Roestvrij staal voor drukvaten en zijn laseigenschappen
Het zogenaamde roestvrij staal verwijst naar het toevoegen van een bepaalde hoeveelheid chroom aan het staal, zodat het staal in een gepassiveerde staat verkeert en de eigenschappen heeft om niet te roesten. Om dit doel te bereiken, moet het chroomgehalte hoger zijn dan 12 procent. Om de passivering van staal te verbeteren, worden vaak elementen zoals nikkel en molybdeen die het staal kunnen passiveren toegevoegd aan roestvast staal. Over het algemeen aangeduid als roestvrij staal is eigenlijk een algemene term voor roestvrij staal en zuurbestendig staal. Roestvrij staal is niet noodzakelijkerwijs zuurbestendig en zuurbestendig staal heeft over het algemeen goede roestvaste eigenschappen. Roestvast staal kan worden onderverdeeld in vier categorieën, afhankelijk van de structuur van het staal, namelijk austenitisch roestvast staal, ferritisch roestvast staal, martensitisch roestvast staal en austenitisch-ferritisch duplex roestvast staal.
1. Austenitisch roestvast staal en zijn laseigenschappen
Austenitisch roestvrij staal is het meest gebruikte roestvrij staal en het hoge Cr-Ni-type is het meest gebruikelijk. Op dit moment kan austenitisch roestvast staal grofweg worden onderverdeeld in type Cr18-Ni8, type Cr25-Ni20 en type Cr25-Ni35. Austenitisch roestvast staal heeft de volgende laseigenschappen:
① Het lassen van warmgescheurd austenitisch roestvrij staal heeft een kleine thermische geleidbaarheid en een grote lineaire uitzettingscoëfficiënt, dus tijdens het lasproces is de verblijftijd bij hoge temperatuur van de lasverbinding langer en kan de las gemakkelijk een grove kolomvormige korrel vormen structuur. Als het gehalte aan onzuiverheidselementen zoals zwavel, fosfor, tin, antimoon en niobium hoog is, zal er tussen de korrels een eutecticum met een laag smeltpunt worden gevormd en zullen er gemakkelijk stollingsscheuren ontstaan in de las wanneer de lasverbinding wordt blootgesteld aan hoge temperaturen. trek spanning. In de door hitte beïnvloede zone worden vloeibaarheidsscheuren gevormd, die allemaal behoren tot lashittescheuren. De meest effectieve manier om hete scheuren te voorkomen, is het verminderen van de onzuiverheidselementen die vatbaar zijn voor het produceren van eutectica met een laag smeltpunt in staal en lastoevoegmaterialen en om ervoor te zorgen dat het chroom-nikkel austenitische roestvrij staal een ferrietstructuur van 4 tot 12 procent bevat.
② Intergranulaire corrosie Volgens de theorie van chroomuitputting is de neerslag van chroomcarbide op het intergranulaire oppervlak, resulterend in de uitputting van chroom in de korrelgrens, de belangrijkste oorzaak van intergranulaire corrosie. Daarom is het kiezen van lastoevoegmaterialen met een ultralaag koolstofgehalte of lastoevoegmaterialen die stabiliserende elementen zoals niobium en titanium bevatten, de belangrijkste maatregel om interkristallijne corrosie te voorkomen.
③ Spanningscorrosiescheurtjes Spanningscorrosiescheurtjes manifesteren zich meestal als broos falen en het schadeproces duurt kort, dus de schade is ernstig. De belangrijkste oorzaak van spanningscorrosie van austenitisch roestvast staal is lasrestspanning. De structuurverandering van lasverbindingen of het bestaan van spanningsconcentratie en de concentratie van lokaal corrosiemedium zijn ook de redenen die spanningscorrosie beïnvloeden.
④ σ fase verbrossing van lasverbindingen σ fase is een soort brosse en harde intermetallische verbinding, die zich voornamelijk verzamelt in de korrelgrenzen van kolomvormige korrels. Zowel de fase als de δ-fase kunnen een σ-faseovergang ondergaan. Wanneer de las van het Cr25Ni20-type bijvoorbeeld wordt verwarmd tot 800 graden ~ 900 graden, zal er een sterke →δ-transformatie optreden. Voor chroom-nikkel austenitisch roestvrij staal, met name chroom-nikkel-molybdeen roestvrij staal, is δ → σ fasetransformatie vatbaar, voornamelijk omdat chroom- en molybdeenelementen een duidelijke sigma-transformatie hebben, wanneer het δ ferrietgehalte in de las hoger is dan 12 procent , de transformatie van δ → σ is heel duidelijk, resulterend in duidelijke verbrossing van het lasmetaal, daarom regelt de verhardingslaag op de binnenwand van de hetewandhydrogeneringsreactor het δ-ferrietgehalte op 3 procent tot 10 procent. reden.
