Paslanmaz çeliklerin kaynağı
Paslanmaz çelikler, diğer birçok metalle karşılaştırıldığında iyi kaynaklanabilirliğe sahip olduğu düşünülür ve doğru kurulum ve koşullar altında bir dizi farklı kaynak tekniği kullanılarak başarıyla kaynaklanabilir.
Östenitik paslanmaz çelikler
Genel olarak, östenitik paslanmaz çelikler kaynaktan sonra çatlamaya eğilimli değildir. Soğutulduklarında sertleşmedikleri için iyi tokluk ve sünekliğe sahiptirler ve boşluk öncesi veya sonrası ısıl işlem gerektirmezler. Bununla birlikte, bazı durumlarda, kaynak (veya dolgu) metal veya ısıldan etkilenen bölgede (HAZ) çatlama meydana gelebilir.
Tamamen östenitik yapılar, az miktarda ferrit olan yapılardan daha kaynak metal katılaştırma çatlamasına daha duyarlıdır, çünkü tamamen östenitik yapılar, küçük miktarlarda ferrit olan yapılardan daha çatlaklara daha duyarlıdır. Tamamen östenitik notlar 310, 320 ve 330 sınıflarını içerir. Ancak, en yaygın kullanılan östenitik paslanmaz çelikler aslında az miktarda ferrit içerdiğinden, bu aslında göründüğünden daha az bir sorundur! Örneğin, 316 alaşım% 3 ila% 10 ferrit içerir. Fermonic 50 (XM -19, UNS S20910, 1.3964, nitronik 50), Fermonik 60 (UNS S21800, Nitronic 60) ve 254 alaşımları (UNS S31254, 1.4547, 254SMO, 6MO) ayrıca küçük miktarlarda ferrit içerir. Az miktarda ferrit mikroyapı, interDendritik çatlamaya veya düşük erime noktası ayırma oluşumuna neden olabilecek safsızlıkları çözebilir. Bu safsızlıklar, kasıtlı olarak eklenmedikleri ancak başlangıç hurdası, hammaddeler ve süreçlerden emildikleri için, serseri elementleri olarak kabul edilen fosfor veya kükürt varlığı ile ilişkilidir.
Östenitik paslanmaz çeliklerde karbon varlığı, kaynaktan sonra kaynak metalinde veya ısıldan etkilenen bölgede (HAZ) taneler arası korozyona neden olabilir. Krom karbürler, 550-900 ° C sıcaklık aralığında östenitik paslanmaz çeliklerin tane sınırlarında oluşur. Bu, karbürleri çevreleyen alandaki krom içeriğinin azaldığı anlamına gelir, çünkü kromun ana metalde difüzyonu çok yavaştır. Bu nedenle, daha düşük krom içeriğine sahip bu alanların daha az korozyon direnci vardır ve herhangi bir korozyonun burada başlaması muhtemeldir. Bu fenomene kaynak sırasında sıcaklıklardan kaynaklanabilir ve duyarlılaşma olarak bilinir.
Düşük karbon içeriği, kaynaktan sonra duyarlılık olasılığını azaltır. Bu nedenle, birçok standart kalitede 316L alaşımı (karbon içeriği <0. 0}}}}} 3) ve 316 alaşım (karbon içeriği <%0.08) gibi önemli ölçüde daha düşük karbon içeriğine sahiptir.
Stabilize edilmiş dereceler (316TI alaşımı gibi) titanyum ilavesi yoluyla yüksek sıcaklık özelliklerini geliştirmiştir. Bu aynı zamanda duyarlılaşmayı da azaltır, çünkü metalde bulunan herhangi bir karbon tercihen krom yerine titanyum ile birleşecektir.
Son olarak, östenitik paslanmaz çelikler uzun süre 550-900 ° C yüksek sıcaklıklara maruz kalırsa, içinde az miktarda ferrit zararlı sigma fazları oluşturma potansiyeline sahiptir. Bu mekanizma dubleks paslanmaz çelikler için aşağıda açıklanmıştır.
