נירוסטה (נירוסטה)הוא קיצור של פלדה עמידה בחומצה אל חלד, וכיתות הפלדה העמידות בפני מדיה קורוזיבית חלשה כמו אוויר, קיטור, מים, או בעלות תכונות אל חלד נקראות פלדת אל חלד.
המונח "נירוסטה"לא מתייחס רק לסוג אחד של פלדת אל-חלד, אלא ליותר ממאה סוגים של פלדת אל-חלד תעשייתית, שלכל אחד מהם ביצועים טובים בתחום היישום הספציפי שלו.
כולם מכילים 17 עד 22% כרום, וגם פלדה בדרגות טובות יותר מכילה ניקל. הוספת מוליבדן יכולה לשפר עוד יותר את הקורוזיה האטמוספרית, במיוחד את העמידות בפני קורוזיה באטמוספרות המכילות כלוריד.
סיווג של נירוסטה
1. מהי נירוסטה ופלדה עמידה בחומצה?
תשובה: פלדת אל-חלד היא קיצור של פלדת אל-חלד עמידה בחומצה, שהיא עמידה בפני חומרים קורוזיביים חלשים כמו אוויר, קיטור, מים, או פלדת אל-חלד. סוגי פלדה שעברו קורוזיה נקראים פלדות עמידות בחומצה.
בשל ההבדל בהרכב הכימי של השניים, עמידותם בפני קורוזיה שונה. נירוסטה רגילה בדרך כלל אינה עמידה בפני קורוזיה של חומרים כימיים, בעוד שפלדה עמידה בחומצה היא בדרך כלל נירוסטה.
2. כיצד לסווג נירוסטה?
תשובה: לפי המצב הארגוני, ניתן לחלק אותה לפלדה מרטנזיטית, פלדה פריטית, פלדה אוסטניטית, פלדת אל-חלד אוסטניטית-פריטית (דופלקס) ופלדת אל-חלד מתקשה במשקעים.
(1) פלדה מרטנזיטית: חוזק גבוה, אך גמישות ויכולת ריתוך ירודים.
הדרגות הנפוצות של פלדת אל-חלד מרטנזיטית הן 1Cr13, 3Cr13 וכו'. בשל תכולת הפחמן הגבוהה שלה, יש לה חוזק גבוה, קשיות ועמידות בפני שחיקה, אך עמידות בפני קורוזיה נמוכה במקצת, והיא משמשת בשל תכונות מכניות גבוהות ועמידות בפני קורוזיה. נדרשים חלקים כלליים מסוימים, כגון קפיצים, להבי טורבינת קיטור, שסתומי מכבש הידראוליים וכו'.
סוג זה של פלדה משמש לאחר מרווה וריפוי, וחישול נדרש לאחר זיוף והטבעה.
(2) פלדה פריטית: 15% עד 30% כרום. עמידותה בפני קורוזיה, קשיחותה ויכולת הריתוך שלה עולים עם העלייה בתכולת הכרום, ועמידותה בפני קורוזיית מאמץ כלוריד טובה יותר מסוגים אחרים של פלדת אל-חלד, כגון Crl7, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti, Cr28 וכו'.
בשל תכולת הכרום הגבוהה שלו, עמידותו בפני קורוזיה ועמידותו בפני חמצון טובות יחסית, אך תכונותיו המכניות ותכונותיו בתהליך ירודות. הוא משמש בעיקר למבנים עמידים בחומצה עם מעט מאמץ וכפלדה נוגדת חמצון.
פלדה מסוג זה עמידה בפני קורוזיה של האטמוספרה, חומצה חנקתית ותמיסת מלח, ויש לה מאפיינים של עמידות טובה לחמצון בטמפרטורה גבוהה ומקדם התפשטות תרמית קטן. היא משמשת בחומצה חנקתית ובציוד של מפעלי מזון, וניתן להשתמש בה גם לייצור חלקים הפועלים בטמפרטורות גבוהות, כגון חלקי טורבינות גז וכו'.
(3) פלדה אוסטנית: מכילה יותר מ-18% כרום, וגם כ-8% ניקל וכמות קטנה של מוליבדן, טיטניום, חנקן ויסודות אחרים. ביצועים טובים בסך הכל, עמידה בפני קורוזיה על ידי חומרים שונים.
באופן כללי, טיפול בתמיסה מאומץ, כלומר, הפלדה מחוממת ל-1050-1150 מעלות צלזיוס, ולאחר מכן מקוררת במים או באוויר כדי לקבל מבנה אוסטניט חד פאזי.
