I difetti di saldatura sono causa di frustrazione nei vostri progetti in acciaio inossidabile? In questo articolo esploreremo i problemi più comuni che si incontrano durante la saldatura dell'acciaio inossidabile austenitico 18Cr, tra cui la corrosione intergranulare e la cricca da tensocorrosione. Scoprite le misure di prevenzione e le tecniche efficaci per garantire l'integrità e la longevità dei giunti saldati. Scoprite le migliori pratiche per evitare difetti di costruzione e migliorare i risultati di saldatura.
L'acciaio inossidabile austenitico ha una buona resistenza alla corrosione perché contiene un elevato contenuto di cromo e può formare una densa pellicola di ossido.
Quando Cr18% e Ni8% sono contenuti, si può ottenere un'unica struttura austenitica. Pertanto, l'acciaio inossidabile austenitico ha una buona resistenza alla corrosione, plasticità, prestazioni ad alta temperatura e prestazioni di saldatura.
Tuttavia, nelle diverse condizioni di lavoro, i giunti saldati in acciaio inossidabile austenitico devono spesso affrontare alcuni problemi particolari, che possono facilmente causare difetti di costruzione, quali corrosione intergranularecorrosione da stress, corrosione da coltello, cricca calda da saldatura, infragilimento di fase α e così via.
La corrosione intergranulare è uno dei più importanti problemi di corrosione dell'acciaio inossidabile austenitico. Una volta che si verifica la corrosione intergranulare, la sua resistenza viene quasi persa quando è grave, e la frattura intergranulare si verifica quando vengono applicate determinate sollecitazioni.
La causa principale della corrosione intergranulare degli austenitici è il saldatura dell'acciaio inossidabile è la precipitazione del carburo di cromo.
Quando l'acciaio inossidabile austenitico viene sensibilizzato nell'intervallo di temperatura compreso tra 500 e 800 ℃, la velocità di diffusione del carbonio in soluzione solida supersatura ai bordi del grano è più rapida di quella del cromo.
In prossimità del limite del grano, il carburo (Cr, Fe) 23c6 viene sintetizzato con il cromo e precipita al limite del grano, dando origine al fenomeno della carenza di cromo in prossimità del limite del grano.
Quando il contenuto di cromo in quest'area scende al di sotto del contenuto limite richiesto per la passivazione (w (CR) 12.5%), la corrosione in quest'area sarà accelerata e si formerà la corrosione intergranulare.
La corrosione intergranulare nella zona a temperatura di sensibilizzazione della zona colpita dal calore si verifica nell'intervallo di temperatura di picco del riscaldamento di 600 ~ 1000 ℃ nella zona colpita dal calore.
Il motivo della corrosione intergranulare è sempre la precipitazione di carburo di cromo in corrispondenza della austenite confine del grano.
Le principali misure preventive per ridurre e prevenire la corrosione intergranulare comprendono:
① Adottare misure di processo come le specifiche ridotte (corrente piccola, grande velocità di saldatura) e la saldatura a più passate;
② Cercare di ridurre il contenuto di carbonio nel metallo di base e materiali di saldaturae utilizzare materiali di saldatura con contenuto di C inferiore a 0,03%;
③ La saldatura viene modificata da singolo austenite alla doppia fase austenite e ferrite. La velocità di diffusione del Cr nella ferrite è più rapida di quella nell'austenite.
Pertanto, nella ferrite il cromo si diffonde più rapidamente verso il bordo del grano, riducendo il fenomeno della carenza di cromo al bordo del grano dell'austenite;
L'aggiunta di Ti, Nb e altri elementi con maggiore affinità con il carbonio rispetto al cromo all'acciaio e ai materiali di saldatura può formare composti stabili con il carbonio, in modo da evitare la carenza di cromo al limite del grano dell'austenite.
La cricca da corrosione sotto sforzo dell'acciaio inossidabile è il comportamento di corrosione più dannoso.
Non si verificano deformazioni durante la fessurazione.
Gli incidenti sono spesso improvvisi e le conseguenze sono gravi.
Sono molti i fattori che influenzano la criccatura da tensocorrosione dell'acciaio inossidabile in condizioni di servizio, tra cui la composizione, la struttura e lo stato dell'acciaio, il tipo di mezzo, la temperatura, la concentrazione, le proprietà di sollecitazione, le dimensioni e le caratteristiche strutturali.
① Evitare forti assemblaggi, impatti meccanici e bruciature da arco, e ridurre le deformazioni e le sollecitazioni da lavoro a freddo;
② Controllare rigorosamente le impurità presenti nel mezzo e nell'ambiente (in particolare cloruro, fluoruro, ecc.);
③ Selezione ragionevole del materiale (metallo di base e materiale di saldatura): evitare l'ingrossamento dei grani e l'indurimento struttura della martensite;
④ La saldatura è ben formata senza alcuna concentrazione di tensioni (come ad esempio un sottosquadro);
⑤ Organizzare ragionevolmente la sequenza di saldatura per ridurre le sollecitazioni;
⑥ Trattamento anticorrosione: aggiungere un inibitore di corrosione al rivestimento, alla fodera o alla protezione catodica.
La cricca a caldo dell'acciaio inossidabile austenitico è principalmente una cricca cristallina, che si produce durante la solidificazione del metallo saldato e del metallo liquido.
In questo momento, è presente un cristallo primario nell'eutettico del punto di fusione, principalmente tra le dendriti. Le cause principali sono tre:
① S, P e C formano eutettici a basso punto di fusione con il Ni (ad esempio, il punto di fusione di NIS + Ni è di 644 ℃) per indebolire la resistenza dei confini del grano;
L'acciaio inossidabile austenitico ha un'ampia distanza tra il liquido e il solido, un lungo tempo di cristallizzazione, una forte direzionalità delle dendriti e una facile segregazione degli elementi di impurità;
③ L'acciaio ha una piccola conducibilità termica e un grande coefficiente di espansione lineare, per cui è facile che produca sollecitazioni.
① Controllare rigorosamente il contenuto di zolfo e fosforo nel metallo base e nel materiale di saldatura;
Nella saldatura si produce una struttura duplex di circa 5% di ferrite, che interrompe la direzione del cristallo colonnare dell'austenite;
③ Misure tecnologiche: utilizzare elettrodi alcalini e specifiche ridotte (bassa corrente, saldatura veloce) per evitare cricche termiche.
P2
Il contenuto di ferrite nel metallo saldato dell'acciaio austenitico non solo è legato alla formazione di infragilimento di fase α(σ)e alla resistenza termica, ma influisce anche direttamente sulla resistenza alle cricche a caldo del giunto.
Dopo che il pezzo viene riscaldato ad alta temperatura per un certo periodo di tempo, la fase σ fragile precipita.
Più lungo è il tempo di riscaldamento, più lungo è il tempo di permanenza ad alta temperatura e maggiore è la precipitazione, che compromette seriamente le proprietà meccaniche del giunto.
Dal punto di vista della resistenza alla cricca termica, è necessaria una certa quantità di ferrite nel metallo saldato, ma più basso è il contenuto di ferrite, meglio è dal punto di vista dell'infragilimento di fase α e della resistenza termica.
Pertanto, per giunti saldati con requisiti di resistenza alle alte temperature, il contenuto di ferrite deve essere rigorosamente controllato. In alcuni casi, è necessario utilizzare metallo di saldatura austenitico.
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