Nerezová ocel (nerezová ocel)je zkratka pro nerezovou kyselinovzdornou ocel a druhy ocelí, které jsou odolné vůči slabým korozivním médiím, jako je vzduch, pára, voda, nebo mají nerezové vlastnosti, se nazývají nerezová ocel.
Termín "nerez„nevztahuje se pouze na jeden druh nerezové oceli, ale na více než sto druhů průmyslové nerezové oceli, z nichž každý má dobré vlastnosti ve své specifické oblasti použití.“
Všechny obsahují 17 až 22 % chromu a lepší druhy oceli také nikl. Přidání molybdenu může dále zlepšit atmosférickou korozi, zejména odolnost proti korozi v atmosféře obsahující chloridy.
Klasifikace nerezové oceli
1. Co je nerezová ocel a kyselinovzdorná ocel?
Odpověď: Nerezová ocel je zkratka pro nerezovou kyselinovzdornou ocel, která je odolná vůči slabým korozivním médiím, jako je vzduch, pára, voda, nebo je nerezová ocel. Korodované druhy oceli se nazývají kyselinovzdorné oceli.
Vzhledem k rozdílnému chemickému složení těchto dvou materiálů se liší i jejich odolnost proti korozi. Běžná nerezová ocel obecně není odolná vůči korozi v chemickém prostředí, zatímco kyselinovzdorná ocel je obecně nerezová.
2. Jak klasifikovat nerezovou ocel?
Odpověď: Podle organizačního stavu se dělí na martenzitickou ocel, feritickou ocel, austenitická ocel, austeniticko-feritickou (duplexní) nerezovou ocel a precipitačně kalitelnou nerezovou ocel.
(1) Martenzitická ocel: vysoká pevnost, ale špatná plasticita a svařitelnost.
Běžně používané jakosti martenzitické nerezové oceli jsou 1Cr13, 3Cr13 atd. Díky vysokému obsahu uhlíku má vysokou pevnost, tvrdost a odolnost proti opotřebení, ale odolnost proti korozi je mírně nízká a používá se pro vysoké mechanické vlastnosti a odolnost proti korozi. Jsou vyžadovány některé obecné součásti, jako jsou pružiny, lopatky parních turbín, ventily hydraulických lisů atd.
Tento typ oceli se používá po kalení a popouštění a po kování a ražení je nutné žíhání.
(2) Feritická ocel: 15 % až 30 % chromu. Její odolnost proti korozi, houževnatost a svařitelnost se zvyšují se zvyšujícím se obsahem chromu a její odolnost vůči korozi v důsledku chloridového napětí je lepší než u jiných typů nerezové oceli, jako je Crl7, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti, Cr28 atd.
Vzhledem k vysokému obsahu chromu je jeho odolnost proti korozi a oxidaci relativně dobrá, ale jeho mechanické vlastnosti a procesní vlastnosti jsou špatné. Používá se většinou pro kyselinovzdorné konstrukce s nízkým namáháním a jako antioxidační ocel.
Tento typ oceli odolává korozi v atmosféře, kyselině dusičné a solných roztokech a vyznačuje se dobrou odolností proti oxidaci za vysokých teplot a malým koeficientem tepelné roztažnosti. Používá se v zařízeních pro výrobu kyseliny dusičné a potravinářských továren a lze ji také použít k výrobě součástí pracujících při vysokých teplotách, jako jsou součásti plynových turbín atd.
(3) Austenitická ocel: Obsahuje více než 18 % chromu a také asi 8 % niklu a malé množství molybdenu, titanu, dusíku a dalších prvků. Celkově má dobrý výkon a je odolná vůči korozi v různých médiích.
Obecně se používá rozpouštěcí úprava, tj. ocel se zahřeje na 1050-1150 °C a poté se ochladí vodou nebo vzduchem, aby se získala jednofázová austenitická struktura.
(4) Austeniticko-feritická (duplexní) nerezová ocel: Má výhody austenitické i feritické nerezové oceli a má superplasticitu. Austenit a ferit tvoří přibližně polovinu nerezové oceli.
V případě nízkého obsahu C je obsah Cr 18 % až 28 % a obsah Ni 3 % až 10 %. Některé oceli také obsahují legující prvky, jako je Mo, Cu, Si, Nb, Ti a N.
Tento typ oceli má vlastnosti austenitických i feritických nerezových ocelí. Ve srovnání s feritem má vyšší plasticitu a houževnatost, žádnou křehkost při pokojové teplotě, výrazně lepší odolnost proti mezikrystalové korozi a svařovací vlastnosti a zároveň si zachovává vlastnosti železa. Tělesná nerezová ocel je křehká při 475 °C, má vysokou tepelnou vodivost a vlastnosti superplasticity.
Ve srovnání s austenitickou nerezovou ocelí má vysokou pevnost a výrazně lepší odolnost vůči mezikrystalové korozi a korozi způsobené chloridovým napětím. Duplexní nerezová ocel má vynikající odolnost proti bodové korozi a je také nerezovou ocelí šetřící nikl.
(5) Nerezová ocel s precipitačním zpevněním: matrice je austenit nebo martenzit a běžně používané jakosti nerezové oceli s precipitačním zpevněním jsou 04Cr13Ni8Mo2Al atd. Jedná se o nerezovou ocel, kterou lze zpevnit precipitačním zpevněním (také známé jako zpevnění stárnutím).
Podle složení se dělí na chrom-nerezovou ocel, chrom-niklovou nerezovou ocel a chrom-mangan-dusíkatou nerezovou ocel.