(4) פלדת אל-חלד אוסטניטית-פריטית (דופלקס): יש לה את היתרונות של פלדת אל-חלד אוסטניטית ופריטית כאחד, והיא בעלת פלסטיות-על. אוסטניט ופריט מהווים כל אחד כמחצית מפלדת אל-חלד.
במקרה של תכולת C נמוכה, תכולת Cr היא 18% עד 28%, ותכולת Ni היא 3% עד 10%. חלק מהפלדות מכילות גם יסודות סגסוגת כגון Mo, Cu, Si, Nb, Ti ו-N.
לסוג פלדה זה יש את המאפיינים של פלדות אל חלד אוסטניטיות ופריטיות כאחד. בהשוואה לפריט, יש לה פלסטיות וקשיחות גבוהות יותר, אינה שבירה בטמפרטורת החדר, עמידות בפני קורוזיה בין-גרגירית וביצועי ריתוך משופרים משמעותית, תוך שמירה על ברזל. גוף הפלדה אל חלד שביר ב-475 מעלות צלזיוס, בעל מוליכות תרמית גבוהה ומאפיינים של סופר-פלסטיות.
בהשוואה לפלדת אל-חלד אוסטניטית, יש לה חוזק גבוה ועמידות משופרת משמעותית בפני קורוזיה בין-גרגירית וקורוזיית מאמץ כלוריד. לפלדת אל-חלד דופלקס עמידות מצוינת בפני קורוזיה נקודתית והיא גם פלדת אל-חלד חוסכת ניקל.
(5) פלדת אל-חלד הקשחת משקעים: המטריצה היא אוסטניט או מרטנזיט, והדרגות הנפוצות של פלדת אל-חלד הקשחת משקעים הן 04Cr13Ni8Mo2Al וכן הלאה. זוהי פלדת אל-חלד שניתן להקשיח (לחזק) על ידי הקשחת משקעים (הידועה גם כהקשחת גיל).
על פי ההרכב, הוא מחולק לפלדת אל-חלד כרום, פלדת אל-חלד כרום-ניקל ופלדת אל-חלד כרום-מנגן חנקן.
(1) לפלדת אל-חלד כרום יש עמידות מסוימת בפני קורוזיה (חומצה מחמצנת, חומצה אורגנית, קוויטציה), עמידות בחום ועמידות בפני שחיקה, והיא משמשת בדרך כלל כחומרי ציוד לתחנות כוח, כימיקלים ונפט. עם זאת, יכולת הריתוך שלה ירודה, ויש לשים לב לתהליך הריתוך ולתנאי הטיפול בחום.
(2) במהלך הריתוך, פלדת אל-חלד כרום-ניקל עוברת חימום חוזר כדי להפיק קרבידים, מה שיפחית את עמידות הקורוזיה ואת התכונות המכניות.
(3) החוזק, הגמישות, הקשיחות, יכולת העיצוב, יכולת הריתוך, עמידות השחיקה ועמידות בפני קורוזיה של פלדת אל-חלד כרום-מנגן טובים.
בעיות קשות בריתוך פלדות אל-חלד ומבוא לשימוש בחומרים ובציוד
1. מדוע ריתוך פלדת אל-חלד קשה?
תשובה: (1) רגישות החום של פלדת אל-חלד חזקה יחסית, וזמן השהייה בטווח הטמפרטורות של 450-850 מעלות צלזיוס ארוך מעט יותר, ועמידות הקורוזיה של הריתוך והאזור המושפע מחום תפחת באופן משמעותי;
(2) נוטה לסדקים תרמיים;
(3) הגנה לקויה וחמצון חמור בטמפרטורה גבוהה;
(4) מקדם ההתפשטות הליניארית גדול, וקל לייצר עיוות ריתוך גדול.
2. אילו אמצעים טכנולוגיים יעילים ניתן לנקוט לריתוך פלדת אל-חלד אוסטניטית?
תשובה: (1) יש לבחור בקפדנות חומרי ריתוך בהתאם להרכב הכימי של מתכת הבסיס;
(2) ריתוך מהיר עם זרם קטן, אנרגיית קו קטנה מפחיתה את כניסת החום;
(3) חוט ריתוך דק קוטר, מוט ריתוך, ללא נדנדה, ריתוך רב שכבתי רב-מעברי;
(4) קירור מאולץ של תפר הריתוך והאזור המושפע מחום כדי להפחית את זמן השהייה בטמפרטורה של 450-850 מעלות צלזיוס;
(5) הגנה מפני ארגון בגב ריתוך ה-TIG;
(6) הריתוכים הבאים במגע עם התווך הקורוזי מרותכים לבסוף;
(7) טיפול פסיבציה של תפר הריתוך והאזור המושפע מחום.
