Nerūdijantis plienas (nerūdijantis plienas)yra nerūdijančio plieno santrumpa, reiškianti rūgščiai atsparų plieną, o plieno rūšys, atsparios silpnoms korozinėms terpėms, tokioms kaip oras, garai, vanduo, arba turinčios nerūdijančio plieno savybių, vadinamos nerūdijančiu plienu.
Terminas „nerūdijančio plieno„nereiškia tiesiog vienos rūšies nerūdijančio plieno, bet reiškia daugiau nei šimtą pramoninio nerūdijančio plieno rūšių, kurių kiekvienas pasižymi geromis eksploatacinėmis savybėmis konkrečioje taikymo srityje.“
Juose visuose yra 17–22 % chromo, o geresnėse plieno rūšyse taip pat yra nikelio. Molibdeno pridėjimas gali dar labiau pagerinti atmosferos koroziją, ypač atsparumą korozijai chloridų turinčioje atmosferoje.
Nerūdijančio plieno klasifikacija
1. Kas yra nerūdijantis plienas ir rūgštims atsparus plienas?
Atsakymas: Nerūdijantis plienas yra nerūdijančio plieno, atsparaus rūgštims, santrumpa, kuris yra atsparus silpnoms korozinėms terpėms, tokioms kaip oras, garai, vanduo, arba turi nerūdijančio plieno. Koroduotos plieno rūšys vadinamos rūgštims atspariais plienais.
Dėl skirtingos cheminės sudėties skiriasi ir jų atsparumas korozijai. Įprastas nerūdijantis plienas paprastai nėra atsparus cheminei terpės korozijai, o rūgštims atsparus plienas paprastai yra nerūdijantis.
2. Kaip klasifikuoti nerūdijantį plieną?
Atsakymas: Pagal organizacinę būseną jį galima suskirstyti į martensitinį plieną, feritinį plieną, austenitinį plieną, austenitinį-feritinį (dupleksinį) nerūdijantį plieną ir nusodinimo būdu grūdintą nerūdijantį plieną.
(1) Martensitinis plienas: didelis stiprumas, bet prastas plastiškumas ir suvirinamumas.
Dažniausiai naudojamos martensitinio nerūdijančio plieno rūšys yra 1Cr13, 3Cr13 ir kt. Dėl didelio anglies kiekio jis pasižymi dideliu stiprumu, kietumu ir atsparumu dilimui, tačiau atsparumas korozijai yra šiek tiek prastas, todėl naudojamas dėl didelių mechaninių savybių ir atsparumo korozijai. Reikalingos kai kurios bendrosios dalys, pvz., spyruoklės, garo turbinų mentės, hidrauliniai preso vožtuvai ir kt.
Šis plieno tipas naudojamas po grūdinimo ir atleidimo, o po kalimo ir štampavimo reikalingas atkaitinimas.
(2) Feritinis plienas: 15–30 % chromo. Jo atsparumas korozijai, tvirtumas ir suvirinamumas didėja didėjant chromo kiekiui, o atsparumas chloridų sukeltai įtempio korozijai yra geresnis nei kitų rūšių nerūdijančio plieno, pvz., Crl7, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti, Cr28 ir kt.
Dėl didelio chromo kiekio jo atsparumas korozijai ir oksidacijai yra gana geras, tačiau mechaninės ir procesinės savybės yra prastos. Jis dažniausiai naudojamas rūgštims atsparioms konstrukcijoms, kurioms būdingas mažas įtempis, ir kaip antioksidacinis plienas.
Šis plieno tipas yra atsparus atmosferos, azoto rūgšties ir druskos tirpalo korozijai, pasižymi geru atsparumu oksidacijai aukštoje temperatūroje ir mažu šiluminio plėtimosi koeficientu. Jis naudojamas azoto rūgšties ir maisto gamyklų įrangoje, taip pat gali būti naudojamas aukštoje temperatūroje veikiančioms dalims, pvz., dujų turbinų dalims ir kt., gaminti.
(3) Austenitinis plienas: jame yra daugiau nei 18 % chromo, taip pat apie 8 % nikelio ir nedidelis kiekis molibdeno, titano, azoto ir kitų elementų. Geros bendros eksploatacinės savybės, atsparumas korozijai įvairiose terpėse.
