Utjecajni čimbenici duplex nehrđajućeg čelika

Čimbenici koji utječu na kvalitetu zavarivanja duplex nehrđajućeg čelika uglavnom se odražavaju u sljedećim aspektima:
1. Učinak sadržaja N
Gómez de Salazar JM i sur. proučavao je utjecaj različitih sadržaja N2 u zaštitnom plinu na svojstva duplex nehrđajućeg čelika. Rezultati pokazuju da s povećanjem parcijalnog tlaka N2 PN2 u miješanom plinu, maseni udio ω(N) dušika u zavaru počinje brzo rasti, a zatim se malo mijenja, a sadržaj feritne faze φ( ) u zavaru raste s ω (N) raste linearno, ali učinak φ( ) na vlačnu čvrstoću i istezanje upravo je suprotan onom od ω(N). Isti sadržaj feritne faze φ ( ), vlačna čvrstoća i istezanje osnovnog metala veći su od zavara. To je zbog razlike u mikrostrukturi. Udarna žilavost spoja može se poboljšati povećanjem sadržaja N u metalu šava dupleks nehrđajućeg čelika, što je posljedica povećanja sadržaja faze u metalu šava i smanjenja taloženja Cr2N.
2. Učinak unosa topline
Za razliku od zone zavarivanja, ω(N) zone pod utjecajem topline neće se promijeniti tijekom zavarivanja, to je ω(N) osnovnog metala, tako da je glavni čimbenik koji u ovom trenutku utječe na strukturu i performanse unos topline tijekom zavarivanja. Prema literaturi, prilikom zavarivanja treba odabrati odgovarajuću linijsku energiju. Ako je unos topline prevelik tijekom zavarivanja, zona zahvaćena toplinom zavarenog šava će se povećati, a metalografska struktura će biti gruba i neuredna, što će rezultirati krtošću, koja se uglavnom očituje kao smanjenje indeksa plastičnosti zavareni spoj. Ako je unos topline zavarivanja premalen, to će uzrokovati otvrdnutu strukturu i lako pucanje, što je također nepovoljno za udarnu žilavost ZUT-a. Osim toga, svi čimbenici koji utječu na brzinu hlađenja utjecat će na udarnu žilavost ZUT-a, poput debljine ploče, oblika spoja itd.
3. σ fazna krtost
Strana literatura uvodi u problem krtosti σ-faze duplex nehrđajućeg čelika i njegovog metala zavara uzrokovanog ponovnim zagrijavanjem. Tijekom procesa ponovnog zagrijavanja osnovnog metala i metala zavara, iz faze se najprije formira fini sekundarni austenit *, a zatim se taloži σ faza. Rezultati pokazuju da do krtih pukotina dolazi u σ fazi i na granici između matrice i σ faze. Promatranje površine loma osnovnog metala pokazuje da postoje udubljenja u području oko σ faze. Zbog širokog područja faze nastat će veliki broj σ faza. Žilavost je smanjena, ali područje -faze u zavaru je malo, a lom i dalje pokazuje krti lom. Dovoljna je samo mala količina stvaranja σ-faze da izazove smanjenje žilavosti metala zavara. Stoga je tendencija krtosti u σ-fazi u metalu zavara mnogo veća nego u osnovnom materijalu.
4. Pukotine izazvane vodikom
Vodikova krtost duplex zavarenih spojeva od nehrđajućeg čelika obično se javlja u fazi, a osjetljivost na vodikovu krtost raste s porastom vršne temperature tijekom zavarivanja. Promjena njegove mikrostrukture je: povećava se vršna temperatura, smanjuje se sadržaj faze, povećava se sadržaj faze, povećava se količina izlučenog Cr2N s granice i unutar faze, pa lako dolazi do vodikove krtosti.
5. Pukotine od naponske korozije
Pukotine i u osnovnom metalu i u metalu zavara započinju na strani -faze / sučelja i šire se unutar -faze. Austenit ( ) djeluje kao prepreka širenju pukotine zbog svoje inherentno niske osjetljivosti na vodikovu krtost. Budući da DSS sadrži određenu količinu austenita, njegova sklonost ka korozijskom pucanju je mala.
6. Problemi s jastučićima
Otpornost na rupičastu koroziju važna je karakteristika duplex nehrđajućeg čelika, koja je usko povezana s njegovim kemijskim sastavom i mikrostrukturom. Pitting se općenito javlja na / granici, pa se smatra * fazom između faze i faze. To znači da je sadržaj Cr u * fazi manji nego u fazi. Sastav * faze i faze je različit, jer je sadržaj Cr i Mo u * fazi manji nego u početnoj fazi. Daljnje studije su pokazale da je potencijal pitinga čelika s nižim sadržajem dušika osjetljiviji na brzinu hlađenja. Stoga je kod zavarivanja duplex nehrđajućeg čelika s niskim sadržajem N kontrola brzine hlađenja stroža. U procesu zavarivanja dupleks nehrđajućeg čelika, razumna kontrola energije linije za zavarivanje je ključna za dobivanje visokokvalitetnih dupleks spojeva nehrđajućeg čelika. Ako je linijska energija premala, brzina hlađenja metala zavara i zone utjecaja topline bit će prebrza, a austenit se neće istaložiti na vrijeme, tako da će se sadržaj feritne faze u strukturi povećati; ako je energija linije prevelika, iako je dovoljna količina austenita, ali će također uzrokovati rast feritnih zrna u zoni utjecaja topline i taloženje štetnih faza kao što je σ. Općenito, elektrolučno zavarivanje (Shieded Metal Arc Welding, SMAW), elektrolučno zavarivanje volframom (Gas Tungsten Arc Welding, GTAW), elektrolučno zavarivanje punjenom žicom (Flux-Cored WireArc Welding, FCAW) i plazma elektrolučno zavarivanje (Plasma Arc Welding, PAW) i druge metode zavarivanja mogu se koristiti za zavarivanje dupleks nehrđajućeg čelika, i općenito ne moraju poduzimati mjere predgrijavanja prije zavarivanja i ne trebaju toplinsku obradu nakon zavarivanja.