2. Ferritisch roestvrij staal en zijn laseigenschappen
Ferritisch roestvast staal is onderverdeeld in twee categorieën: gewoon ferritisch roestvast staal en ultrazuiver ferritisch roestvast staal. Onder hen heeft gewoon ferritisch roestvrij staal het type Cr12 ~ Cr14, zoals 00Cr12, 0Cr13Al; Cr16 ~ Cr18-type, zoals 1Cr17Mo; Cr25 ~ 30 type.
Door het hoge gehalte aan koolstof en stikstof in gewoon ferritisch roestvast staal is het moeilijk te verwerken en te lassen en is de corrosieweerstand moeilijk te garanderen, waardoor het gebruik beperkt is. In ultrazuiver ferritisch roestvrij staal worden de koolstof en stikstof in het staal strikt gecontroleerd. De totale hoeveelheid stikstof wordt over het algemeen geregeld op drie niveaus van 0.035 procent tot 0.045 procent, 0.030 procent en 0,010 procent tot 0,015 procent. Tegelijkertijd worden de nodige legeringselementen toegevoegd om de corrosieweerstand en uitgebreide prestaties van het staal verder te verbeteren. Vergeleken met gewoon ferritisch roestvrij staal, heeft ultrazuiver hoogchroom ferritisch roestvrij staal een goede weerstand tegen uniforme corrosie, putcorrosie en spanningscorrosie en wordt het veel gebruikt in petrochemische apparatuur. Ferritisch roestvast staal heeft de volgende laseigenschappen:
① Onder invloed van hoge lastemperaturen zullen de korrels in de door hitte beïnvloede zone waar de verwarmingstemperatuur boven de 1000 graden komt, vooral in het gebied nabij de naad, snel groeien. Zelfs als het na het lassen snel wordt afgekoeld, is de sterke afname van de taaiheid en de hoge neiging tot interkristallijne corrosie.
② Ferritisch staal zelf heeft een hoger chroomgehalte, meer schadelijke elementen zoals koolstof, stikstof, zuurstof, enz., Een hogere brosse overgangstemperatuur en een sterkere kerfgevoeligheid. Daarom is brosheid na het lassen ernstiger.
③ Wanneer het gedurende lange tijd langzaam wordt verwarmd en afgekoeld op 400 graden ~ 600 graden, zal er brosheid optreden bij 475 graden, wat de taaiheid bij kamertemperatuur ernstig zal verminderen. Na langdurig verwarmen bij 550 ° C ~ 820 ° C, wordt de σ-fase gemakkelijk uit het ferriet neergeslagen en worden de plasticiteit en taaiheid ook aanzienlijk verminderd.
3. Martensitisch roestvrij staal en zijn laseigenschappen
Martensitisch roestvrij staal kan worden onderverdeeld in martensitisch roestvrij staal van het Cr13-type, martensitisch roestvrij staal met een laag koolstofgehalte en supermartensitisch roestvrij staal. Cr13-type heeft algemene anticorrosieprestaties. Van op Cr12-gebaseerd martensitisch roestvrij staal, dankzij de toevoeging van nikkel, molybdeen, wolfraam, vanadium en andere legeringselementen, heeft het niet alleen een zekere corrosieweerstand, maar heeft het ook een hoge sterkte bij hoge temperaturen en een hoge temperatuurbestendigheid . Oxidatie eigenschappen.
Laseigenschappen van martensitisch roestvrij staal: De lasnaad van martensitisch roestvrij staal van het Cr13-type en de door warmte beïnvloede zone hebben een bijzonder grote neiging tot verharding, en de lasverbinding kan onder luchtkoeling hard en bros martensiet verkrijgen. Onder invloed van lassen is het gemakkelijk om koude scheuren te vertonen. Wanneer de afkoelsnelheid klein is, zullen grof ferriet en interkristallijne carbiden worden gevormd in het gebied nabij de naad en het lasmetaal, wat de plasticiteit en taaiheid van de verbinding aanzienlijk zal verminderen.
Nadat de las en de door hitte beïnvloede zone van koolstofarm en supermartensitisch roestvrij staal zijn afgekoeld, worden ze allemaal omgezet in martensiet met een laag koolstofgehalte, maar er is geen duidelijk verhardingsverschijnsel en ze hebben goede lasprestaties.