Paprastai naudojamas tirpalo apdorojimas, t. y. plienas kaitinamas iki 1050–1150 °C, o po to aušinamas vandeniu arba oru, kad būtų gauta vienfazė austenito struktūra.
(4) Austenitinis-feritinis (dupleksinis) nerūdijantis plienas: jis turi austenitinio ir feritinio nerūdijančio plieno pranašumų ir yra labai plastiškas. Austenitas ir feritas sudaro maždaug pusę nerūdijančio plieno.
Esant mažam C kiekiui, Cr kiekis yra 18–28 %, o Ni kiekis – 3–10 %. Kai kuriuose plienuose taip pat yra legiruojančių elementų, tokių kaip Mo, Cu, Si, Nb, Ti ir N.
Šis plieno tipas turi austenitinių ir feritinių nerūdijančio plieno savybių. Palyginti su feritu, jis pasižymi didesniu plastiškumu ir tvirtumu, nėra trapumo kambario temperatūroje, žymiai pagerina atsparumą tarpkristalinei korozijai ir suvirinimo savybes, išlaikant geležies stiprumą. Nerūdijančio plieno korpusas yra trapus 475 °C temperatūroje, pasižymi dideliu šilumos laidumu ir superplastiškumu.
Palyginti su austenitiniu nerūdijančiu plienu, jis pasižymi dideliu stiprumu ir žymiai geresniu atsparumu tarpkristalinei korozijai ir chloridų įtempio korozijai. Dvipusis nerūdijantis plienas pasižymi puikiu atsparumu taškinei korozijai ir taip pat yra nikelį taupantis nerūdijantis plienas.
(5) Nusodintu grūdintu nerūdijančiu plienu: matrica yra austenitas arba martensitas, o dažniausiai naudojamos nusodintu grūdintu nerūdijančio plieno rūšys yra 04Cr13Ni8Mo2Al ir t. t. Tai nerūdijantis plienas, kurį galima sukietinti (sustiprinti) nusodintu grūdinimu (dar vadinamu sendinimo grūdinimu).
Pagal sudėtį jis skirstomas į chromo nerūdijantį plieną, chromo-nikelio nerūdijantį plieną ir chromo-mangano azoto nerūdijantį plieną.
(1) Chromo nerūdijantis plienas pasižymi tam tikru atsparumu korozijai (oksiduojančioms rūgštims, organinėms rūgštims, kavitacijai), karščiui ir dilimui, todėl paprastai naudojamas kaip elektrinių, chemijos ir naftos įrangos medžiaga. Tačiau jo suvirinamumas yra prastas, todėl reikia atkreipti dėmesį į suvirinimo procesą ir terminio apdorojimo sąlygas.
(2) Suvirinimo metu chromo-nikelio nerūdijantis plienas pakartotinai kaitinamas, kad nusodintų karbidus, o tai sumažins atsparumą korozijai ir mechanines savybes.
(3) Chromo-mangano nerūdijančio plieno stiprumas, tąsumas, tvirtumas, formuojamumas, suvirinamumas, atsparumas dilimui ir atsparumas korozijai yra geri.
Nerūdijančio plieno suvirinimo sudėtingos problemos ir medžiagų bei įrangos naudojimo įvadas
1. Kodėl sunku suvirinti nerūdijantį plieną?
Atsakymas: (1) Nerūdijančio plieno jautrumas karščiui yra gana didelis, o buvimo laikas 450–850 ° C temperatūros diapazone yra šiek tiek ilgesnis, todėl suvirinimo ir karščio paveiktos zonos atsparumas korozijai labai sumažėja;
(2) linkę į terminius įtrūkimus;
(3) Prasta apsauga ir stiprus oksidavimas aukštoje temperatūroje;
(4) Linijinio plėtimosi koeficientas yra didelis, todėl lengva sukurti didelę suvirinimo deformaciją.
2. Kokių veiksmingų technologinių priemonių galima imtis suvirinant austenitinį nerūdijantį plieną?
Atsakymas: (1) Griežtai pasirinkite suvirinimo medžiagas pagal bazinio metalo cheminę sudėtį;
(2) Greitas suvirinimas maža srove ir maža linijos energija sumažina šilumos tiekimą;
(3) Plono skersmens suvirinimo viela, suvirinimo strypas, be sūpynių, daugiasluoksnis daugiasluoksnis suvirinimas;
(4) Priverstinis suvirinimo siūlės ir karščio paveiktos zonos aušinimas, siekiant sumažinti buvimo laiką 450–850 °C temperatūroje;
(5) Argono apsauga TIG suvirinimo siūlės gale;
(6) Su korozine terpe besiliečiančios suvirinimo siūlės galiausiai suvirinamos;
(7) Suvirinimo siūlės ir karščio paveiktos zonos pasyvavimas.
