיק יחסית, כך שניתן לקבל מבנה דופלקס עם יחס פאזה מתאים יחסית בטמפרטורת החדר, המצריך כניסת חום ריתוך גדולה ומתאימה במהלך הריתוך . אחרת, אם קצב הקירור לאחר הריתוך מהיר, שלב הפריט δ יגדל, וכתוצאה מכך ירידה רצינית בפלסטיות, בקשיחות ובעמידות בפני קורוזיה של המפרק.

3. מבחר חומרים מתכלים לריתוך נירוסטה דופלקס
חומרים מתכלים לריתוך לנירוסטה דופלקס, המתאפיינים בכך שמבנה הריתוך הוא מבנה דופלקס הנשלט על ידי אוסטניט, ותכולת האלמנטים העיקריים עמידים בפני קורוזיה (כרום, מוליבדן וכו') שווה ערך לזו של המתכת הבסיסית, ובכך. הבטחת עמידות בפני קורוזיה זהה למין המתכת הבסיסית. על מנת להבטיח את תכולת האוסטניט בריתוך, בדרך כלל גדלים תכולת הניקל והחנקן, כלומר, שווה ערך הניקל גדל בכ-2 אחוזים עד 4 אחוזים. בחומר הבסיס מנירוסטה דופלקס, יש בדרך כלל כמות מסוימת של תכולת חנקן, וכמות מסוימת של תכולת חנקן צפויה גם במוצרי הריתוך, אך בדרך כלל היא לא צריכה להיות גבוהה מדי, אחרת ייווצרו נקבוביות. בדרך זו, תכולת הניקל הגבוהה הפכה להבדל עיקרי בין חומר הריתוך למתכת הבסיס.

בהתאם לדרישות השונות של עמידות בפני קורוזיה וקשיחות המפרק, בחר את האלקטרודה התואמת את ההרכב הכימי של המתכת הבסיסית, כגון ריתוך Cr22 דופלקס נירוסטה, אתה יכול לבחור אלקטרודה Cr22Ni9Mo3, כגון אלקטרודה E2209. כאשר משתמשים באלקטרודות חומציות, הסרת הסיגים טובה וצורת הריתוך יפה, אך קשיחות ההשפעה נמוכה. כאשר מתכת הריתוך נדרשת להיות בעלת קשיחות פגיעה גבוהה ונדרשת ריתוך בכל המצבים, יש להשתמש באלקטרודות אלקליות. אלקטרודות בסיסיות משמשות בדרך כלל כאשר גיבוי שורש מרותך. כאשר יש דרישות מיוחדות לעמידות בפני קורוזיה של מתכת הריתוך, יש להשתמש גם באלקטרודות בסיסיות עם רכיבי פלדה סופר דופלקסים.

עבור חוטי ריתוך מוגן גז מוצק, תוך הבטחה שלמתכת הריתוך יש עמידות טובה בפני קורוזיה ותכונות מכניות, יש לשים לב גם לביצועי תהליך הריתוך שלה. עבור חוטי שטף עם ליבות שטף, כאשר נדרשת צורת הריתוך להיות יפה, רוטיל או טיטניום עבור חוט עם ליבות שטף מסוג סידן, כאשר נדרשת קשיחות פגיעה גבוהה יותר או ריתוך בתנאים של איפוק רב יותר, חוט בעל ליבות שטף עם בסיסיות גבוהה יותר צריך לשמש.

עבור ריתוך קשת שקוע, רצוי להשתמש בחוט ריתוך בקוטר קטן יותר כדי לממש ריתוך רב-שכבתי ורב-מעבר תחת מפרטי ריתוך בגודל קטן ובינוני, כדי למנוע שבירות של אזור הריתוך המושפע בחום ומתכת הריתוך. , והשתמש בשטף אלקליין תואם.

4. נקודות ריתוך מנירוסטה דופלקס
① בקרת תהליך חום הריתוך אנרגיית חום ריתוך, טמפרטורת בין השכבות, חימום מוקדם ועובי החומר ישפיעו כולם על קצב הקירור במהלך הריתוך, ובכך ישפיעו על המבנה והביצועים של הריתוך והאזור המושפע מחום. קצב קירור מהיר מדי או איטי מדי ישפיע על הקשיחות ועמידותם בפני קורוזיה של חיבורי פלדה דופלקס מרותכים. כאשר קצב הקירור מהיר מדי, זה יגרום לתכולת פאזה מוגזמת ולהגדיל את המשקעים של Cr2N. אם קצב הקירור איטי מדי, גרגרי הגביש יתגבשו בצורה חמורה, ואפילו כמה תרכובות בין-מתכתיות שבירות, כגון פאזה σ, עלולות להיווצר משקעים. טבלה 1 מפרטת כמה אנרגיות קו ריתוך מומלצות וטווחי טמפרטורות בין מעברים. בעת בחירת אנרגיית הקו, יש לקחת בחשבון גם את עובי החומר הספציפי. הגבול העליון של אנרגיית הקו בטבלה מתאים לצלחות עבות, והגבול התחתון מתאים לצלחות דקות. בעת ריתוך פלדה דופלקסית עם 25 אחוז ω(Cr) ופלדת אל-חלד סופר עם תכולת סגסוגת גבוהה, על מנת להשיג את תכונות מתכת הריתוך הטובות ביותר, מומלץ לשלוט בטמפרטורת המעבר המקסימלית ב-100 מעלות. כאשר נדרש טיפול בחום לאחר הריתוך, ייתכן שטמפרטורת המעבר לא תהיה מוגבלת.