Selectie van roestvaststalen lastoevoegmaterialen voor drukvaten
1. Selectie van lastoevoegmaterialen voor austenitisch roestvast staal
Het selectieprincipe van lastoevoegmaterialen voor austenitisch roestvast staal is om ervoor te zorgen dat de corrosieweerstand en mechanische eigenschappen van het lasmetaal in wezen gelijk zijn aan of hoger zijn dan die van het basismetaal op voorwaarde dat er geen scheuren zijn. overeenkomst. Voor corrosiebestendig austenitisch roestvrij staal is het over het algemeen gewenst om een bepaalde hoeveelheid ferriet te bevatten, wat niet alleen een goede scheurweerstand kan garanderen, maar ook een goede corrosieweerstand heeft. In sommige speciale media, zoals het lasmetaal van ureumapparatuur, mag ferriet echter niet voorkomen, anders wordt de corrosieweerstand ervan verminderd. Voor hittebestendige austenitische staalsoorten moet de beheersing van het ferrietgehalte in het lasmetaal worden overwogen. Voor lassen van austenitisch staal die lange tijd bij hoge temperatuur worden gebruikt, mag het ferrietgehalte in het lasmetaal niet hoger zijn dan 5 procent. Lezers kunnen het overeenkomstige ferrietgehalte schatten volgens het chroomequivalent en nikkelequivalent in het lasmetaal volgens het Schaeffler-diagram.
afbeelding
2. Selectie van lastoevoegmaterialen voor ferritisch roestvast staal
Er zijn grofweg drie soorten lastoevoegmaterialen van ferritisch roestvast staal: 1) lastoevoegmaterialen waarvan de samenstelling in wezen overeenkomt met het basismetaal; 2) austenitische lastoevoegmaterialen; 3) lastoevoegmaterialen voor het lassen van nikkellegeringen, die vanwege hun hoge prijzen zelden worden gebruikt.
Ferritisch roestvaststalen lastoevoegmaterialen kunnen worden gemaakt van materialen die gelijkwaardig zijn aan het basismetaal, maar wanneer de mate van terughoudendheid groot is, ontstaan er gemakkelijk scheuren. Warmtebehandeling kan na het lassen worden gebruikt om de corrosieweerstand te herstellen en de plasticiteit van de verbinding te verbeteren. Het gebruik van austenitische lastoevoegmaterialen kan voorverwarmen en warmtebehandeling na het lassen voorkomen, maar voor verschillende staalsoorten die geen stabiele elementen bevatten, bestaat de sensibilisatie van de door hitte beïnvloede zone nog steeds, en 309 en 310 chroom-nikkel austenitische lastoevoegmaterialen zijn gewoonlijk gebruikt. Voor Cr17-staal kunnen ook lastoevoegmaterialen 308 worden gebruikt. Lastoevoegmaterialen met een hoog legeringsgehalte zijn nuttig om de plasticiteit van lasverbindingen te verbeteren. Het austenitische of austenitisch-ferritische lasmetaal is in principe even sterk als het ferritische basismetaal, maar in sommige corrosieve media kan de corrosieweerstand van de las sterk verschillen van die van het basismetaal. Let op bij het kiezen van lasmaterialen.
3. Selectie van martensitische lastoevoegmaterialen voor roestvast staal
In roestvrij staal kan martensitisch roestvrij staal worden aangepast door warmtebehandeling. Om aan de prestatie-eisen te voldoen, met name voor hittebestendig martensitisch roestvrij staal, moet de samenstelling van de las zo dicht mogelijk bij de samenstelling van het basismetaal liggen. Om koudescheuren te voorkomen, kunnen ook austenitische lastoevoegmaterialen worden gebruikt, en de lassterkte moet op dit moment lager zijn dan die van het basismetaal.
