Nehrđajući čelik (nerđajući čelik)je skraćenica za nerđajući čelik otporan na kiseline, a vrste čelika koje su otporne na slabe korozivne medije poput zraka, pare, vode ili imaju svojstva nehrđajućeg čelika nazivaju se nehrđajući čelik.
Termin "nehrđajući čelik"Ne odnosi se samo na jednu vrstu nehrđajućeg čelika, već na više od stotinu vrsta industrijskog nehrđajućeg čelika, od kojih svaka ima dobre performanse u svom specifičnom području primjene.
Svi sadrže 17 do 22% kroma, a bolje vrste čelika također sadrže nikl. Dodavanje molibdena može dodatno poboljšati atmosfersku koroziju, posebno otpornost na koroziju u atmosferama koje sadrže kloride.
Klasifikacija nehrđajućeg čelika
1. Šta je nehrđajući čelik i čelik otporan na kiseline?
Odgovor: Nehrđajući čelik je skraćenica za nehrđajući čelik otporan na kiseline, koji je otporan na slabe korozivne medije poput zraka, pare, vode ili je nehrđajući čelik. Korodirane vrste čelika nazivaju se čelici otporni na kiseline.
Zbog razlike u hemijskom sastavu ova dva čelika, njihova otpornost na koroziju je različita. Obični nehrđajući čelik uglavnom nije otporan na koroziju u hemijskom mediju, dok je čelik otporan na kiseline uglavnom nehrđajući.
2. Kako klasificirati nehrđajući čelik?
Odgovor: Prema organizacijskom stanju, može se podijeliti na martenzitni čelik, feritni čelik, austenitni čelik, austenitno-feritni (dupleks) nehrđajući čelik i nehrđajući čelik koji se kaljuje precipitacijom.
(1) Martenzitni čelik: visoka čvrstoća, ali slaba plastičnost i zavarljivost.
Najčešće korištene vrste martenzitnog nehrđajućeg čelika su 1Cr13, 3Cr13 itd. Zbog visokog sadržaja ugljika ima visoku čvrstoću, tvrdoću i otpornost na habanje, ali otpornost na koroziju je nešto slaba, pa se koristi zbog visokih mehaničkih svojstava i otpornosti na koroziju. Potrebni su neki opći dijelovi, kao što su opruge, lopatice parnih turbina, ventili hidrauličnih preša itd.
Ova vrsta čelika se koristi nakon kaljenja i otpuštanja, a žarenje je potrebno nakon kovanja i štancanja.
(2) Feritni čelik: 15% do 30% hroma. Njegova otpornost na koroziju, žilavost i zavarljivost povećavaju se s povećanjem sadržaja hroma, a otpornost na koroziju uzrokovanu hloridima je bolja od drugih vrsta nehrđajućeg čelika, kao što su Crl7, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti, Cr28, itd.
Zbog visokog sadržaja hroma, njegova otpornost na koroziju i otpornost na oksidaciju su relativno dobre, ali su mu mehanička svojstva i procesna svojstva loša. Uglavnom se koristi za konstrukcije otporne na kiseline s malim naponom i kao antioksidacijski čelik.
Ova vrsta čelika može biti otporna na koroziju atmosfere, azotne kiseline i rastvora soli, te ima karakteristike dobre otpornosti na oksidaciju na visokim temperaturama i malog koeficijenta termičkog širenja. Koristi se u opremi za azotnu kiselinu i fabrike hrane, a može se koristiti i za izradu dijelova koji rade na visokim temperaturama, kao što su dijelovi gasnih turbina itd.
(3) Austenitni čelik: Sadrži više od 18% hroma, a također sadrži i oko 8% nikla i malu količinu molibdena, titana, dušika i drugih elemenata. Dobre ukupne performanse, otporan na koroziju u različitim medijima.
Općenito se primjenjuje tretman rastvorom, odnosno čelik se zagrijava na 1050-1150 °C, a zatim hladi vodom ili zrakom kako bi se dobila jednofazna austenitna struktura.
