Roostevaba teras (roostevaba teras)on roostevaba happekindla terase lühend ja roostevabaks teraseks nimetatakse terasetüüpe, mis on vastupidavad nõrkadele söövitavatele keskkondadele, nagu õhk, aur, vesi või millel on roostevabad omadused.
Mõiste "roostevaba teras"ei viita lihtsalt ühele roostevaba terase liigile, vaid enam kui sajale tööstusliku roostevaba terase liigile, millest igaühel on oma konkreetses rakendusvaldkonnas head omadused.
Need kõik sisaldavad 17–22% kroomi ja paremad teraseklassid sisaldavad ka niklit. Molübdeeni lisamine võib veelgi parandada atmosfääri korrosiooni, eriti kloriidi sisaldavas atmosfääris korrosioonikindlust.
Roostevaba terase klassifikatsioon
1. Mis on roostevaba teras ja happekindel teras?
Vastus: Roostevaba teras on lühend sõnadest roostevaba happekindel teras, mis on vastupidav nõrkadele söövitavatele keskkondadele, nagu õhk, aur, vesi või roostevaba teras. Korrodeerunud teraseklasse nimetatakse happekindlateks terasteks.
Nende kahe erineva keemilise koostise tõttu on ka korrosioonikindlus erinev. Tavaline roostevaba teras ei ole üldiselt keemilise keskkonna korrosioonikindel, samas kui happekindel teras on üldiselt roostevaba.
2. Kuidas roostevaba terast klassifitseerida?
Vastus: Organisatsioonilise oleku järgi saab seda jagada martensiitseks teraseks, feriitseks teraseks, austeniitseks teraseks, austeniitseks-feriitseks (dupleks) roostevabaks teraseks ja sademetega karastatavaks roostevabaks teraseks.
(1) Martensiitteras: kõrge tugevus, kuid halb plastsus ja keevitatavus.
Martensiitse roostevaba terase tavaliselt kasutatavad klassid on 1Cr13, 3Cr13 jne. Tänu kõrgele süsinikusisaldusele on sellel kõrge tugevus, kõvadus ja kulumiskindlus, kuid korrosioonikindlus on veidi halb. Seda kasutatakse kõrgete mehaaniliste omaduste ja korrosioonikindluse tagamiseks. Vajalikud on mõned üldised osad, näiteks vedrud, auruturbiini labad, hüdraulilised pressventiilid jne.
Seda tüüpi terast kasutatakse pärast karastamist ja noolutamist ning pärast sepistamist ja stantsimist on vaja lõõmutamist.
(2) Ferriitteras: 15–30% kroomi. Selle korrosioonikindlus, sitkus ja keevitatavus suurenevad kroomi sisalduse suurenemisega ning kloriidipingekorrosioonikindlus on parem kui muud tüüpi roostevabal terasel, näiteks Crl7, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti, Cr28 jne.
Tänu suurele kroomisisaldusele on selle korrosioonikindlus ja oksüdatsioonikindlus suhteliselt head, kuid mehaanilised omadused ja töötlemisomadused on halvad. Seda kasutatakse enamasti vähese pingega happekindlate konstruktsioonide ja oksüdatsioonivastase terasena.
Seda tüüpi teras peab vastu atmosfääri, lämmastikhappe ja soolalahuse korrosioonile ning sellel on hea kõrge temperatuuriga oksüdatsioonikindlus ja väike soojuspaisumistegur. Seda kasutatakse lämmastikhappe ja toiduainete tehase seadmetes ning seda saab kasutada ka kõrgetel temperatuuridel töötavate osade, näiteks gaasiturbiini osade jms valmistamiseks.
(3) Austeniitne teras: sisaldab üle 18% kroomi, umbes 8% niklit ja väikest kogust molübdeeni, titaani, lämmastikku ja muid elemente. Hea üldine jõudlus, vastupidav mitmesugustele keskkondadele.