Wanneer de samenstelling van de las vergelijkbaar is met die van het basismetaal, zullen de las en de door hitte beïnvloede zone tegelijkertijd uitharden en broos worden, en zal er een temperverzachtende zone verschijnen in de door hitte beïnvloede zone. Om koudscheuren te voorkomen, moeten componenten met een dikte van meer dan 3 mm vaak worden voorverwarmd en is na het lassen vaak een warmtebehandeling vereist om de prestaties van de verbinding te verbeteren. Aangezien de thermische uitzettingscoëfficiënt van het lasmetaal en het basismetaal in principe hetzelfde zijn, is het mogelijk om de las na warmtebehandeling volledig te elimineren. spanning.
afbeelding
Wanneer het werkstuk niet mag worden voorverwarmd of warmtebehandeld, kan voor austenitische lasnaad worden gekozen. Omdat de lasnaad een hoge plasticiteit en taaiheid heeft, kan deze de lasspanning verminderen en meer waterstof oplossen, waardoor de spanning van de verbinding wordt verminderd. De neiging tot koudscheuren, maar de verbindingen met ongelijke materialen, als gevolg van de verschillende thermische uitzettingscoëfficiënten, kunnen schuifspanning veroorzaken in de fusiezone onder de werkomgeving van circulerende temperatuur, wat resulteert in het falen van de verbinding.
Voor het eenvoudige martensitische staal van het type Cr13, wanneer de las met austenitische structuur niet wordt gebruikt, is er niet veel ruimte voor aanpassing van de lassamenstelling, die over het algemeen hetzelfde is als de basismetaalmatrix, maar schadelijke onzuiverheden zoals S, P en Si moet beperkt zijn. Si kan de vorming van grof martensiet in Cr13 martensitische staallassen bevorderen. Het verminderen van het C-gehalte is gunstig om de hardbaarheid te verminderen, en de aanwezigheid van een kleine hoeveelheid elementen zoals Ti, N of Al in de las kan ook de korrels verfijnen en de hardbaarheid verminderen.
Voor meercomponenten gelegeerd op Cr12-gebaseerd martensitisch hittebestendig staal is hittebestendigheid het belangrijkste doel, en austenitische lastoevoegmaterialen worden meestal niet gebruikt, en de lassamenstelling zal naar verwachting dicht bij het basismetaal liggen. Bij het aanpassen van de samenstelling moet ervoor worden gezorgd dat de las geen ferrietfase lijkt, omdat dit zeer schadelijk is voor de prestaties, omdat de belangrijkste componenten van op Cr13-gebaseerd martensitisch hittebestendig staal meestal ferrietelementen zijn ( zoals Mo, Nb, W, V, enz.), om ervoor te zorgen dat de hele structuur uniform martensiet is, moet deze worden uitgebalanceerd met austenietelementen, dat wil zeggen, er moeten geschikte elementen zijn zoals C, Ni, Mn, en N.
Martensitisch roestvrij staal heeft een zeer sterke neiging tot koudscheuren, dus het is noodzakelijk om strikt een laag waterstofgehalte, zelfs een ultralaag waterstofgehalte, te handhaven, en hier moet op worden gelet bij het selecteren van lasmaterialen.
Kernpunten van het lassen van roestvrij staal voor drukvaten
1. Kernpunten van lassen van austenitisch roestvast staal
Over het algemeen hebben austenitische roestvaste staalsoorten een uitstekende lasbaarheid. Bijna alle smeltlasmethoden kunnen worden gebruikt om austenitisch roestvast staal te lassen, en de thermofysische eigenschappen en microstructuurkenmerken van austenitisch roestvast staal bepalen de belangrijkste punten van het lasproces.
① Vanwege de kleine thermische geleidbaarheid en grote thermische uitzettingscoëfficiënt van austenitisch roestvrij staal, is het gemakkelijk om tijdens het lassen grote vervormingen en lasspanningen te produceren, dus de lasmethode met geconcentreerde lasenergie moet zoveel mogelijk worden gekozen.
② Vanwege de kleine thermische geleidbaarheid van austenitisch roestvrij staal kan het onder dezelfde stroom een grotere penetratiediepte verkrijgen dan laaggelegeerd staal. Tegelijkertijd is, vanwege de hoge soortelijke weerstand, om roodheid van de elektrode tijdens booglassen te voorkomen, de lasstroom kleiner dan die van elektroden van koolstofstaal of laaggelegeerd staal met dezelfde diameter.
③ Lasspecificaties. Gebruik over het algemeen geen grote invoerenergie voor lassen. Voor booglassen met elektroden is het raadzaam om elektroden met een kleine diameter te gebruiken voor snel multi-pass lassen. Giet voor veeleisende lasnaden zelfs koud water om de koeling te versnellen. Voor puur austenitisch roestvrij staal en superaustenitisch roestvrij staal, vanwege de gevoeligheid voor thermische scheuren. Als het groot is, moet de energie van de laslijn strikt worden gecontroleerd om de ernstige groei van laskorrels en het optreden van lasscheuren te voorkomen.