(4) Austenitno-feritni (dupleks) nehrđajući čelik: Ima prednosti i austenitnog i feritnog nehrđajućeg čelika, te posjeduje superplastičnost. Austenit i ferit čine otprilike polovinu nehrđajućeg čelika.
U slučaju niskog sadržaja C, sadržaj Cr je 18% do 28%, a sadržaj Ni je 3% do 10%. Neki čelici također sadrže legirajuće elemente kao što su Mo, Cu, Si, Nb, Ti i N.
Ova vrsta čelika ima karakteristike i austenitnih i feritnih nehrđajućih čelika. U poređenju sa feritom, ima veću plastičnost i žilavost, ne krhkost na sobnoj temperaturi, značajno poboljšanu otpornost na interkristalnu koroziju i performanse zavarivanja, a istovremeno zadržava čvrstoću. Tijelo od nehrđajućeg čelika je krhko na 475°C, ima visoku toplinsku provodljivost i karakteristike superplastičnosti.
U poređenju sa austenitnim nehrđajućim čelikom, ima visoku čvrstoću i značajno poboljšanu otpornost na interkristalnu koroziju i koroziju uzrokovanu hloridima. Dupleks nehrđajući čelik ima odličnu otpornost na koroziju uzrokovanu rupicama, a ujedno je i nehrđajući čelik koji štedi nikl.
(5) Nehrđajući čelik koji se kali precipitacijom: matrica je austenit ili martenzit, a najčešće korištene vrste nehrđajućeg čelika koji se kali precipitacijom su 04Cr13Ni8Mo2Al i tako dalje. To je nehrđajući čelik koji se može očvrsnuti (ojačati) precipitacijskim očvršćavanjem (također poznato kao očvršćavanje starenjem).
Prema sastavu, dijeli se na hrom-nerđajući čelik, hrom-nikl-nerđajući čelik i hrom-mangan-azotni nerđajući čelik.
(1) Hromirani nehrđajući čelik ima određenu otpornost na koroziju (oksidirajuće kiseline, organske kiseline, kavitacija), otpornost na toplinu i otpornost na habanje, te se općenito koristi kao materijal za opremu u elektranama, hemikalijama i naftnoj industriji. Međutim, njegova zavarljivost je slaba i treba obratiti pažnju na proces zavarivanja i uslove termičke obrade.
(2) Tokom zavarivanja, hrom-nikl nehrđajući čelik se podvrgava ponovljenom zagrijavanju kako bi se istaložili karbidi, što će smanjiti otpornost na koroziju i mehanička svojstva.
(3) Čvrstoća, duktilnost, žilavost, oblikovljivost, zavarljivost, otpornost na habanje i koroziju hrom-manganskog nehrđajućeg čelika su dobre.
Složeniji problemi u zavarivanju nehrđajućeg čelika i uvod u upotrebu materijala i opreme
1. Zašto je zavarivanje nehrđajućeg čelika teško?
Odgovor: (1) Osjetljivost nehrđajućeg čelika na toplinu je relativno jaka, a vrijeme zadržavanja u temperaturnom rasponu od 450-850 °C je nešto duže, što značajno smanjuje otpornost zavara i zone utjecaja topline na koroziju;
(2) sklon termičkim pukotinama;
(3) Loša zaštita i jaka oksidacija na visokim temperaturama;
(4) Koeficijent linearnog širenja je velik i lako je proizvesti velike deformacije zavarivanja.
2. Koje efikasne tehnološke mjere se mogu poduzeti za zavarivanje austenitnog nehrđajućeg čelika?
Odgovor: (1) Strogo birajte materijale za zavarivanje prema hemijskom sastavu osnovnog metala;
(2) Brzo zavarivanje malom strujom, mala energija linije smanjuje unos toplote;
(3) Žica za zavarivanje tankog promjera, šipka za zavarivanje, bez zamaha, višeslojno višeprolazno zavarivanje;
(4) Prisilno hlađenje zavarenog šava i zone utjecaja topline radi smanjenja vremena zadržavanja na 450-850°C;
(5) Argonska zaštita na poleđini TIG zavara;
(6) Zavareni spojevi u kontaktu s korozivnim medijem se konačno zavaruju;
(7) Pasivizacijski tretman zavarenog šava i zone pod utjecajem topline.
