UNS S32100, стабилизирана аустенитна неръждаема стомана, е широко призната заради отличната си устойчивост на корозия и висока температура. Като доставчик на UNS S32100, аз станах свидетел на широкото му използване в различни индустрии, включително химическа преработка, храни и напитки и нефт и газ. Един от най -често срещаните процеси за производство на този материал е заваряването. В този блог ще проучим ефектите на заваряването върху механичните свойства на UNS S32100.
1. Преглед на UNS S32100
UNS S32100 съдържа хром, никел и титан. Добавянето на титан стабилизира стоманата срещу междугрануларна корозия чрез комбиниране с въглерод, за да образува титанови карбиди вместо хромови карбиди. Това свойство го прави подходящ за приложения, при които материалът е изложен на висока температурна среда за продължителни периоди. Химичният му състав обикновено включва около 17 - 19% хром, 9 - 12% никел и минимум 5 × (c%) титан.
Механичните свойства на AS - получени UNS S32100 са доста впечатляващи. Той има минимална якост на добив от 205 MPa, минимална якост на опън от 515 MPa и удължаване от поне 40%. Тези свойства допринасят за неговото използване в структурни и налягащи приложения.
2. Заваръчни процеси за UNS S32100
Има няколко заваръчни процеса, които могат да се използват за UNS S32100, включително газово волфрамово дъгово заваряване (GTAW), заваряване на газови метални дъга (GMAW) и екранирана метална дъгова заваряване (SMAW). Всеки процес има свои предимства и недостатъци.
GTAW често е предпочитан за тънки стени приложения и когато се изискват висококачествени заварки. Той осигурява отличен контрол върху процеса на заваряване, което води до чисти и прецизни заварки. GMAW, от друга страна, е по -подходящ за по -дебели участъци и с висока производителност. SMAW е универсален процес, който може да се използва при различни условия на полето, но може да доведе до повече разпръскване в сравнение с GTAW и GMAW.
3. Ефекти на заваряването върху механичните свойства
3.1 Твърда
Заваряването може значително да повлияе на твърдостта на UNS S32100. По време на процеса на заваряване, топлинният вход причинява образуването на различни микроструктури в зоната, засегната на топлина (HAZ) и заваръчния метал. В HAZ бързото отопление и охлаждане може да доведе до образуване на мартензит или други твърди фази, особено ако скоростта на охлаждане е висока.
Увеличаването на твърдостта в HAZ може да бъде проблем, тъй като може да доведе до намалена пластичност и повишена чувствителност към напукване. Например, в някои случаи твърдостта в HAZ може да се увеличи от първоначалната стойност от около 180 - 200 HV до над 300 HV. Тази промяна в твърдостта може да бъде смекчена чрез подходящо отопление и след заваръчната обработка на топлината.
3.2 Якост на опън
Якостта на опън на заварената става е друго важно механично свойство. По принцип якостта на опън на заваръчния метал често е сравнима или малко по -ниска от тази на основния метал. Наличието на заваръчни дефекти като порьозност, липса на сливане или включвания може да намали ефективната площ на напречното сечение на заварката, като по този начин намалява якостта на опън.
Ако обаче процесът на заваряване е добре контролиран, общата якост на опън на заварената конструкция все още може да отговаря на изискванията за проектиране. Например, когато използвате подходящи метали за пълнене и параметри на заваряване, заварената фуга може да постигне якост на опън, близка до тази на основния метал, като гарантира структурната цялост на компонента.
3.3 пластичност
Правилността е мярка за способността на материала да деформира пластично преди счупване. Заваряването може да има отрицателно въздействие върху пластичността на UNS S32100. Образуването на твърди фази в HAZ и наличието на остатъчни напрежения може да намали способността на материала да се разтяга и деформира.
В някои заварени съединения удължението може да намалее от първоначалните 40% в основния метал до по -малко от 20% в заварената зона. Това намаляване на пластичността може да бъде проблем в приложенията, при които материалът е подложен на динамично или циклично натоварване, тъй като може да увеличи риска от неуспех на умора.