④ Om de thermische scheurweerstand en corrosieweerstand van de las te verbeteren, moet speciale aandacht worden besteed aan de netheid van het lasgebied tijdens het lassen om te voorkomen dat schadelijke elementen de las binnendringen.
⑤ Austenitisch roestvrij staal vereist over het algemeen geen voorverwarming tijdens het lassen. Om korrelgroei en carbideprecipitatie in de lasnaad en door hitte beïnvloede zone te voorkomen en de plasticiteit, taaiheid en corrosieweerstand van de lasverbinding te waarborgen, moet een lagere tussenlaagtemperatuur worden gecontroleerd, in het algemeen niet hoger dan 150 graden.
2. Ferritische roestvrijstalen laspunten
Ferritisch roestvast staal heeft relatief meer ferrietvormende elementen, relatief minder austenietvormende elementen en het materiaal heeft minder neiging tot harden en koudscheuren. Onder invloed van de lasthermische cyclus van ferritisch roestvrij staal, groeien de korrels in de door hitte beïnvloede zone duidelijk en nemen de taaiheid en plasticiteit van de verbinding sterk af. De mate van korrelgroei in de door hitte beïnvloede zone is afhankelijk van de maximale temperatuur die tijdens het lassen wordt bereikt en de houdtijd. Daarom moet bij het lassen van ferritisch roestvrij staal zoveel mogelijk een kleine lijnenergie worden gebruikt, dat wil zeggen een methode van energieconcentratie, zoals TIG met kleine stroom, handmatig lassen met elektroden met een kleine diameter, enz. Tegelijkertijd moeten maatregelen zoals een smalle spleetgroef, hoge lassnelheid en meerlaags lassen moeten zoveel mogelijk worden toegepast en de temperatuur tussen de lagen moet strikt worden gecontroleerd.
Vanwege het effect van de laswarmtecyclus wordt over het algemeen ferritisch roestvrij staal gesensibiliseerd in de hogetemperatuurzone van de door hitte beïnvloede zone en treedt in sommige media interkristallijne corrosie op. Na het lassen wordt het gegloeid bij 700 ~ 850 graden om het chroom te homogeniseren en de corrosieweerstand te herstellen.
Gewoon ferritisch roestvrij staal met een hoog chroomgehalte kan worden gelast door middel van elektrodebooglassen, gasbeschermd lassen, ondergedompeld booglassen en andere lasmethoden. Vanwege de inherente lage plasticiteit van hoog-chroomstaal, evenals de korrelgroei in de door hitte beïnvloede zone en de ophoping van carbiden en nitriden aan de korrelgrenzen veroorzaakt door laswarmtecycli, zijn de plasticiteit en taaiheid van gelaste verbindingen zeer laag. Scheuren zullen waarschijnlijk optreden wanneer lastoevoegmaterialen worden gebruikt met een vergelijkbare chemische samenstelling als het basismetaal en de mate van terughoudendheid is groot. Om scheuren te voorkomen en de plasticiteit en corrosieweerstand van verbindingen te verbeteren, bijvoorbeeld door elektrodebooglassen, kunnen de volgende technologische maatregelen worden genomen.
① Verwarm voor op ongeveer 100 ~ 150 graden om het materiaal in een taaie staat te lassen. Hoe hoger het chroomgehalte, hoe hoger de voorverwarmingstemperatuur moet zijn.
② Lassen met weinig inputenergie en geen zwaai. Tijdens meerlaags lassen moet de temperatuur tussen de lagen zo worden geregeld dat deze niet hoger is dan 150 graden, en continu lassen mag niet worden gebruikt om de effecten van brosheid bij hoge temperatuur en 475 graden brosheid te verminderen.
③ Na het lassen kan gloeien bij 750 ~ 800 graden de corrosieweerstand herstellen en de plasticiteit van de verbinding verbeteren door de sferoïdisatie van carbiden en uniforme verdeling van chroom. Na het uitgloeien moet het snel worden gekoeld om het optreden van σ-fase en broosheid bij 475 graden te voorkomen.
3. Martensitische roestvaststalen laspunten
Voor martensitisch roestvast staal van het type Cr13, wanneer elektroden van hetzelfde materiaal worden gebruikt om te lassen, om de gevoeligheid van koudescheuren te verminderen en de plasticiteit en taaiheid van de lasverbindingen te waarborgen, moeten elektroden met een laag waterstofgehalte worden geselecteerd en moeten de volgende maatregelen worden genomen tegelijk genomen:
① Voorverwarmen. De voorverwarmingstemperatuur neemt toe met de toename van het koolstofgehalte van het staal, over het algemeen in het bereik van 100 graden tot 350 graden.
