Нержавеющая сталь (Нержавеющая сталь)— это аббревиатура нержавеющей кислотостойкой стали, а марки стали, устойчивые к слабым агрессивным средам, таким как воздух, пар, вода, или обладающие нержавеющими свойствами, называются нержавеющей сталью.
Термин "нержавеющая сталь«Не просто относится к одному виду нержавеющей стали, а относится к более чем ста видам промышленной нержавеющей стали, каждый из которых имеет хорошие характеристики в своей конкретной области применения.
Все они содержат от 17 до 22% хрома, а более качественные марки стали также содержат никель.Добавление молибдена может еще больше улучшить атмосферную коррозию, особенно устойчивость к коррозии в хлоридсодержащих средах.
一.Классификация нержавеющей стали
1. Что такое нержавеющая сталь и кислотостойкая сталь?
Ответ: Нержавеющая сталь — это аббревиатура нержавеющей кислотостойкой стали, которая устойчива к слабым агрессивным средам, таким как воздух, пар, вода, или содержит нержавеющую сталь.Корродированные марки стали называются кислотостойкими.
Из-за разницы в химическом составе этих двух материалов их коррозионная стойкость различна.Обычная нержавеющая сталь, как правило, не устойчива к коррозии в химической среде, тогда как кислотостойкая сталь обычно является нержавеющей.
2. Как классифицировать нержавеющую сталь?
Ответ: По организационному состоянию ее можно разделить на мартенситную сталь, ферритную сталь, аустенитную сталь, аустенитно-ферритную (дуплексную) нержавеющую сталь и дисперсионно-твердеющую нержавеющую сталь.
(1) Мартенситная сталь: высокая прочность, но плохая пластичность и свариваемость.
Обычно используемые марки мартенситной нержавеющей стали - 1Cr13, 3Cr13 и т. д. Из-за высокого содержания углерода она обладает высокой прочностью, твердостью и износостойкостью, но коррозионная стойкость немного плохая, и ее используют для высоких механических свойств и устойчивость к коррозии.Требуются некоторые общие детали, такие как пружины, лопатки паровой турбины, клапаны гидравлического пресса и т. д.
Этот тип стали применяют после закалки и отпуска, а после ковки и штамповки требуется отжиг.
(2) Ферритная сталь: от 15% до 30% хрома.Ее коррозионная стойкость, вязкость и свариваемость увеличиваются с увеличением содержания хрома, а устойчивость к хлоридной коррозии под напряжением лучше, чем у других типов нержавеющей стали, таких как Crl7, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti, Cr28 и т. д.
Из-за высокого содержания хрома его коррозионная стойкость и стойкость к окислению относительно хорошие, но его механические свойства и технологические свойства плохие.В основном он используется для кислотостойких конструкций с небольшими нагрузками и в качестве антиокислительной стали.
Этот тип стали может противостоять коррозии атмосферы, азотной кислоты и солевого раствора, а также обладает хорошей стойкостью к высокотемпературному окислению и небольшим коэффициентом теплового расширения.Он используется в оборудовании азотной кислоты и пищевых заводов, а также может использоваться для изготовления деталей, работающих при высоких температурах, таких как детали газовых турбин и т. д.
(3) Аустенитная сталь: она содержит более 18% хрома, а также около 8% никеля и небольшое количество молибдена, титана, азота и других элементов.Хорошие общие характеристики, устойчивость к коррозии в различных средах.
Обычно применяют обработку на раствор, то есть сталь нагревают до 1050-1150°С, а затем охлаждают водой или воздухом для получения однофазной аустенитной структуры.
(4) Аустенитно-ферритная (дуплексная) нержавеющая сталь: она обладает преимуществами как аустенитной, так и ферритной нержавеющей стали, а также обладает сверхпластичностью.Аустенит и феррит составляют примерно половину нержавеющей стали.
В случае низкого содержания C содержание Cr составляет от 18% до 28%, а содержание Ni — от 3% до 10%.Некоторые стали также содержат легирующие элементы, такие как Mo, Cu, Si, Nb, Ti и N.
Этот тип стали имеет характеристики как аустенитной, так и ферритной нержавеющей стали.По сравнению с ферритом он имеет более высокую пластичность и вязкость, отсутствие хрупкости при комнатной температуре, значительно улучшенную стойкость к межкристаллитной коррозии и характеристики сварки при сохранении железа. Корпус из нержавеющей стали хрупкий при 475°C, обладает высокой теплопроводностью и обладает характеристиками сверхпластичности. .
По сравнению с аустенитной нержавеющей сталью она обладает высокой прочностью и значительно улучшенной стойкостью к межкристаллитной коррозии и хлоридной коррозии под напряжением.Дуплексная нержавеющая сталь обладает превосходной стойкостью к точечной коррозии, а также является нержавеющей сталью с низким содержанием никеля.
(5) Дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь: матрица представляет собой аустенит или мартенсит, а обычно используемые марки дисперсионно-твердеющей нержавеющей стали - 04Cr13Ni8Mo2Al и так далее.Это нержавеющая сталь, которую можно закалить (укрепить) путем дисперсионного твердения (также известного как старение).
По составу ее делят на хромистую нержавеющую сталь, хромоникелевую нержавеющую сталь и хромо-марганцево-азотную нержавеющую сталь.
