O aço inoxidável austenítico tem boa resistência à corrosão porque contém elevado teor de crómio e pode formar uma película de óxido densa. Quando o Cr18% e o Ni8% estão contidos, é possível obter uma única estrutura austenítica. Por conseguinte, o aço inoxidável austenítico tem boa resistência à corrosão, plasticidade, desempenho a altas temperaturas e desempenho de soldadura. No entanto, em diferentes condições de trabalho, as juntas soldadas de aço inoxidável austenítico [...]
O aço inoxidável austenítico tem uma boa resistência à corrosão porque contém um elevado teor de crómio e pode formar uma película de óxido densa.
Quando o Cr18% e o Ni8% estão contidos, é possível obter uma única estrutura austenítica. Por conseguinte, o aço inoxidável austenítico tem boa resistência à corrosão, plasticidade, desempenho a altas temperaturas e desempenho de soldadura.
No entanto, sob diferentes condições de trabalho, as juntas soldadas de aço inoxidável austenítico enfrentam frequentemente alguns problemas especiais, que são fáceis de causar defeitos de construção, tais como corrosão intergranularcorrosão sob tensão, corrosão por faca, fissuração a quente por soldadura, fragilização da fase α, etc.
A corrosão intergranular é um dos problemas de corrosão mais importantes do aço inoxidável austenítico. Uma vez que a corrosão intergranular ocorre, a sua resistência é quase perdida quando é grave, e a fratura intergranular ocorrerá quando é aplicada uma certa tensão.
A principal causa da corrosão intergranular de materiais austeníticos soldadura de aço inoxidável A junta é a precipitação de carboneto de crómio.
Quando o aço inoxidável austenítico é sensibilizado na faixa de temperatura de 500 ~ 800 ℃, a taxa de difusão do carbono da solução sólida supersaturada para o limite do grão é mais rápida do que a do cromo.
Perto do limite do grão, o carboneto (Cr, Fe) 23c6 é sintetizado com crómio e precipitado no limite do grão, formando o fenómeno de deficiência de crómio perto do limite do grão.
Quando o teor de crómio nesta zona desce abaixo do teor limite necessário para a passivação (w (CR) 12.5%), a corrosão nesta zona será acelerada e formar-se-á a corrosão intergranular.
A corrosão intergranular na zona de temperatura de sensibilização da zona afetada pelo calor ocorre no intervalo de temperatura de pico de aquecimento de 600 ~ 1000 ℃ na zona afetada pelo calor.
A razão da corrosão intergranular continua a ser a precipitação de carboneto de crómio na austenite limite de grão.
As principais medidas preventivas para reduzir e evitar a corrosão intergranular incluem
① Adotar medidas de processo como a especificação pequena (corrente pequena, grande velocidade de soldadura) e a soldadura multipasses;
② Tentar reduzir o teor de carbono nos metais comuns e materiais de soldadurae utilizar materiais de soldadura com teor de C inferior a 0,03%;
③ A soldadura é alterada de simples austenite para a fase dupla de austenite e ferrite. A taxa de difusão do Cr na ferrite é mais rápida do que na austenite.
Por conseguinte, o crómio difunde-se mais rapidamente para o limite do grão na ferrite, o que reduz o fenómeno de deficiência de crómio no limite do grão de austenite;
④ A adição de Ti, Nb e outros elementos com maior afinidade com o carbono do que o crómio ao aço e aos materiais de soldadura pode formar compostos estáveis com o carbono, de modo a evitar a deficiência de crómio no limite de grão da austenite.
A fissuração por corrosão sob tensão do aço inoxidável é o comportamento de corrosão mais prejudicial.
Não há deformação durante a fissuração.
Os acidentes são muitas vezes repentinos e as consequências são graves.
Existem muitos factores que afectam a fissuração por corrosão sob tensão do aço inoxidável em condições de serviço, incluindo a composição, a estrutura e o estado do aço, o tipo de meio, a temperatura, a concentração, as propriedades de tensão, o tamanho e as características estruturais.
① Evitar a montagem forte, o impacto mecânico e a queima de arco, e reduzir a deformação e o stress do trabalho a frio;
② Controlar rigorosamente as impurezas do meio e do ambiente (especialmente cloreto, fluoreto, etc.);
③ Seleção razoável do material (metal de base e material de soldadura): evitar o engrossamento do grão e o endurecimento estrutura da martensite;
④ A soldadura está bem formada, sem qualquer concentração de tensões (como o rebaixamento);
⑤ Organizar razoavelmente a sequência de soldadura para reduzir a tensão;
⑥ Tratamento anti-corrosão: adicionar inibidor de corrosão no revestimento, forro ou proteção catódica.
A fissura a quente do aço inoxidável austenítico é principalmente uma fissura cristalina, que é produzida durante a solidificação do metal de solda e do metal líquido.
Neste momento, existe um cristal primário no ponto de fusão eutéctico, principalmente entre os dendritos. Existem três causas principais:
① S, P e C formam um eutético de baixo ponto de fusão com Ni (por exemplo, o ponto de fusão de NIS + Ni é 644 ℃) para enfraquecer a resistência do limite do grão;
② O aço inoxidável austenítico tem uma grande distância entre liquidus e solidus, longo tempo de cristalização, forte direccionalidade da dendrite e fácil segregação de elementos de impureza;
③ O aço tem pequena condutividade térmica e grande coeficiente de expansão linear, o que é fácil de produzir tensão.
① Controlar rigorosamente o teor de enxofre e fósforo no metal de base e no material de soldadura;
② A estrutura duplex de cerca de 5% ferrite é produzida na solda, o que interrompe a direção do cristal colunar de austenita;
③ Medidas tecnológicas: utilizar elétrodo alcalino e pequenas especificações (baixa corrente, soldadura rápida) para evitar fissuras térmicas.
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O teor de ferrite no metal de solda do aço austenítico não só está relacionado com a formação da fragilização da fase α(σ)e com a resistência térmica, mas também afecta diretamente a resistência à fissuração a quente da junta.
Depois de a peça de trabalho ser aquecida a alta temperatura durante um certo tempo, a fase frágil σ precipitará.
Quanto maior for o tempo de aquecimento, maior será o tempo de permanência a alta temperatura e maior será a precipitação, o que afectará seriamente as propriedades mecânicas da junta.
Do ponto de vista da resistência à fissuração térmica, é necessária uma certa quantidade de ferrite no metal de solda, mas quanto menor for o teor de ferrite, melhor será do ponto de vista da fragilização da fase α e da resistência térmica.
Por conseguinte, para juntas soldadas com requisitos de resistência a altas temperaturas, o teor de ferrite deve ser rigorosamente controlado. Em alguns casos, deve ser utilizado metal de solda austenítico.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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