② Na verwarming. Voor lasverbindingen met een hoog koolstofgehalte of hoge weerstand moeten na het lassen naverwarmingsmaatregelen worden genomen om door waterstof veroorzaakte lasscheuren te voorkomen.
③ Warmtebehandeling na het lassen. Om de plasticiteit, taaiheid en corrosieweerstand van gelaste verbindingen te verbeteren, is de warmtebehandelingstemperatuur na het lassen over het algemeen 650 ° C ~ 750 ° C en wordt de houdtijd berekend als 1 uur / 25 mm.
Voor super- en koolstofarm martensitisch roestvrij staal zijn voorverwarmmaatregelen over het algemeen niet vereist. Wanneer de mate van terughoudendheid groot is of het waterstofgehalte in de las hoog is, worden maatregelen voor voorverwarmen en naverwarmen genomen. De voorverwarmingstemperatuur is over het algemeen 100 graden C ~ 150 graden C, de warmtebehandelingstemperatuur na het lassen is 590 ~ 620 graden. Voor martensitische staalsoorten met een hoger koolstofgehalte. Of wanneer voorverwarmen voor het lassen en warmtebehandeling na het lassen moeilijk te implementeren zijn en de verbindingen zeer beperkt zijn, kunnen austenitische lastoevoegmaterialen ook in de techniek worden gebruikt om de plasticiteit en taaiheid van gelaste verbindingen te verbeteren en scheuren te voorkomen. Maar op dit moment, wanneer het lasmetaal austenitisch of op austeniet gebaseerd is, is het eigenlijk een zwakke match vergeleken met de sterkte van het basismetaal, en het lasmetaal en het basismetaal verschillen in chemische samenstelling, metallografische structuur, thermisch De fysische en mechanische eigenschappen zijn zeer verschillend en de lasrestspanning is onvermijdelijk, wat gemakkelijk spanningscorrosie of kruipschade bij hoge temperatuur kan veroorzaken.
Lassen van duplex roestvast staal
1. Soorten duplex roestvast staal
Duplex roestvast staal heeft austeniet plus ferriet duplexstructuur en de inhoud van de tweefasenstructuren
In principe hetzelfde, dus het heeft de eigenschappen van austenitisch roestvast staal en ferritisch roestvast staal. De vloeigrens kan 400Mpa ~ 550MPa bereiken, wat twee keer zo groot is als gewoon austenitisch roestvrij staal. Vergeleken met ferritisch roestvrij staal heeft duplex roestvrij staal een hoge taaiheid, lage brosse overgangstemperatuur, aanzienlijk verbeterde intergranulaire corrosieweerstand en lasprestaties; tegelijkertijd behoudt het enkele kenmerken van ferritisch roestvrij staal, zoals 475 graden brosheid, thermische hoge geleidbaarheid, kleine lineaire uitzettingscoëfficiënt, superplasticiteit en magnetisme. In vergelijking met austenitisch roestvrij staal is de sterkte van duplex roestvrij staal hoog, vooral de vloeigrens is aanzienlijk verbeterd, en de prestaties van weerstand tegen putcorrosie, spanningscorrosie en weerstand tegen corrosiemoeheid zijn ook aanzienlijk verbeterd.
Duplex roestvast staal wordt geclassificeerd op basis van zijn chemische samenstelling en kan worden onderverdeeld in vier typen: Cr18-type, Cr23 (exclusief Mo), Cr22-type en Cr25-type. Voor Cr25 duplex roestvrij staal kan het worden onderverdeeld in gewoon type en super duplex roestvrij staal, waaronder het Cr22-type en het Cr25-type de afgelopen jaren veel zijn gebruikt. De meeste duplex roestvaste staalsoorten die in mijn land worden gebruikt, worden in Zweden geproduceerd en de specifieke kwaliteiten zijn: 3RE60 (Cr18-type), SAF2304 (Cr23-type), SAF2205 (Cr22-type), SAF2507 (Cr25-type).
2. Laseigenschappen van duplex roestvast staal
① Duplexroestvrij staal heeft een goede lasbaarheid. Het is niet eenvoudig om de door hitte beïnvloede zone bros te maken tijdens het lassen, zoals bij ferritisch roestvrij staal, en evenmin is het gemakkelijk om lasscheuren te produceren zoals bij austenitisch roestvrij staal. Omdat het echter een grote hoeveelheid ferriet bevat, kunnen er, wanneer de stijfheid hoog is of het waterstofgehalte van de las hoog is, waterstofkoelscheuren optreden, dus het is erg belangrijk om de waterstofbron strikt te controleren.
