Неръждаема стомана (неръждаема стомана)е съкращение от неръждаема киселинноустойчива стомана, а марките стомана, които са устойчиви на слаби корозивни среди като въздух, пара, вода или имат неръждаеми свойства, се наричат неръждаема стомана.
Терминът "неръждаема стомана„не се отнася просто до един вид неръждаема стомана, а до повече от сто вида индустриална неръждаема стомана, всеки от които има добри характеристики в своята специфична област на приложение.
Всички те съдържат от 17 до 22% хром, а по-добрите марки стомана съдържат и никел. Добавянето на молибден може допълнително да подобри атмосферната корозия, особено устойчивостта на корозия в атмосфери, съдържащи хлориди.
Класификация на неръждаема стомана
1. Какво е неръждаема стомана и киселинноустойчива стомана?
Отговор: Неръждаемата стомана е съкращение от неръждаема киселинноустойчива стомана, която е устойчива на слаби корозивни среди като въздух, пара, вода или е неръждаема стомана. Корозиралите марки стомана се наричат киселинноустойчиви стомани.
Поради разликата в химичния състав на двете, тяхната устойчивост на корозия е различна. Обикновената неръждаема стомана обикновено не е устойчива на корозия в химическа среда, докато киселинноустойчивата стомана обикновено е неръждаема.
2. Как да класифицираме неръждаемата стомана?
Отговор: Според организационното състояние, тя може да бъде разделена на мартензитна стомана, феритна стомана, аустенитна стомана, аустенитно-феритна (дуплексна) неръждаема стомана и неръждаема стомана с валежно втвърдяване.
(1) Мартензитна стомана: висока якост, но лоша пластичност и заваряемост.
Често използваните марки мартензитна неръждаема стомана са 1Cr13, 3Cr13 и др. Поради високото съдържание на въглерод, тя има висока якост, твърдост и износоустойчивост, но корозионната устойчивост е малко по-ниска и се използва заради високи механични свойства и корозионна устойчивост. Необходими са някои общи части, като пружини, лопатки на парни турбини, хидравлични пресови клапани и др.
Този вид стомана се използва след закаляване и отпускане, а след коване и щамповане е необходимо отгряване.
(2) Феритна стомана: от 15% до 30% хром. Нейната устойчивост на корозия, жилавост и заваряемост се увеличават с увеличаване на съдържанието на хром, а устойчивостта ѝ на хлоридна корозия под напрежение е по-добра от тази на други видове неръждаема стомана, като Crl7, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti, Cr28 и др.
Поради високото си съдържание на хром, устойчивостта му на корозия и окисление са сравнително добри, но механичните му свойства и технологични характеристики са лоши. Използва се най-вече за киселинноустойчиви конструкции с ниско напрежение и като антиокислителна стомана.
Този вид стомана е устойчива на корозия от атмосферата, азотната киселина и солевия разтвор, и има характеристиките на добра устойчивост на окисление при висока температура и малък коефициент на термично разширение. Използва се в оборудване за азотна киселина и хранителни фабрики, а също така може да се използва за направата на части, които работят при високи температури, като например части за газови турбини и др.
(3) Аустенитна стомана: Съдържа повече от 18% хром, а също така около 8% никел и малко количество молибден, титан, азот и други елементи. Добри общи характеристики, устойчива на корозия от различни среди.
Обикновено се използва обработка с разтвор, т.е. стоманата се нагрява до 1050-1150 °C и след това се охлажда с вода или въздух, за да се получи еднофазна аустенитна структура.
(4) Аустенитно-феритна (дуплексна) неръждаема стомана: Тя има предимствата както на аустенитната, така и на феритната неръждаема стомана и е свръхпластична. Аустенитът и феритът съставляват около половината от неръждаемата стомана.
В случай на ниско съдържание на C, съдържанието на Cr е от 18% до 28%, а съдържанието на Ni е от 3% до 10%. Някои стомани съдържат и легиращи елементи като Mo, Cu, Si, Nb, Ti и N.
Този вид стомана притежава характеристиките както на аустенитните, така и на феритните неръждаеми стомани. В сравнение с ферита, тя има по-висока пластичност и жилавост, не е крехка при стайна температура, значително подобрена устойчивост на междукристална корозия и заваръчни характеристики, като същевременно запазва желязото. Корпусът на неръждаемата стомана е крехък при 475°C, има висока топлопроводимост и характеристики на свръхпластичност.
В сравнение с аустенитната неръждаема стомана, тя има висока якост и значително подобрена устойчивост на междукристална корозия и хлоридна корозия под напрежение. Дуплексната неръждаема стомана има отлична устойчивост на точкова корозия и е също така неръждаема стомана, която спестява никел.
(5) Неръждаема стомана с валежно втвърдяване: матрицата е аустенит или мартензит, а често използваните видове неръждаема стомана с валежно втвърдяване са 04Cr13Ni8Mo2Al и т.н. Това е неръждаема стомана, която може да се втвърди (укрепи) чрез валежно втвърдяване (известно още като втвърдяване чрез стареене).
Според състава, тя се разделя на хромирана неръждаема стомана, хром-никелова неръждаема стомана и хромманганова азотирана неръждаема стомана.