(1) Хромистая нержавеющая сталь обладает определенной коррозионной стойкостью (окисляющая кислота, органическая кислота, кавитация), термостойкостью и износостойкостью и обычно используется в качестве материалов для оборудования на электростанциях, в химической и нефтяной промышленности.Однако свариваемость его плохая, поэтому следует уделять внимание процессу сварки и условиям термообработки.
(2) Во время сварки хромоникелевая нержавеющая сталь подвергается многократному нагреву для выделения карбидов, что снижает коррозионную стойкость и механические свойства.
(3) Прочность, пластичность, ударная вязкость, формуемость, свариваемость, износостойкость и коррозионная стойкость хромомарганцевой нержавеющей стали хорошие.
二.Сложные задачи сварки нержавеющей стали и введение в применение материалов и оборудования.
1. Почему сварка нержавеющей стали сложна?
Ответ: (1) Теплочувствительность нержавеющей стали относительно высока, а время пребывания в диапазоне температур 450-850 ° C немного больше, а коррозионная стойкость сварного шва и зоны термического влияния будет серьезно снижена;
(2) склонен к термическим трещинам;
(3) Плохая защита и сильное высокотемпературное окисление;
(4) Коэффициент линейного расширения велик, поэтому легко вызвать большую сварочную деформацию.
2. Какие эффективные технологические мероприятия можно предпринять при сварке аустенитной нержавеющей стали?
Ответ: (1) Строго подбирать сварочные материалы в соответствии с химическим составом основного металла;
(2) Быстрая сварка с малым током, небольшая энергия линии снижает тепловложение;
(3) Сварочная проволока тонкого диаметра, сварочный стержень, без качания, многослойная многопроходная сварка;
(4) Принудительное охлаждение сварного шва и зоны термического влияния для сокращения времени пребывания при 450-850°С;
(5) Аргоновая защита обратной стороны сварного шва TIG;
(6) Сварные швы, контактирующие с агрессивной средой, окончательно завариваются;
(7) Пассивационная обработка сварного шва и зоны термического влияния.
3. Почему нам следует выбирать сварочную проволоку и электрод серии 25-13 для сварки аустенитной нержавеющей стали, углеродистой стали и низколегированной стали (сварка разнородных сталей)?
Ответ: При сварке сварных соединений разнородных сталей, соединяющих аустенитную нержавеющую сталь с углеродистой и низколегированной сталью, в качестве наплавленного металла необходимо использовать сварочную проволоку серии 25-13 (309, 309Л) и сварочный стержень (аустенитная 312, аустенитная 307 и др.).
При использовании других сварочных материалов из нержавеющей стали на линии сплавления со стороны углеродистой и низколегированной стали появится мартенситная структура и холодные трещины.
4. Почему в сварочной проволоке из твердой нержавеющей стали используется защитный газ с содержанием 98%Ar+2%O2?
Ответ: При сварке MIG сплошной проволоки из нержавеющей стали, если для защиты используется чистый газ аргон, поверхностное натяжение ванны расплава высокое, и сварной шов формируется плохо, образуя «горбатую» форму сварного шва.Добавление от 1 до 2% кислорода может снизить поверхностное натяжение ванны расплава, и сварной шов станет гладким и красивым.
5. Почему поверхность сварки MIG из твердой нержавеющей стали чернеет?Как решить эту проблему?
Ответ: Скорость сварки MIG твердой сварочной проволокой из нержавеющей стали относительно высокая (30-60 см/мин).Когда сопло защитного газа дошло до передней зоны расплавленной ванны, сварной шов все еще находится в раскаленном высокотемпературном состоянии, которое легко окисляется воздухом, и на поверхности образуются оксиды.Сварные швы черные.Метод травления-пассивации позволяет удалить черную кожуру и восстановить первоначальный цвет поверхности нержавеющей стали.
6. Почему для сварочной проволоки из твердой нержавеющей стали необходимо использовать импульсный источник питания для достижения струйного перехода и сварки без брызг?
Ответ: При сварке MIG сплошной проволокой из нержавеющей стали, сварочной проволокой φ1,2, когда ток I ≥ 260 ~ 280 А, может быть реализован струйный переход;капля представляет собой переход короткого замыкания с величиной меньше этого значения, а разбрызгивание большое, как правило, не рекомендуется.
Только при использовании источника питания MIG с импульсом можно обеспечить переход капли импульса от небольшой спецификации к большой спецификации (выберите минимальное или максимальное значение в зависимости от диаметра проволоки), сварку без брызг.
7. Почему сварочная проволока из нержавеющей стали с порошковой проволокой защищена газом CO2, а не импульсным источником питания?
Ответ: В настоящее время широко используется сварочная проволока из нержавеющей стали с порошковой проволокой (например, 308, 309 и т. д.), формула сварочного флюса в сварочной проволоке разработана в соответствии с сварочной химико-металлургической реакцией под защитой газа CO2, поэтому в целом , нет необходимости в источнике питания для импульсной дуговой сварки (в источнике питания с импульсной сваркой в основном используется газовая смесь), если вы хотите заранее ввести капельный переход, вы также можете использовать импульсный источник питания или обычную модель для сварки в защитном газе с газовая сварка.
Время публикации: 24 марта 2023 г.