② טיפול בחום לאחר ריתוך עדיף לא לטפל בחום של נירוסטה דופלקסת ​​לאחר הריתוך, אך כאשר תכולת הפאזה במצב הריתוך עולה על הדרישה או כאשר משקעים שלבים מזיקים, כגון שלב σ, לאחר הריתוך. ניתן להשתמש בטיפול בחום ריתוך לשיפור. שיטת הטיפול בחום המשמשת היא מרווה מים. במהלך טיפול בחום, החימום צריך להיות מהיר ככל האפשר, וזמן ההחזקה בטמפרטורת הטיפול בחום הוא 5 ~ 30 דקות, מה שאמור להספיק כדי להחזיר את שיווי המשקל של השלבים. חמצון מתכת חמור מאוד במהלך טיפול בחום, ויש לשקול הגנה על גזים אינרטיים. עבור הפלדה הדו-פאזית עם 22 אחוז ω (Cr), טיפול בחום צריך להתבצע בטמפרטורה של 1050 מעלות צלזיוס ~ 1100 מעלות צלזיוס, בעוד הפלדה הדו-פאזית והפלדה העל דו-פאזית עם 25 אחוז ω (Cr ) דורש טיפול בחום בטמפרטורה של 1070 מעלות צלזיוס ~ 1120 מעלות צלזיוס בצע טיפול בחום.
דוגמה לריתוך של כלי לחץ מנירוסטה

מיכל הבזק בקוטר של 800 מ"מ ועובי דופן של 10 מ"מ עשוי מ-0Cr18Ni9.
להמחיש:
① קוטר הגליל הוא 800 מ"מ, והרתך יכול לקדוח לתוך הגליל לצורך ריתוך. לכן, התפרים האורכיים והעגולים של הגליל מרותכים משני הצדדים על ידי ריתוך בקשת אלקטרודה.
② אין חור בציוד זה, כך שניתן לרתך את הריתוך הסוגר רק מבחוץ. על מנת להבטיח את איכות הריתוך, ריתוך TIG משמש כגיבוי. עם זאת, המתכת האחורית תתחמצן במהלך ריתוך ארגון של פלדת אל חלד. בעבר ניתן היה להשתמש רק בשיטת מילוי הארגון מאחור להגנה. לא טוב. על מנת לפתור קושי תהליך זה, חטיבת הריתוך של חברת Nippon Oil & Fat פיתחה וייצרה חוט ריתוך TIG נירוסטה בעל הגנה עצמית לגב, שהוא חוט ריתוך בעל ציפוי מיוחד, והציפוי (כלומר, הציפוי). ) יחדור לתוך הבריכה המותכת לאחר ההמסה על הגב נוצרת שכבת הגנה צפופה, המקבילה לתפקיד ציפוי האלקטרודה. השימוש בחוט ריתוך זה זהה לחלוטין לזה של חוט ריתוך TIG רגיל, והציפוי לא ישפיע על הקשת הקדמית ועל צורת הבריכה המותכת, מה שמפחית מאוד את עלות הריתוך של ריתוך בקשת נירוסטה. בציוד זה, אם נעשה שימוש במיגון הארגון האחורי, בזבוז הארגון חמור, ולכן נעשה שימוש בחוט הריתוך המגן העצמי.
③ עבור ריתוך פילה בין הצינור המחבר לאוגן הריתוך השטוח, ובין הצינור המחבר למעטפת, לאור הצורה ותנאי הריתוך של הריתוכים בחלק זה, נעשה בדרך כלל שימוש בריתוך בקשת אלקטרודות. אם קוטר הצינור המחבר קטן מדי, על מנת להפחית את קושי הריתוך, ניתן להשתמש גם בריתוך TIG.
④ ריתוך הפילה בין התמיכה למעטפת הוא ריתוך שאינו נושא לחץ, והריתוך הממוגן בגז משמש (גז המגן הוא CO2 טהור), בעל יעילות גבוהה וצורת ריתוך טובה. TFW-308L הוא דרגת מתכלה לריתוך, ודגם מתכלה לריתוך הוא E308LT1-1 (AWS A5.22).