3. מדוע עלינו לבחור חוט ואלקטרודה ריתוך מסדרה 25-13 לריתוך פלדת אל-חלד אוסטניטית, פלדת פחמן ופלדת סגסוגת נמוכה (ריתוך פלדות שונות)?
תשובה: ריתוך חיבורים מרותכים מפלדה שונה המחברים פלדת אל-חלד אוסטניטית עם פלדת פחמן ופלדת סגסוגת נמוכה, מתכת הריתוך חייבת להשתמש בחוט ריתוך מסדרה 25-13 (309, 309L) ובמוט ריתוך (אוסטניטית 312, אוסטניטית 307 וכו').
אם משתמשים בחומרי ריתוך אחרים מפלדת אל-חלד, יופיעו מבנה מרטנזיטי וסדקים קרים בקו ההיתוך בצד של פלדת פחמן ופלדת סגסוגת נמוכה.
4. מדוע חוטי ריתוך מפלדת אל-חלד מוצקה משתמשים בגז מגן 98%Ar+2%O2?
תשובה: במהלך ריתוך MIG של חוט נירוסטה מוצק, אם משתמשים בגז ארגון טהור למיגון, מתח הפנים של הבריכה המותכת גבוה, והריתוך אינו מעוצב בצורה טובה, ומציג צורת ריתוך "גבנון". הוספת 1 עד 2% חמצן יכולה להפחית את מתח הפנים של הבריכה המותכת, ותפר הריתוך חלק ויפה.
5. מדוע פני השטח של חוט ריתוך מפלדת אל-חלד מוצקה בריתוך MIG משחירים? כיצד לפתור בעיה זו?
תשובה: מהירות ריתוך ה-MIG של חוט ריתוך מפלדת אל-חלד מלאה היא יחסית מהירה (30-60 ס"מ/דקה). כאשר זרבובית הגז המגן מגיעה לאזור בריכת ההיתוך הקדמית, תפר הריתוך עדיין נמצא במצב לוהט בטמפרטורה גבוהה, אשר מתחמצן בקלות על ידי האוויר, ונוצרות תחמוצות על פני השטח. הריתוכים שחורים. שיטת הפסיבציה של החמצה יכולה להסיר את השכבה השחורה ולהחזיר את צבע פני השטח המקורי של פלדת אל-חלד.
6. מדוע חוט ריתוך מפלדת אל-חלד מוצק צריך להשתמש באספקת חשמל פולסת כדי להשיג מעבר סילון וריתוך ללא התזות?
תשובה: בעת ריתוך MIG בחוט נירוסטה מוצק, כאשר חוט ריתוך φ1.2, כאשר הזרם I ≥ 260 ~ 280A, ניתן לממש מעבר סילון; הטיפות הן מעבר קצר חשמלי קטן מערך זה, וההתזה גדולה, בדרך כלל לא מומלץ.
רק באמצעות ספק כוח MIG עם פולסים, טיפת הפולס יכולה לעבור ממפרט קטן למפרט גדול (בחרו את הערך המינימלי או המקסימלי בהתאם לקוטר החוט), ריתוך ללא התזות.
7. מדוע חוט הריתוך מפלדת אל-חלד עם ליבת פלסוקס מוגן על ידי גז CO2 במקום על ידי ספק כוח פולסים?
תשובה: כיום, חוט ריתוך מפלדת אל-חלד עם ליבת שטף (כגון 308, 309 וכו') נפוץ בשימוש. נוסחת שטף הריתוך בחוט הריתוך מפותחת בהתאם לתגובה הכימית המתכתית של הריתוך תחת הגנה של גז CO2, כך שבאופן כללי, אין צורך באספקת חשמל לריתוך קשת פעימה (אספקת החשמל עם פולסים צריכה להשתמש בגז מעורב). אם ברצונכם להיכנס למעבר טיפות מראש, ניתן גם להשתמש באספקת חשמל פולסים או במודל ריתוך קונבנציונלי עם מוגן גז וריתוך גז מעורב.
זמן פרסום: 24 במרץ 2023