3. Kodėl austenitiniam nerūdijančiam plienui, angliniam plienui ir mažai legiruotam plienui (skirtingų plienų suvirinimui) turėtume rinktis 25-13 serijos suvirinimo vielą ir elektrodą?
Atsakymas: Suvirinant skirtingų plienų suvirinimo jungtis, jungiančias austenitinį nerūdijantį plieną su angliniu plienu ir mažai legiruotu plienu, suvirinimo siūlei reikia naudoti 25-13 serijos suvirinimo vielą (309, 309L) ir suvirinimo strypą (austenitinį 312, austenitinį 307 ir kt.).
Jei naudojamos kitos nerūdijančio plieno suvirinimo medžiagos, anglinio plieno ir mažai legiruoto plieno pusėje sulydymo linijoje atsiras martensitinė struktūra ir šaltieji įtrūkimai.
4. Kodėl kieto nerūdijančio plieno suvirinimo vieloms naudojamos 98 % Ar + 2 % O2 apsauginės dujos?
Atsakymas: Jei MIG suvirinant vientisą nerūdijančio plieno vielą naudojamos grynos argono dujos, išlydyto metalo paviršiaus įtempis yra didelis, o suvirinimo siūlė yra prastos formos, panaši į „kuprotąją“ siūlę. Pridėjus 1–2 % deguonies, galima sumažinti išlydyto metalo paviršiaus įtempį, o suvirinimo siūlė tampa lygi ir graži.
5. Kodėl MIG suvirinimo metu kieto nerūdijančio plieno suvirinimo vielos paviršius pajuoduoja? Kaip išspręsti šią problemą?
Atsakymas: Nerūdijančio plieno vielos MIG suvirinimo greitis yra gana didelis (30–60 cm/min.). Kai apsauginių dujų antgalis pasiekia priekinę išlydyto metalo vonelę, suvirinimo siūlė vis dar yra įkaitusi iki raudonumo, lengvai oksiduojasi ore, o paviršiuje susidaro oksidai. Suvirinimo siūlės yra juodos. Marinavimo ir pasyvavimo metodu galima pašalinti juodą plėvelę ir atkurti pradinę nerūdijančio plieno paviršiaus spalvą.
6. Kodėl vientisai nerūdijančio plieno suvirinimo vielai reikia naudoti impulsinį maitinimo šaltinį, kad būtų pasiektas srovės perėjimas ir suvirinimas be taškymosi?
Atsakymas: Kai MIG suvirinamas vientisa nerūdijančio plieno viela, φ1.2 suvirinimo viela, kai srovė I ≥ 260 ~ 280A, galima pasiekti srovės perėjimą; lašeliai yra trumpojo jungimo perėjimas, kai vertė mažesnė nei ši, o taškymasis yra didelis, paprastai nerekomenduojamas.
Tik naudojant MIG maitinimo šaltinį su impulsu, galima suvirinti impulsinius lašelius iš mažos specifikacijos į didelę (pasirinkite minimalią arba maksimalią vertę pagal vielos skersmenį) ir be taškymosi.
7. Kodėl nerūdijančio plieno suvirinimo viela su fliuso užpildu yra apsaugota CO2 dujomis, o ne impulsiniu maitinimo šaltiniu?
Atsakymas: Šiuo metu dažniausiai naudojama nerūdijančio plieno suvirinimo viela su fliusu (pvz., 308, 309 ir kt.), kurios fliuso formulė sudaroma pagal suvirinimo cheminę metalurginę reakciją, vykstančią CO2 dujų aplinkoje, todėl impulsinio lankinio suvirinimo maitinimo šaltinio paprastai nereikia (impulsiniam maitinimo šaltiniui iš esmės reikia naudoti mišrias dujas). Jei norite iš anksto įvesti lašelių perėjimą, taip pat galite naudoti impulsinį maitinimo šaltinį arba įprastą apsauginių dujų suvirinimo modelį su mišrių dujų suvirinimu.
Įrašo laikas: 2023 m. kovo 24 d.