(1) Хромираната неръждаема стомана има известна устойчивост на корозия (окисляваща киселина, органична киселина, кавитация), устойчивост на топлина и износоустойчивост и обикновено се използва като материал за оборудване на електроцентрали, химикали и петрол. Заваряемостта ѝ обаче е лоша и трябва да се обърне внимание на процеса на заваряване и условията на термична обработка.
(2) По време на заваряване, хром-никеловата неръждаема стомана се подлага на многократно нагряване, за да се утаят карбиди, което ще намали устойчивостта на корозия и механичните свойства.
(3) Якостта, пластичността, жилавостта, формовъчността, заваряемостта, износоустойчивостта и корозионната устойчивост на хром-мангановата неръждаема стомана са добри.
Сложни проблеми при заваряване на неръждаема стомана и въведение в използването на материали и оборудване
1. Защо е трудно заваряването на неръждаема стомана?
Отговор: (1) Термочувствителността на неръждаемата стомана е сравнително силна, а времето на престой в температурния диапазон от 450-850 °C е малко по-дълго, което значително намалява корозионната устойчивост на заваръчния шев и зоната, засегната от топлина;
(2) склонни към термични пукнатини;
(3) Слаба защита и силно окисление при висока температура;
(4) Коефициентът на линейно разширение е голям и е лесно да се получат големи деформации при заваряване.
2. Какви ефективни технологични мерки могат да се предприемат за заваряване на аустенитна неръждаема стомана?
Отговор: (1) Стриктно избирайте заваръчните материали според химичния състав на основния метал;
(2) Бързо заваряване с малък ток, малката линейна енергия намалява входящата топлина;
(3) Заваръчна тел с тънък диаметър, заваръчен прът, без люлеене, многослойно многоходово заваряване;
(4) Принудително охлаждане на заваръчния шев и зоната, засегната от топлина, за да се намали времето на престой при 450-850°C;
(5) Аргонова защита на гърба на TIG заварката;
(6) Заварките, които са в контакт с корозивната среда, се заваряват окончателно;
(7) Пасивационна обработка на заваръчния шев и зоната, засегната от топлина.
3. Защо трябва да изберем заваръчна тел и електрод от серия 25-13 за заваряване на аустенитна неръждаема стомана, въглеродна стомана и нисколегирана стомана (заваряване на разнородни стомани)?
Отговор: За заваряване на заварени съединения от разнородни стомани, свързващи аустенитна неръждаема стомана с въглеродна стомана и нисколегирана стомана, завареният метал трябва да използва заваръчна тел серия 25-13 (309, 309L) и заваръчен прът (аустенитна 312, аустенитна 307 и др.).
Ако се използват други заваръчни консумативи от неръждаема стомана, по линията на стопяване от страната на въглеродната стомана и нисколегираната стомана ще се появят мартензитна структура и студени пукнатини.
4. Защо за заваръчни телчета от неръждаема стомана с плътен слой се използва защитен газ 98%Ar+2%O2?
Отговор: По време на MIG заваряване на плътна тел от неръждаема стомана, ако за екраниране се използва чист аргонов газ, повърхностното напрежение на разтопената вана е високо и заваръчният шев е лошо оформен, показвайки форма на „гърбат“ заваръчен шев. Добавянето на 1 до 2% кислород може да намали повърхностното напрежение на разтопената вана и заваръчният шев е гладък и красив.
5. Защо повърхността на плътна заваръчна тел от неръждаема стомана при MIG заваряване почернява? Как да се реши този проблем?
Отговор: Скоростта на MIG заваряване на плътна заваръчна тел от неръждаема стомана е сравнително висока (30-60 см/мин). Когато дюзата за защитен газ достигне предната зона на разтопения шев, заваръчният шев е все още в нажежено до червено състояние с висока температура, което лесно се окислява от въздуха и на повърхността се образуват оксиди. Заварките са черни. Методът на пасивация с ецване може да премахне черния слой и да възстанови оригиналния цвят на повърхността на неръждаемата стомана.
6. Защо заваръчна тел от неръждаема стомана с плътно покритие трябва да се използва импулсно захранване, за да се постигне преход на струята и заваряване без пръски?
Отговор: При заваряване с плътна тел от неръждаема стомана с MIG метод, заваръчна тел φ1.2, когато токът I ≥ 260 ~ 280A, може да се осъществи преход на струя; при по-малка стойност на капката и големи пръски, обикновено не се препоръчва.
Само чрез използване на MIG захранване с импулс, импулсната капка може да премине от малка към голяма спецификация (изберете минималната или максималната стойност според диаметъра на телта) и да осигури заваряване без пръски.
7. Защо заваръчната тел от неръждаема стомана с флюсова сърцевина е защитена с CO2 газ, вместо с импулсно захранване?
Отговор: В момента често използвана флюсова заваръчна тел от неръждаема стомана (като 308, 309 и др.), формулата на заваръчния флюс в заваръчната тел се разработва в съответствие с химичната металургична реакция на заваряване под защитата на CO2 газ, така че като цяло няма нужда от импулсно захранване за дъгово заваряване (захранването с импулс основно трябва да използва смесен газ). Ако искате да влезете в капковия преход предварително, можете също да използвате импулсно захранване или конвенционален модел за заваряване със защитен газ със смесен газов заваряване.
Време на публикуване: 24 март 2023 г.