3. Zašto bismo trebali odabrati žicu i elektrodu za zavarivanje serije 25-13 za zavarivanje austenitnog nehrđajućeg čelika, ugljičnog čelika i niskolegiranog čelika (zavarivanje raznorodnih čelika)?
Odgovor: Za zavarivanje zavarenih spojeva raznorodnih čelika koji spajaju austenitni nehrđajući čelik s ugljičnim čelikom i niskolegiranim čelikom, za zavarivanje se mora koristiti žica za zavarivanje serije 25-13 (309, 309L) i šipka za zavarivanje (austenitni 312, austenitni 307, itd.).
Ako se koriste drugi potrošni materijali za zavarivanje od nehrđajućeg čelika, martenzitna struktura i hladne pukotine će se pojaviti na liniji taljenja na strani ugljičnog i niskolegiranog čelika.
4. Zašto se za zavarivanje čvrstih žica od nehrđajućeg čelika koristi zaštitni plin 98%Ar+2%O2?
Odgovor: Tokom MIG zavarivanja pune žice od nehrđajućeg čelika, ako se čisti argon koristi kao zaštita, površinska napetost rastopljenog spoja je visoka, a zavar je loše oblikovan, pokazujući "grbavi" oblik zavara. Dodavanje 1 do 2% kisika može smanjiti površinsku napetost rastopljenog spoja, a zavar je gladak i lijep.
5. Zašto površina pune žice za zavarivanje nehrđajućeg čelika kod MIG zavara postaje crna? Kako riješiti ovaj problem?
Odgovor: Brzina MIG zavarivanja pune žice za zavarivanje nehrđajućeg čelika je relativno velika (30-60 cm/min). Kada mlaznica zaštitnog plina dođe do prednjeg područja rastopljenog zavara, zavareni spoj je još uvijek u usijanom stanju visoke temperature, koje se lako oksidira zrakom, a na površini se formiraju oksidi. Zavareni spojevi su crni. Metoda pasivizacije kiseljenjem može ukloniti crnu kožicu i vratiti originalnu površinsku boju nehrđajućeg čelika.
6. Zašto je za zavarivanje pune žice od nehrđajućeg čelika potrebno pulsirajuće napajanje kako bi se postigao prijelaz mlaza i zavarivanje bez prskanja?
Odgovor: Prilikom MIG zavarivanja punom žicom od nehrđajućeg čelika, žicom za zavarivanje φ1.2, kada je struja I ≥ 260 ~ 280A, može se ostvariti mlazni prijelaz; kapljica je kratkospojni prijelaz ako je vrijednost manja od ove, a prskanje je veliko, što se općenito ne preporučuje.
Samo korištenjem MIG napajanja s pulsom, pulsna kapljica može prelaziti s male na veliku specifikaciju (izaberite minimalnu ili maksimalnu vrijednost prema promjeru žice), zavarivanje bez prskanja.
7. Zašto je žica za zavarivanje nehrđajućeg čelika s fluksnom jezgrom zaštićena CO2 plinom umjesto pulsirajućim napajanjem?
Odgovor: Trenutno se često koristi žica za zavarivanje od nehrđajućeg čelika s fluksom (kao što su 308, 309, itd.), formula fluksa u žici za zavarivanje razvija se prema kemijskoj metalurškoj reakciji zavarivanja pod zaštitom CO2 plina, tako da općenito nema potrebe za pulsirajućim elektrolučnim napajanjem (napajanje s pulsom u osnovi treba koristiti miješani plin). Ako želite unaprijed ući u prijelaz kapljica, možete koristiti i pulsirajući izvor napajanja ili konvencionalni model zavarivanja u zaštitnom plinu sa miješanim plinom.
Vrijeme objave: 24. mart 2023.