② Om de eigenschappen van tweefasig staal te waarborgen, is het essentieel om ervoor te zorgen dat het aandeel austeniet en ferriet in de structuur van de lasverbinding geschikt is voor het lassen van dit type staal. Wanneer de afkoelsnelheid van de verbinding na het lassen laag is, is de secundaire faseverandering van δ→ relatief voldoende, zodat een duplexstructuur met een relatief geschikte faseverhouding kan worden verkregen bij kamertemperatuur, wat een geschikte grote laswarmte-invoer vereist tijdens het lassen . Anders, als de afkoelsnelheid na het lassen snel is, zal de δ ferrietfase toenemen, wat resulteert in een ernstige afname van de plasticiteit, taaiheid en corrosieweerstand van de verbinding.
3. Selectie van lastoevoegmaterialen voor duplex roestvast staal
Lastoevoegmaterialen voor duplex roestvast staal, die worden gekenmerkt doordat de lasstructuur een duplexstructuur is die wordt gedomineerd door austeniet, en de inhoud van de belangrijkste corrosiebestendige elementen (chroom, molybdeen, enz.) gelijkwaardig is aan die van het basismetaal, daardoor zorgen voor dezelfde corrosieweerstand als het basismetaal geslacht. Om het gehalte aan austeniet in de las te waarborgen, wordt het gehalte aan nikkel en stikstof gewoonlijk verhoogd, dat wil zeggen dat het nikkelequivalent met ongeveer 2 tot 4 procent wordt verhoogd. In het basismateriaal van duplex roestvrij staal is er over het algemeen een bepaalde hoeveelheid stikstof, en er wordt ook een bepaalde hoeveelheid stikstof verwacht in de lastoevoegmaterialen, maar over het algemeen mag dit niet te hoog zijn, anders zullen er poriën ontstaan. Op deze manier is het hoge nikkelgehalte een groot verschil geworden tussen het lasmateriaal en het basismetaal.
Kies de elektrode die overeenkomt met de chemische samenstelling van het basismetaal, zoals het lassen van Cr22 duplex roestvrij staal, afhankelijk van de verschillende vereisten van corrosieweerstand en gezamenlijke taaiheid, u kunt Cr22Ni9Mo3-elektrode kiezen, zoals E2209-elektrode. Wanneer zure elektroden worden gebruikt, is de slakverwijdering goed en is de lasvorm mooi, maar de slagtaaiheid is laag. Wanneer het lasmetaal een hoge slagvastheid moet hebben en lassen op alle posities vereist is, moeten alkalische elektroden worden gebruikt. Basische elektroden worden meestal gebruikt wanneer rootbacking wordt gelast. Wanneer er speciale eisen worden gesteld aan de corrosiebestendigheid van het lasmetaal, moeten ook basische elektroden met superduplex stalen componenten worden gebruikt.
Voor lasdraad met vaste gasafscherming moet, terwijl ervoor wordt gezorgd dat het lasmetaal een goede corrosieweerstand en mechanische eigenschappen heeft, ook aandacht worden besteed aan de prestaties van het lasproces. Voor gevulde draad, wanneer de lasvorm mooi moet zijn, rutiel of titanium worden gebruikt.
Voor onderpoederlassen is het raadzaam om lasdraad met een kleinere diameter te gebruiken om meerlaags en multi-pass lassen te realiseren onder kleine en middelgrote lasspecificaties, om bros worden van de door laswarmte beïnvloede zone en lasmetaal te voorkomen , en gebruik bijpassende alkalische flux.