(1) Chromová nerezová ocel má určitou odolnost proti korozi (oxidační kyseliny, organické kyseliny, kavitace), tepelnou odolnost a odolnost proti opotřebení a obecně se používá jako materiál pro zařízení elektráren, chemikálií a ropného průmyslu. Její svařitelnost je však špatná a je třeba věnovat pozornost svařovacímu procesu a podmínkám tepelného zpracování.
(2) Během svařování je chromniklová nerezová ocel opakovaně zahřívána, čímž se vysrážejí karbidy, což snižuje odolnost proti korozi a mechanické vlastnosti.
(3) Pevnost, tažnost, houževnatost, tvařitelnost, svařitelnost, odolnost proti opotřebení a korozi chrommanganové nerezové oceli jsou dobré.
Obtížné problémy při svařování nerezové oceli a úvod do používání materiálů a zařízení
1. Proč je svařování nerezové oceli obtížné?
Odpověď: (1) Tepelná citlivost nerezové oceli je relativně silná a doba zdržení v teplotním rozsahu 450-850 °C je o něco delší, což výrazně snižuje korozní odolnost svaru a tepelně ovlivněné zóny;
(2) náchylné k tepelným trhlinám;
(3) Špatná ochrana a silná oxidace při vysokých teplotách;
(4) Koeficient lineární roztažnosti je velký a snadno se vytvoří velká deformace svařováním.
2. Jaká účinná technologická opatření lze přijmout pro svařování austenitické nerezové oceli?
Odpověď: (1) Svařovací materiály vybírejte striktně podle chemického složení základního kovu;
(2) Rychlé svařování s malým proudem a malou energií v síti snižuje příkon tepla;
(3) Tenký svařovací drát, svařovací tyč, bez kývání, vícevrstvé vícevrstvé svařování;
(4) Nucené ochlazování svarového švu a tepelně ovlivněné zóny za účelem zkrácení doby zdržení při 450–850 °C;
(5) Argonová ochrana na zadní straně svaru TIG;
(6) Svary, které jsou v kontaktu s korozivním médiem, se nakonec svaří;
(7) Pasivační úprava svarového švu a tepelně ovlivněné zóny.
3. Proč bychom si měli pro svařování austenitické nerezové oceli, uhlíkové oceli a nízkolegované oceli (svařování rozdílných ocelí) zvolit svařovací drát a elektrodu řady 25-13?
Odpověď: Pro svařování svarových spojů různých ocelí spojujících austenitické nerezové oceli s uhlíkovou ocelí a nízkolegovanou ocelí musí být jako navařený kov použit svařovací drát řady 25-13 (309, 309L) a svařovací tyč (austenitická 312, austenitická 307 atd.).
Pokud se použijí jiné svařovací materiály z nerezové oceli, na linii svařování se na straně uhlíkové a nízkolegované oceli objeví martenzitická struktura a studené trhliny.
4. Proč se u plných svařovacích drátů z nerezové oceli používá ochranný plyn 98 % Ar + 2 % O2?
Odpověď: Při MIG svařování plného nerezového drátu, pokud se jako stínění použije čistý argonový plyn, je povrchové napětí roztavené lázně vysoké a svar se špatně tvaruje, vykazuje „hrbovitý“ tvar svaru. Přidání 1 až 2 % kyslíku může snížit povrchové napětí roztavené lázně a svarový šev je hladký a krásný.
5. Proč povrch plného svařovacího drátu z nerezové oceli při MIG svařování zčerná? Jak tento problém vyřešit?
Odpověď: Rychlost svařování MIG u plného svařovacího drátu z nerezové oceli je relativně vysoká (30-60 cm/min). Když tryska ochranného plynu dosáhne přední oblasti tavné lázně, svar je stále v rozžhaveném stavu s vysokou teplotou, který se snadno oxiduje vzduchem a na povrchu se tvoří oxidy. Svary jsou černé. Metoda moření a pasivace může odstranit černou slupku a obnovit původní barvu povrchu nerezové oceli.
6. Proč musí být u plného svařovacího drátu z nerezové oceli k dosažení přechodu trysky a svařování bez rozstřiku používán pulzní zdroj napájení?
Odpověď: Při svařování MIG drátem z nerezové oceli s plným drátem o průměru φ1,2 a proudem I ≥ 260 ~ 280 A lze dosáhnout přechodu proudu; při menší hodnotě proudu dochází ke zkratovému přechodu kapky a rozstřiku je velký, což se obecně nedoporučuje.
Pouze při použití MIG napájecího zdroje s pulzním režimem je možné dosáhnout přechodu pulzní kapky z malé specifikace na velkou specifikaci (minimální nebo maximální hodnotu zvolte podle průměru drátu) a svařování bez rozstřiku.
7. Proč je svařovací drát z nerezové oceli s tavidlovým jádrem chráněn plynem CO2 místo pulzního napájení?
Odpověď: V současné době se běžně používá svařovací drát z nerezové oceli s plněným tavidlem (jako například 308, 309 atd.). Složení svařovacího tavidla ve svařovacím drátu se vyvíjí podle chemické metalurgické reakce svařování pod ochranou plynu CO2, takže obecně není potřeba pulzní obloukové svařování (pulzní napájení v podstatě vyžaduje použití směsného plynu). Pokud chcete předem vstoupit do přechodu kapek, můžete také použít pulzní napájení nebo konvenční model svařování v ochranné atmosféře plynu se svařováním směsným plynem.
Čas zveřejnění: 24. března 2023