Нержавеючая сталь (нержавеючая сталь)— гэта скарачэнне ад нержавеючай кісластойкай сталі, а маркі сталі, якія ўстойлівыя да слабых агрэсіўных асяроддзяў, такіх як паветра, пара, вада, або маюць нержавеючыя ўласцівасці, называюцца нержавеючай сталлю.
Тэрмін "нержавеючая сталь«не проста адзін від нержавеючай сталі», а больш чым сто відаў прамысловай нержавеючай сталі, кожны з якіх мае добрыя характарыстыкі ў сваёй канкрэтнай вобласці прымянення.
Усе яны ўтрымліваюць ад 17 да 22% хрому, а лепшыя маркі сталі таксама ўтрымліваюць нікель. Даданне малібдэна можа яшчэ больш палепшыць атмасферную карозію, асабліва ўстойлівасць да карозіі ў атмасферах, якія змяшчаюць хларыды.
3. Класіфікацыя нержавеючай сталі
1. Што такое нержавеючая сталь і кісластойкая сталь?
Адказ: Нержавеючая сталь — гэта скарачэнне ад нержавеючай кісластойкай сталі, якая ўстойлівая да слабых агрэсіўных асяроддзяў, такіх як паветра, пара, вада, або мае нержавеючую сталь. Карозіяй падвергнутыя маркі сталі называюцца кісластойкімі сталямі.
З-за розніцы ў хімічным складзе гэтых двух матэрыялаў яны адрозніваюцца па каразійнай устойлівасці. Звычайная нержавеючая сталь, як правіла, не ўстойлівая да карозіі ў хімічным асяроддзі, у той час як кіслотаўстойлівая сталь, як правіла, з'яўляецца нержавеючай.
2. Як класіфікаваць нержавеючую сталь?
Адказ: Па арганізацыйным стане яе можна падзяліць на мартэнсітную сталь, ферытную сталь, аўстэнітную сталь, аўстэнітна-ферытную (дуплексную) нержавеючую сталь і нержавеючую сталь, якая загартоўваецца дысперсійнымі метадамі.
(1) Мартэнсітная сталь: высокая трываласць, але дрэнная пластычнасць і зварвальнасць.
Найбольш распаўсюджанымі маркамі мартэнсітнай нержавеючай сталі з'яўляюцца 1Cr13, 3Cr13 і г.д. З-за высокага ўтрымання вугляроду яна мае высокую трываласць, цвёрдасць і зносаўстойлівасць, але каразійная стойкасць крыху нізкая, і яна выкарыстоўваецца з-за высокіх механічных уласцівасцей і каразійнай стойкасці. Патрабуюцца некаторыя агульныя дэталі, такія як спружыны, лапаткі паравых турбін, клапаны гідраўлічных прэсаў і г.д.
Гэты тып сталі выкарыстоўваецца пасля загартоўкі і адпачынку, а пасля коўкі і штампоўкі патрабуецца адпал.
(2) Ферытная сталь: ад 15% да 30% хрому. Яе каразійная ўстойлівасць, трываласць і зварвальнасць павялічваюцца з павелічэннем утрымання хрому, а яе ўстойлівасць да хларыднай каразіі пад напружаннем лепшая, чым у іншых тыпаў нержавеючай сталі, такіх як Crl7, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti, Cr28 і г.д.
З-за высокага ўтрымання хрому яго каразійная ўстойлівасць і ўстойлівасць да акіслення адносна добрыя, але механічныя ўласцівасці і тэхналагічныя ўласцівасці дрэнныя. Ён у асноўным выкарыстоўваецца для кіслотаўстойлівых канструкцый з невялікімі напружаннямі і ў якасці антыакісляльнай сталі.
Гэты тып сталі можа супрацьстаяць карозіі ў атмасферы, азотнай кіслаце і солевым растворы, а таксама мае добрыя характарыстыкі ўстойлівасці да акіслення пры высокіх тэмпературах і малы каэфіцыент цеплавога пашырэння. Ён выкарыстоўваецца ў абсталяванні для вытворчасці азотнай кіслаты і харчовых заводаў, а таксама можа быць выкарыстаны для вырабу дэталяў, якія працуюць пры высокіх тэмпературах, такіх як дэталі газавых турбін і г.д.
(3) Аўстэнітная сталь: яна ўтрымлівае больш за 18% хрому, а таксама каля 8% нікеля і невялікую колькасць малібдэна, тытана, азоту і іншых элементаў. Мае добрыя агульныя характарыстыкі, устойлівая да карозіі ў розных асяроддзях.