Dubleks ve süper dubleks paslanmaz çelikler
En yaygın östenitik paslanmaz çeliklerde olduğu gibi, mikro yapıda az miktarda ferrit varlığı, kaynak sırasında sıcak çatlama olasılığını azaltmaya yardımcı olur. Dubleks ve süper dubleks paslanmaz çeliklerin neredeyse eşit oranda östenit ve ferrit olduğu göz önüne alındığında, bu kesinlikle bir sorun değildir. Bu nedenle dubleks çeliklerin kaynak yapılması kolaydır, ancak istenmeyen bir mikroyapı oluşturmaktan kaçınmak için kaynak işlemi doğrulanmalı ve kontrol edilmelidir.
Dubleks paslanmaz çeliklerle ilgili temel sorun, ferrit dönüşümü yoluyla bir Sigma fazı mikroyapı oluşturma eğilimidir. Bu dönüşüm, en iyi TTT (sıcaklık-zaman dönüştürme) diyagramı ile gösterilebilen bir dizi sıcaklık ve sürede gerçekleşir. Sigma fazı, demir ve krom açısından zengin olan manyetik olmayan bir intermetalik fazdır. Sigma fazını çevreleyen alan daha düşük bir krom içeriğine sahiptir ve bu nedenle daha az korozyona dayanıklıdır. Ek olarak, ferritin Sigma fazına dönüşümü, çatlakların ortaya çıkmasına yol açabilecek ve mekanik mukavemeti, özellikle de etkiyi etkileyebilecek boşluklar oluşturabilir. Bu nedenle, yüksek sıcaklıklara maruz kalırsa, dubleks ve süper dubleks paslanmaz çeliklerin mükemmel korozyon direnci ve mekanik özellikleri tamamen kaybolur.
TTT grafiği, Ferralium 255'in (UNS S32550, F61, 1.4507) Sigma fazı oluşturma olasılığının S32760 (F55, Zeron 100), S32750 (F53, 1.4410, SAF2507) veya S32205 (F51, DUN2205) veya S32750, veya S32465 (F51, DUP2205).
Sigma fazının oluşumunu önlemek için, kaynak sıcaklığının korunma süresini sınırlamak için kaynak koşulları kontrol edilmelidir. TTT grafiğinde gösterildiği gibi, Sigma fazı 800-900 santigrat dereceleri etrafındaki sıcaklıklarda nispeten kısa bir süre içinde oluşabilir. Ana malzemenin kaynak alanına göre büyük boyutu nedeniyle, kaynak ısısı genellikle hızlı bir şekilde dağıtılır. Daha düşük sıcaklıklarda daha uzun bir süre kaynak, sonunda aynı mikroyapısal dönüşüme yol açacaktır. Bu nedenle, çok geçişli kaynak için, kaynak sıcaklığını sınırlamak önemlidir. Bu, kaynak ısı girişinin azalması ve kaynak geçişleri arasında biraz soğutma veya duraklama sağlayarak elde edilebilir.
Kaynak dubleks ve süper dubleks paslanmaz çeliklerde bir diğer önemli zorluk, dengeli bir oustenit: ferrit mikroyapı sürdürmektir. Kaynak metal alanında, azot kaybı tipik olarak meydana gelir. Azot östenit için bir stabilizatör olduğundan, kaynak alanındaki azot kaybı, ferrit oranının artmasına neden olur, bu da mekanik ve korozyon özelliklerinin kaybına neden olur. Bu, aşırı alaşımlı bir dolgu metali seçilerek, yani daha yüksek nikel içeriğine (başka bir östenit stabilizatör) sahip olan veya koruyucu gazın kendisi olarak azot kullanılarak aşılabilir, böylece kaynak metali küçük miktarlarda azot emer.