4. Laspunten van duplex RVS
① Regeling van het laswarmteproces Laswarmte-energie, temperatuur tussen de lagen, voorverwarmen en materiaaldikte hebben allemaal invloed op de afkoelsnelheid tijdens het lassen, en dus op de structuur en prestaties van de las en de door hitte beïnvloede zone. Een te snelle of te lage afkoelsnelheid zal de taaiheid en corrosieweerstand van duplex stalen lasverbindingen aantasten. Wanneer de afkoelsnelheid te hoog is, zal dit een overmatige fase-inhoud veroorzaken en de precipitatie van Cr2N verhogen. Als de afkoelsnelheid te laag is, zullen de kristalkorrels ernstig grof worden en kunnen zelfs sommige brosse intermetallische verbindingen, zoals de σ-fase, worden neergeslagen. Tabel 1 somt enkele aanbevolen laslijnenergieën en interpass-temperatuurbereiken op. Bij het selecteren van de lijnenergie moet ook rekening worden gehouden met de specifieke materiaaldikte. De bovengrens van de lijnenergie in de tabel is geschikt voor dikke platen en de ondergrens is geschikt voor dunne platen. Bij het lassen van duplex staal met 25 procent ω(Cr) en super roestvast staal met een hoog legeringsgehalte, om de beste eigenschappen van het lasmetaal te verkrijgen, wordt aanbevolen om de maximale interpass-temperatuur op 100 graden te regelen. Wanneer na het lassen een warmtebehandeling nodig is, is de interpass-temperatuur mogelijk niet beperkt.
② Warmtebehandeling na het lassen Het is het beste om duplex roestvast staal na het lassen niet met warmte te behandelen, maar wanneer de fase-inhoud in de gelaste toestand de vereiste overschrijdt of wanneer schadelijke fasen, zoals σ-fase, worden geprecipiteerd, post- laswarmtebehandeling kan worden gebruikt om te verbeteren. De gebruikte warmtebehandelingsmethode is waterdoving. Tijdens de warmtebehandeling moet de verwarming zo snel mogelijk zijn en de houdtijd bij de temperatuur van de warmtebehandeling is 5 ~ 30 minuten, wat voldoende zou moeten zijn om het evenwicht van de fasen te herstellen. Metaaloxidatie is zeer ernstig tijdens warmtebehandeling en bescherming tegen inert gas moet worden overwogen. Voor het tweefasige staal met 22 procent ω (Cr), moet de warmtebehandeling worden uitgevoerd bij een temperatuur van 1050 graden C ~ 1100 graden C, terwijl het tweefasige staal en super tweefasige staal met 25 procent ω (Cr ) vereisen een warmtebehandeling bij een temperatuur van 1070 graden C ~ 1120 graden C Voer een warmtebehandeling uit.
Lasvoorbeeld van RVS drukvat
De flitstank met een diameter van 800 mm en een wanddikte van 10 mm is gemaakt van 0Cr18Ni9.
illustreren:
① De diameter van de cilinder is 800 mm en de lasser kan in de cilinder boren om te lassen. Daarom worden de langs- en rondnaden van de cilinder aan beide zijden gelast door middel van elektrodebooglassen.
② Er zit geen gat in dit apparaat, dus de sluitnaad kan alleen van buitenaf worden gelast. Om de laskwaliteit te waarborgen, wordt TIG-lassen gebruikt als backing. Het achterste metaal zal echter worden geoxideerd tijdens het argonbooglassen van roestvrij staal. In het verleden kon alleen de methode van het vullen van argon op de rug worden gebruikt voor bescherming. niet goed. Om deze procesmoeilijkheid op te lossen, ontwikkelde en produceerde de Welding Division van Nippon Oil & Fat Company een zelfbeschermende roestvrijstalen TIG-lasdraad, een lasdraad met een speciale coating, en de coating (dat wil zeggen de coating ) zal na het smelten in het smeltbad doordringen. Op de achterkant wordt een dichte beschermende laag gevormd, wat overeenkomt met de rol van de elektrodecoating. Het gebruik van deze lasdraad is precies hetzelfde als dat van gewone TIG-lasdraad, en de coating heeft geen invloed op de vorm van de voorste boog en het smeltbad, wat de laskosten van argonbooglassen van roestvrij staal aanzienlijk verlaagt. Als in deze apparatuur de achterste argonbescherming wordt gebruikt, is het argonafval ernstig, dus wordt de zelfbeschermende lasdraad gebruikt.
③ Voor de hoeklassen tussen de verbindingsleiding en de platte lasflens, en tussen de verbindingsleiding en de schaal, wordt gezien de vorm en de lascondities van de lassen op dit onderdeel over het algemeen elektrodebooglassen gebruikt. Als de diameter van de verbindingsleiding te klein is, kan ook TIG-lassen worden gebruikt om de moeilijkheid van het lassen te verminderen.
④ De hoeklassen tussen de steun en de schaal is een niet-drukdragende las en er wordt gasbeschermd lassen gebruikt (het beschermgas is pure CO2), dat een hoog rendement en een goede lasvorm heeft. TFW-308L is de klasse lastoevoegmaterialen en het model lastoevoegmaterialen is E308LT1-1 (AWS A5.22).