Звычайна выкарыстоўваецца апрацоўка на раствор, гэта значыць сталь награваюць да 1050-1150 °C, а затым астуджаюць вадой або паветрам для атрымання аднафазнай структуры аўстэніту.
(4) Аўстэнітна-ферытная (дуплексная) нержавеючая сталь: яна мае перавагі як аўстэнітнай, так і ферытнай нержавеючай сталі, а таксама валодае звышпластычнасцю. Аўстэніт і ферыт складаюць каля паловы нержавеючай сталі.
У выпадку нізкага ўтрымання C утрыманне Cr складае ад 18% да 28%, а ўтрыманне Ni — ад 3% да 10%. Некаторыя сталі таксама ўтрымліваюць легіруючыя элементы, такія як Mo, Cu, Si, Nb, Ti і N.
Гэты тып сталі мае характарыстыкі як аўстэнітных, так і ферытных нержавеючых сталей. У параўнанні з ферытам, ён мае больш высокую пластычнасць і трываласць, не мае далікатнасці пры пакаёвай тэмпературы, значна паляпшае ўстойлівасць да міжкрышталітнай карозіі і зварачныя характарыстыкі, захоўваючы пры гэтым жалезастойкасць. Нержавеючая сталь становіцца далікатнай пры 475°C, мае высокую цеплаправоднасць і мае характарыстыкі звышпластычнасці.
У параўнанні з аўстэнітнай нержавеючай сталлю, яна мае высокую трываласць і значна палепшаную ўстойлівасць да міжкрышталітнай карозіі і хларыднай каразіі пад напружаннем. Дуплексная нержавеючая сталь мае выдатную ўстойлівасць да кропкавай карозіі і таксама з'яўляецца нікельзберагальнай нержавеючай сталлю.
(5) Дысперсійна-гартаваная нержавеючая сталь: матрыцай з'яўляецца аўстэніт або мартэнсіт, і найбольш распаўсюджанымі маркамі дысперсійна-гартаванай нержавеючай сталі з'яўляюцца 04Cr13Ni8Mo2Al і г.д. Гэта нержавеючая сталь, якую можна загартоўваць (умацоўваць) дысперсійна-гартаваны матэрыял (таксама вядомы як старэнне).
Па складзе яна падзяляецца на храмава-нержавеючую сталь, храманікелевую нержавеючую сталь і хромамарганцавую азотава-нержавеючую сталь.
(1) Хромаваная нержавеючая сталь мае пэўную каразійную ўстойлівасць (акісляльныя кіслаты, арганічныя кіслоты, кавітацыя), цеплаўстойлівасць і зносаўстойлівасць, і звычайна выкарыстоўваецца ў якасці матэрыялаў для абсталявання электрастанцый, хімічнай і нафтавай прамысловасці. Аднак яе зварвальнасць нізкая, і неабходна звяртаць увагу на працэс зваркі і ўмовы тэрмічнай апрацоўкі.
(2) Падчас зваркі хроманікелевая нержавеючая сталь падвяргаецца паўторнаму награванню для выпадзення карбідаў, што зніжае каразійную стойкасць і механічныя ўласцівасці.
(3) Хроммарганцавая нержавеючая сталь мае добрыя трываласць, пластычнасць, глейкасць, фармавальнасць, зварвальнасць, зносаўстойлівасць і каразійную ўстойлівасць.
Складаныя праблемы зваркі нержавеючай сталі і ўвядзенне ў выкарыстанне матэрыялаў і абсталявання
1. Чаму зварваць нержавеючую сталь складана?
Адказ: (1) Нержавеючая сталь мае адносна высокую цеплаадчувальнасць, а час знаходжання ў дыяпазоне тэмператур 450-850 °C крыху даўжэйшы, што значна зніжае каразійную ўстойлівасць зварнога шва і зоны цеплавога ўздзеяння.
(2) схільныя да тэрмічных расколін;
(3) Слабая абарона і моцнае акісленне пры высокай тэмпературы;
(4) Каэфіцыент лінейнага пашырэння вялікі, і лёгка выклікаць вялікую дэфармацыю зваркі.
2. Якія эфектыўныя тэхналагічныя меры можна прыняць для зваркі аўстэнітнай нержавеючай сталі?