3.4 Въздействие на здравина
Въздействието на здравината е способността на материал да абсорбира енергия по време на натоварване на удара. Заваряването може да намали ударната здравина на UNS S32100. Микроструктурните промени в HAZ и заваръчния метал могат да доведат до намаляване на капацитета на абсорбция на енергия на материала.
Например, заварена фуга може да има стойност на удара, която е значително по -ниска от тази на основния метал. Това намаляване на здравината на въздействието може да бъде от решаващо значение при приложения, при които материалът е изложен на внезапни ударни натоварвания, като например в изграждането на машини или транспортна техника.
4. Смекчаване на заваряването - индуцирани промени в свойството
4.1 Предварително отопление
Предварителното нагряване на основния метал преди заваряване може да помогне за намаляване на скоростта на охлаждане в HAZ, като по този начин се сведе до минимум образуването на твърди и чупливи фази. Типичната температура преди отопление за UNS S32100 може да варира от 100 - 200 ° C, в зависимост от дебелината на материала и използвания процес на заваряване.
4.2 Post - Заваръчна топлинна обработка (PWHT)
PWHT може да се използва за облекчаване на остатъчните напрежения и подобряване на механичните свойства на заварената става. За UNS S32100 лечението с отгряване на разтвор при около 925 - 1050 ° C, последвано от бързо охлаждане, може да помогне за възстановяване на оригиналната микроструктура и механични свойства. Това лечение може да намали твърдостта в HAZ, да увеличи пластичността и да подобри удара на здравината на заварената става.
4.3 Избор на метали за пълнене
Изборът на метален пълнител е от решаващо значение за определяне на механичните свойства на заварената фуга. За UNS S32100 често се използват метали за пълнене с подобен химичен състав с основния метал. Например, ER321 проводник за пълнене може да се използва в процесите на GTAW и GMAW. Тези метали за пълнене помагат да се гарантира добра съвместимост с основния метал и може да подобри общата работа на заварената фуга.
5. Сравнение с други неръждаеми стомани
Когато сравнявате UNS S32100 с други неръждаеми стомани катоНеръждаема стомана 904L / UNS N08904 / 1.4539,Неръждаема стомана 304L / UNS S30403 / 1.4306, 1.4307иНеръждаема стомана 316 / САЩ S31600 / 1,4401, поведението на заваряване и неговият ефект върху механичните свойства могат да варират.
Неръждаема стомана 904L е високо - сплавна аустенитна неръждаема стомана с отлична устойчивост на корозия, особено в силно корозивна среда. Въпреки това, високото му съдържание на сплав може да затрудни заваряването в сравнение с UNS S32100 и процесът на заваряване може да има по -значително влияние върху неговите механични свойства.
Неръждаема стомана 304L и 316 са по -често срещани аустенитни неръждаеми стомани. По принцип те са по -лесни за заваряване от UNS S32100, но те могат да бъдат по -податливи на междугрануларна корозия в HAZ без подходяща стабилизация. Титановата стабилизация на UNS S32100 му дава предимство при високи температури и корозивни приложения, където се изисква заваряване.
6. Заключение и призив за действие
В заключение, заваряването има значително влияние върху механичните свойства на UNS S32100. Твърдостта, якостта на опън, пластичността и здравината на въздействието могат да бъдат повлияни от процеса на заваряване. Въпреки това, с подходящо предварително отопление, топлинна обработка след заваряване и избор на метали за пълнене, тези ефекти могат да бъдат смекчени, за да се гарантира работата на заварената структура.
Като доставчик на UNS S32100, разбирам важността на предоставянето на висококачествени материали и техническа поддръжка за приложения за заваряване. Ако обмисляте да използвате UNS S32100 в своите проекти и се нуждаете от помощ при заваряване или имате въпроси относно неговите механични свойства, не се колебайте да се свържете с мен за повече информация и да обсъдите нуждите си от вашите поръчки.
ЛИТЕРАТУРА
- Наръчник на ASM том 6: заваряване, спояване и запояване. ASM International.
- Наръчник за заваряване от неръждаема стомана. Фондацията за заваряване на дъгата на Джеймс Ф. Линкълн.
- Заваряване на металургия и заваряемост на неръждаемите стомани. Джон К. Липолд и Дейвид Дж. Котецки.