Üldiselt kasutatakse lahusetöötlust, st terast kuumutatakse temperatuurini 1050–1150 °C ja seejärel jahutatakse veega või õhkjahutusega, et saada ühefaasiline austeniitstruktuur.
(4) Austeniit-feriitne (dupleks) roostevaba teras: Sellel on nii austeniitse kui ka feriitse roostevaba terase eelised ja üliplastilisus. Austeniit ja ferriit moodustavad kumbki umbes poole roostevaba terase koostisest.
Madala C-sisalduse korral on Cr-sisaldus 18–28% ja Ni-sisaldus 3–10%. Mõned terased sisaldavad ka legeerelemente nagu Mo, Cu, Si, Nb, Ti ja N.
Seda tüüpi terasel on nii austeniitse kui ka feriitse roostevaba terase omadused. Võrreldes ferriidiga on sellel suurem plastsus ja sitkus, puudub toatemperatuuril haprus, oluliselt paraneb teradevaheline korrosioonikindlus ja keevitusomadused, säilitades samal ajal rauasisalduse. Roostevaba teras on 475 °C juures habras, sellel on kõrge soojusjuhtivus ja üliplastilisuse omadused.
Võrreldes austeniitse roostevaba terasega on sellel suurem tugevus ja oluliselt parem vastupidavus teradevahelisele korrosioonile ja kloriidipingekorrosioonile. Dupleks-roostevabal terasel on suurepärane punktkorrosioonikindlus ja see on ka niklit säästev roostevaba teras.
(5) Sademetega karastatav roostevaba teras: maatriks on austeniit või martensiit ning sademetega karastatava roostevaba terase tavaliselt kasutatavad klassid on 04Cr13Ni8Mo2Al jne. See on roostevaba teras, mida saab karastada (tugevdada) sademetega karastamise (tuntud ka kui vananemiskarastamine) abil.
Koostise järgi jaguneb see kroomroostevabaks teraseks, kroomnikkelroostevabaks teraseks ja kroommangaanlämmastikroostevabaks teraseks.
(1) Kroomroostevabal terasel on teatav korrosioonikindlus (oksüdeeriv hape, orgaaniline hape, kavitatsioon), kuumakindlus ja kulumiskindlus ning seda kasutatakse üldiselt elektrijaamade, kemikaalide ja nafta seadmete materjalina. Selle keevitatavus on aga halb ning keevitusprotsessile ja kuumtöötlustingimustele tuleks pöörata tähelepanu.
(2) Keevitamise ajal kuumutatakse kroomnikkel-roostevaba terast korduvalt karbiidide sadestamiseks, mis vähendab korrosioonikindlust ja mehaanilisi omadusi.
(3) Kroom-mangaan roostevaba terase tugevus, venivus, sitkus, vormitavus, keevitatavus, kulumiskindlus ja korrosioonikindlus on head.
Roostevaba terase keevitamise keerulised probleemid ja materjalide ja seadmete kasutamise tutvustus.
1. Miks on roostevaba terase keevitamine keeruline?
Vastus: (1) Roostevaba terase kuumustundlikkus on suhteliselt tugev ja selle viibimisaeg temperatuurivahemikus 450–850 °C on veidi pikem ning keevisõmbluse ja kuumusega mõjutatud tsooni korrosioonikindlus väheneb oluliselt;
(2) kalduvus termilistele pragudele;
(3) Halb kaitse ja tugev kõrgel temperatuuril oksüdeerumine;
(4) Lineaarne paisumistegur on suur ja keevitusdeformatsiooni on lihtne tekitada.
2. Milliseid tõhusaid tehnoloogilisi meetmeid saab austeniitse roostevaba terase keevitamiseks võtta?
Vastus: (1) Valige keevitusmaterjalid rangelt vastavalt põhimetalli keemilisele koostisele;
(2) Kiire keevitamine väikese voolutugevuse ja väikese liinienergiaga vähendab soojuskoormust;
(3) Õhukese läbimõõduga keevitustraat, keevitusvarras, ilma kiikumiseta, mitmekihiline mitmekäiguline keevitus;
(4) Keevisõmbluse ja kuummõjutsooni sundjahutamine, et vähendada viibimisaega temperatuuril 450–850 °C;
(5) Argoonikaitse TIG-keevituse tagaküljel;
(6) Söövitava keskkonnaga kokkupuutuvad keevisõmblused keevitatakse lõpuks kokku;
(7) Keevisõmbluse ja kuummõjutsooni passiivtöötlus.
