18Cr lassen van Austenitisch roestvast staal: Problemen en preventieve maatregelen

Austenitisch roestvast staal heeft een goede corrosieweerstand omdat het veel chroom bevat en een dichte oxidelaag kan vormen.

Wanneer Cr18% en Ni8% zijn opgenomen, kan een enkele austenitische structuur worden verkregen. Daarom heeft austenitisch roestvast staal een goede corrosieweerstand, plasticiteit, prestaties bij hoge temperaturen en lasprestaties.

Echter, onder verschillende werkomstandigheden, austenitisch roestvast staal lasverbindingen vaak geconfronteerd met een aantal speciale problemen, die gemakkelijk te constructiefouten zoals veroorzaken interkristallijne corrosiespanningscorrosie, mescorrosie, lasscheur, α-fase verbrossing enzovoort.

01. Corrosieanalyse van lasverbindingen

Interkristallijne corrosie van lasverbindingen

Interkristallijne corrosie is een van de belangrijkste corrosieproblemen van austenitisch roestvast staal. Zodra interkristallijne corrosie optreedt, is de sterkte bijna verloren wanneer het ernstig is, en interkristallijne breuk zal optreden wanneer bepaalde spanning wordt toegepast.

De belangrijkste oorzaak van interkristallijne corrosie van austenitische lassen van roestvrij staal verbinding is het neerslaan van chroomcarbide.

Wanneer austenitisch roestvast staal wordt gesensibiliseerd in het temperatuurbereik van 500 ~ 800 ℃, de diffusiesnelheid van oververzadigde vaste oplossing koolstof naar de korrelgrens is sneller dan die van chroom.

In de buurt van de korrelgrens wordt (Cr, Fe) 23c6 carbide gesynthetiseerd met chroom en slaat neer op de korrelgrens, waardoor het fenomeen van chroomgebrek in de buurt van de korrelgrens ontstaat.

Wanneer het chroomgehalte in dit gebied daalt tot onder het grensgehalte dat vereist is voor passivering (w (CR) 12,5%), zal de corrosie in dit gebied versneld worden en zal interkristallijne corrosie gevormd worden.

De interkristallijne corrosie in de sensibilisatietemperatuurzone van de warmte-beïnvloede zone treedt op in het verwarmingspiektemperatuurbereik van 600 ~ 1000 ℃ in de warmte-beïnvloede zone.

De reden voor interkristallijne corrosie is nog steeds het neerslaan van chroomcarbide bij de austeniet korrelgrens.

De belangrijkste preventieve maatregelen om interkristallijne corrosie te verminderen en te voorkomen zijn onder andere:

① Neem procesmaatregelen zoals kleine specificatie (kleine stroom, grote lassnelheid) en meerlaags lassen;

② Probeer het koolstofgehalte in onedele metalen te verlagen en lasmaterialenen gebruik lasmaterialen met een C-gehalte van minder dan 0,03%;

③ De las is veranderd van enkelvoudig austeniet fase naar austeniet plus ferriet duale fase. De verspreidingssnelheid van Cr in ferriet is sneller dan die in austeniet.

Daarom diffundeert chroom sneller naar de korrelgrens in ferriet, wat het fenomeen van chroomgebrek bij de korrelgrens van austeniet vermindert;

④ Door Ti, Nb en andere elementen met een sterkere affiniteit met koolstof dan chroom toe te voegen aan staal en lasmaterialen kunnen stabiele verbindingen met koolstof worden gevormd, zodat chroomgebrek bij de austenietkorrelgrens wordt voorkomen.

Spanningscorrosie van lasverbindingen

Spanningscorrosie van roestvast staal is het schadelijkste corrosiegedrag.

Er is geen vervorming bij scheuren.

Ongelukken gebeuren vaak plotseling en de gevolgen zijn ernstig.

Er zijn veel factoren die de spanningscorrosie van roestvast staal onder bedrijfsomstandigheden beïnvloeden, waaronder de samenstelling, structuur en toestand van het staal, type medium, temperatuur, concentratie, spanningseigenschappen, grootte en structurele kenmerken.

Maatregelen om spanningscorrosie te verminderen en te voorkomen omvatten voornamelijk:

① Vermijd sterke assemblage, mechanische impact en boogbrand en verminder koudwerkvervorming en spanning;

② Houd de onzuiverheden in het medium en de omgeving (vooral chloride, fluoride, enz.) strikt onder controle;

③ Redelijke materiaalkeuze (basismetaal en lasmateriaal): vermijd korrelverruwing en verharding martensietstructuur;

④ De las is goed gevormd zonder spanningsconcentratie (zoals ondersnijding);

Regel de lasvolgorde redelijk om de spanning te verminderen;

⑥ Anti-corrosiebehandeling: voeg corrosieremmer toe aan coating, voering of kathodische bescherming.

02. Analyse van de thermische scheurgevoeligheid van lasverbindingen

De hete scheur van austenitisch roestvast staal is voornamelijk kristalscheur, die ontstaat tijdens het stollen van lasmetaal en vloeibaar metaal.

Op dit moment is er primair kristal in het eutectische smeltpunt, voornamelijk tussen dendrieten. Er zijn drie hoofdoorzaken:

S, P en C vormen eutectisch laag smeltpunt met Ni (het smeltpunt van NIS + Ni is bijvoorbeeld 644 ℃) om de sterkte van de korrelgrens te verzwakken;

Austenitisch roestvast staal heeft een grote afstand tussen liquidus en solidus, lange kristallisatietijd, sterke dendrietrichting en gemakkelijke segregatie van onzuiverheidselementen;

③ Staal heeft een klein warmtegeleidingsvermogen en een grote lineaire uitzettingscoëfficiënt, die gemakkelijk spanning kan produceren.

De belangrijkste maatregelen om warmscheuren bij het lassen te voorkomen zijn:

① Houd het gehalte aan zwavel en fosfor in het basismetaal en lasmateriaal strikt onder controle;

② De duplexstructuur van ongeveer 5% ferriet wordt geproduceerd in de las, die de richting van austenietkolomkristal verstoort;

③ Technologische maatregelen: gebruik alkaline elektrode en kleine specificaties (lage stroom, snel lassen) om thermische scheuren te voorkomen.

P2

03. Controle van het ferrietgehalte in lasverbindingen

De inhoud van ferriet in lasmetaal van austenitisch staal is niet alleen gerelateerd aan de vorming van α(σ)-faseverbrossing en thermische sterkte, maar heeft ook een directe invloed op de bestandheid tegen warmscheuren van de verbinding.

Nadat het werkstuk gedurende een bepaalde tijd bij hoge temperatuur is verhit, zal de brosse σ-fase neerslaan.

Hoe langer de verwarmingstijd, hoe langer de verblijftijd bij hoge temperatuur en hoe meer neerslag, wat de mechanische eigenschappen van de verbinding ernstig zal beïnvloeden.

Vanuit het oogpunt van weerstand tegen thermische scheurvorming is een bepaalde hoeveelheid ferriet in het lasmetaal vereist, maar hoe lager het ferrietgehalte, hoe beter vanuit het oogpunt van α-faseverbrossing en thermische sterkte.

Voor gelaste verbindingen met hoge temperatuursterktes, moet het ferrietgehalte strikt worden gecontroleerd. In sommige gevallen moet austenitisch lasmetaal worden gebruikt.