Адказ: (1) Строга выбірайце зварачныя матэрыялы ў адпаведнасці з хімічным складам асноўнага металу;
(2) Хуткая зварка з малым токам, невялікая энергія лініі зніжае ўвод цяпла;
(3) Тонкі дыяметр зварачнага дроту, зварачнага прутка, без ваганняў, шматслаёвая шматпраходная зварка;
(4) Прымусовае астуджэнне зварнога шва і зоны цеплавога ўздзеяння для скарачэння часу знаходжання пры тэмпературы 450-850°C;
(5) Абарона аргона на адваротным баку зварнога шва TIG;
(6) Зварныя швы, якія кантактуюць з каразійным асяроддзем, канчаткова зварваюцца;
(7) Пасівацыйная апрацоўка зварнога шва і зоны тэрмічнага ўздзеяння.
3. Чаму для зваркі аўстэнітнай нержавеючай сталі, вугляродзістай сталі і нізкалегіраванай сталі (зварка разнастайных сталей) варта выбіраць зварачны дрот і электрод серыі 25-13?
Адказ: Для зваркі зварных злучэнняў аўстэнітнай нержавеючай сталі з вугляродзістай і нізкалегіраванай сталлю неабходна выкарыстоўваць зварачны дрот серыі 25-13 (309, 309L) і зварачны пруток (аўстэнітная 312, аўстэнітная 307 і г.д.).
Калі выкарыстоўваюцца іншыя зварачныя матэрыялы з нержавеючай сталі, на лініі плаўлення з боку вугляродзістай і нізкалегіраванай сталі з'явіцца мартэнсітная структура і халодныя расколіны.
4. Чаму для зварачных дротаў з цвёрдай нержавеючай сталі выкарыстоўваецца ахоўны газ 98%Ar+2%O2?
Адказ: Падчас зваркі MIG суцэльнага дроту з нержавеючай сталі, калі для абароны выкарыстоўваецца чысты газ аргон, павярхоўнае нацяжэнне расплаўленай ванны высокае, і зварны шов дрэнна сфарміраваны, набываючы форму «гарбатага». Даданне 1-2% кіслароду можа знізіць павярхоўнае нацяжэнне расплаўленай ванны, і зварны шов атрымаецца гладкім і прыгожым.
5. Чаму паверхня цвёрдага дроту з нержавеючай сталі, зваранага метадам MIG, чарнее? Як вырашыць гэтую праблему?
Адказ: Хуткасць зваркі MIG з дапамогай суцэльнага зварачнага дроту з нержавеючай сталі адносна высокая (30-60 см/мін). Калі сопла ахоўнага газу даходзіць да пярэдняй зоны ванны расплаўлення, зварны шов усё яшчэ знаходзіцца ў распаленым стане пры высокай тэмпературы, які лёгка акісляецца паветрам, і на паверхні ўтвараюцца аксіды. Зварныя швы чорныя. Метад травлення і пасівацыі можа выдаліць чорную скарынку і аднавіць першапачатковы колер паверхні нержавеючай сталі.
6. Чаму для зваркі суцэльнага з нержавеючага дроту неабходна выкарыстоўваць імпульсную крыніцу харчавання, каб дасягнуць пераходу струменя і зваркі без пырскаў?
Адказ: Пры зварцы MIG суцэльным дротам з нержавеючай сталі, зварачным дротам φ1.2, пры значэнні току I ≥ 260 ~ 280A магчымы пераход струменя; пры меншым значэнні кроплі адбываецца пераход кароткага замыкання і вялікія распырскванні, што звычайна не рэкамендуецца.
Толькі пры выкарыстанні крыніцы харчавання MIG з імпульсным рэжымам можна перайсці ад малой спецыфікацыі да вялікай спецыфікацыі імпульснай кроплі (выберыце мінімальнае або максімальнае значэнне ў залежнасці ад дыяметра дроту) і зварваць без пырскаў.
7. Чаму зварачны дрот з нержавеючай сталі з флюсавым парашком абараняецца CO2, а не імпульсным крыніцай харчавання?
Адказ: У цяперашні час шырока выкарыстоўваецца зварачны дрот з нержавеючай сталі з флюсавым парашком (напрыклад, 308, 309 і г.д.). Формула флюсу ў дроце распрацоўваецца ў адпаведнасці з хімічнай металургічнай рэакцыяй зваркі пад абаронай газу CO2, таму ў цэлым няма неабходнасці ў імпульсным крыніцы харчавання для дугавой зваркі (імпульсная крыніца харчавання ў асноўным павінна выкарыстоўваць змешаны газ). Калі вы хочаце загадзя ўвесці кропельны пераход, вы таксама можаце выкарыстоўваць імпульсную крыніцу харчавання або звычайную мадэль зваркі ў ахоўнай газавай асяроддзі са змешанай газавай зваркай.
Час публікацыі: 24 сакавіка 2023 г.