3. Miks peaksime austeniitse roostevaba terase, süsinikterase ja madallegeeritud terase keevitamiseks (erineva terase keevitamine) valima 25-13 seeria keevitustraadi ja -elektroodi?
Vastus: Erinevate teraste keevitusliidete puhul, mis ühendavad austeniitset roostevaba terast süsinikterase ja madallegeeritud terasega, tuleb keevisõmbluse metallina kasutada 25-13 seeria keevitustraati (309, 309L) ja keevitusvarda (austeniit 312, austeniit 307 jne).
Kui kasutatakse muid roostevabast terasest keevitustarvikuid, tekivad süsinikterase ja madallegeeritud terase küljel sulamisjoonele martensiitsed struktuurid ja külmpraod.
4. Miks kasutatakse roostevabast terasest keevitustraadi puhul 98%Ar + 2%O2 kaitsegaasi?
Vastus: Kui tahke roostevaba terastraadi MIG-keevitamisel kasutatakse varjestuseks puhast argooni, on sulavanni pindpinevus kõrge ja keevisõmblus on halvasti vormitud, näidates "küürkeevisõmbluse" kuju. 1–2% hapniku lisamine võib vähendada sulavanni pindpinevust ning keevisõmblus on sile ja ilus.
5. Miks tahke roostevabast terasest keevitustraadi MIG-keevituse pind mustaks läheb? Kuidas seda probleemi lahendada?
Vastus: Roostevabast terasest keevitustraadi MIG-keevituskiirus on suhteliselt suur (30–60 cm/min). Kui kaitsegaasi otsik on jõudnud esisulamispiirkonda, on keevisõmblus endiselt kõrgel temperatuuril punast kuumust, õhu käes kergesti oksüdeerudes ja pinnale tekivad oksiidid. Keevisõmblused on mustad. Marineerimis-passivatsioonimeetodi abil saab eemaldada musta kihi ja taastada roostevaba terase algse pinnavärvi.
6. Miks peab roostevabast terasest keevitustraadi puhul joa ülemineku ja pritsmevaba keevituse saavutamiseks kasutama impulsstoiteallikat?
Vastus: Kui MIG-keevitatakse täisroostevabast terasest traati φ1.2 ja voolutugevus I ≥ 260 ~ 280A juures, on võimalik saavutada joa üleminek; sellest väärtusest väiksemad tilgad on lühise üleminekuga ja pritsmed on suured, mida üldiselt ei soovitata.
Ainult impulss-MIG-toiteallika kasutamisel on võimalik impulsspiiskade üleminek väikeselt spetsifikatsioonilt suurele spetsifikatsioonile (vali minimaalne või maksimaalne väärtus vastavalt traadi läbimõõdule) ja pritsmevaba keevitamine.
7. Miks on täiturtäidisega roostevabast terasest keevitustraat kaitstud CO2 gaasiga impulsstoiteallika asemel?
Vastus: Praegu kasutatakse tavaliselt roostevabast terasest keevitustraati (näiteks 308, 309 jne), mille keevitustraadi keevitusvoo valem on välja töötatud vastavalt keevituse keemilisele metallurgilisele reaktsioonile CO2 gaasi kaitse all, seega üldiselt pole vaja impulsskaarkeevitustoiteallikat (impulsstoiteallikas peab põhimõtteliselt kasutama segagaasi). Kui soovite tilkade üleminekut eelnevalt sisestada, võite kasutada ka impulsstoiteallikat või tavapärast gaasivarjestusega keevitusmudelit segagaasiga keevitamiseks.
Postituse aeg: 24. märts 2023