UNS S32100, stabilizirani austenitni nehrđajući čelik, široko je prepoznat za njegovu odličnu otpornost na koroziju i visoku performanse temperature. Kao dobavljač S3200 UN3100, bio sam svedoci njene opsežne upotrebe u raznim industrijama, uključujući hemijsku preradu, hranu i piće i naftu i gas. Jedan od najčešćih izmišljenih procesa za ovaj materijal zavarivanje. U ovom blogu istražit ćemo efekte zavarivanja na mehanička svojstva UNS S32100.
1. Pregled UNS S32100
UNS S32100 sadrži kromir, nikl i titanijum. Dodatak titanijuma stabilizira čelik od međugranične korozije kombiniranjem sa ugljikom koji formira titanijum karbide umjesto hromijskih karbida. Ova nekretnina čini ga pogodnim za aplikacije u kojima je materijal izložen visokim - temperaturnim okruženjima tokom dužeg perioda. Njegov hemijski sastav obično uključuje oko 17 - 19% hrom, 9 - 12% nikl, a najmanje 5 × (C%) titanijum.
Mehanička svojstva AS - Primljena UNS S32100 su prilično impresivna. Ima minimalnu snagu prinosa od 205 MPa, minimalnu vlačnu čvrstoću 515 MPa, te izduženje od najmanje 40%. Ova svojstva doprinose njegovoj upotrebi u strukturnom i pritisku - sadrže aplikacije.
2. Procesi zavarivanja za UNS S32100
Postoji nekoliko procesa zavarivanja koji se mogu koristiti za S32100 UNS, uključujući plinski tungsten luk za zavarivanje (GTAW), zavarivanje luka za plinsko metalo (GMAW) i zaštićeni metalni lučni zavarivanje (SMAW). Svaki proces ima svoje prednosti i nedostatke.
GTAW se često preferira za tanke - zidne aplikacije i kada su potrebni visoki - kvalitetni zavarivanje. Pruža izvrsnu kontrolu nad postupkom zavarivanja, što rezultira čistim i preciznim zavarivanjem. GMAW, s druge strane, pogodniji je za deblje dijelove i visoko - zavarivanje produktivnosti. SMAW je svestran proces koji se može koristiti u različitim poljskim uvjetima, ali može proizvesti više prskanja u odnosu na GTAW i GMAW.
3. Efekti zavarivanja na mehanička svojstva
3.1 Tvrdoća
Zavarivanje može značajno utjecati na tvrdoću UNS S32100. Tijekom postupka zavarivanja, unos topline uzrokuje stvaranje različitih mikrostrukture u toplini - pogođenoj zoni (HAZ) i metalu za zavarivanje. U Hazu, brzo grijanje i hlađenje mogu dovesti do stvaranja martenzita ili drugih tvrdih faza, posebno ako je brzina hlađenja visoka.
Povećanje tvrdoće u HAZ-u može biti zabrinutost jer može dovesti do smanjene duktilnosti i povećane osjetljivosti na pucanje. Na primjer, u nekim slučajevima, tvrdoća u HAL-u može se povećati iz izvorne vrijednosti od oko 180 - 200 HV na preko 300 HV. Ova promjena tvrdoće može se ublažiti pravilnim prije - grijanjem i post - zavarivanjem toplotnom obradom.
3.2 Zatezna snaga
Zatezna čvrstoća zavarenog spoja još je jedna važna mehanička dobra. Općenito, zatezna čvrstoća metala zavarivanja često je uporediva sa ili nešto nižim od one baznog metala. Prisutnost oštećenja zavarivanja kao što su poroznost, nedostatak fuzije ili uključivanja može umanjiti efikasan križ - sekcijsko područje zavarivanja, na taj način smanjuju vlačnu čvrstoću.
Međutim, ako je proces zavarivanja dobro - kontroliran, ukupna zatezna čvrstoća zavarene strukture i dalje može udovoljiti zahtjevima dizajna. Na primjer, kada se koristi odgovarajući metali punila i parametri za zavarivanje, zavareni spoj može postići zatezna čvrstoća blizu one osnovnog metala, osiguravajući strukturni integritet komponente.
3.3 Duktilnost
Duktilnost je mjera sposobnosti materijala da se plastično deformira prije loma. Zavarivanje može negativno utjecati na duktilnost UNS S32100. Formiranje teških faza u HAZ-u i prisustvo preostalih naprezanja može umanjiti sposobnost materijala da se proteže i deformira.
U nekim zavarenim zglobovima izduženje može smanjiti od originalnih 40% u osnovnom metalu na manje od 20% u zavarenom području. Ovo smanjenje duktilnosti može biti problem u aplikacijama u kojima je materijal podvrgnut dinamičnom ili cikličkom opterećenju, jer može povećati rizik od kvara umora.
3.4 Čvrstoća uticaja
Čvrstoća utjecaja je sposobnost materijala za apsorpciju energije tijekom učitavanja utjecaja. Zavarivanje može smanjiti utjecaj na utjecaj UNS S32100. Mikrostrukturne promjene u HAZ-u i metal zavarivanja mogu dovesti do smanjenja kapaciteta apsorpcije energije materijala.
Na primjer, zavareni spoj može imati utjecaj žilavosti vrijednost koja je znatno niža od osnovnog metala. Ovo smanjenje utjecaja utjecaja može biti kritično u aplikacijama u kojima je materijal izložen iznenadnom učinku, kao što su u izgradnji strojeva ili transportne opreme.
4. Ublažavanje zavarivanja - izazvane promjene imovine
4.1 Pre - grijanje
Pre - grijanje baznog metala prije zavarivanja može pomoći u smanjenju brzine hlađenja u HAZ-u, na taj način minimiziranjem formiranja tvrdog i krhka faze. Tipična temperatura grijanja za UNS S32100 može se kretati od 100 - 200 ° C, ovisno o debljini materijala i koji se koristi proces zavarivanja.
4.2 Post - Zavarivanje toplotnom obradom (PWHT)
Pwht se može koristiti za ublažavanje preostalih naprezanja i poboljšanje mehaničkih svojstava zavarenog spoja. Za UNS S32100, rješenje za žarenje za žarenje na oko 925 - 1050 ° C, nakon čega slijedi brzo hlađenje može pomoći obnavljanju izvorne mikrostrukture i mehaničkih svojstava. Ovaj tretman može smanjiti tvrdoću u HAL-u, povećati duktilnost i poboljšati utjecaj žilavosti zavarenog spoja.
4.3 Odabir metala punila
Izbor metala punila je presudan u određivanju mehaničkih svojstava zavarenog spoja. Za UNS S32100 često se koriste metali punila sa sličnim hemijskim sastavom na osnovni metal. Na primjer, ER321 žica za punjenje može se koristiti u GTAW i GMAW procesima. Ovi metali punila pomažu u osiguravanju dobre kompatibilnosti s osnovnim metalom i mogu poboljšati ukupne performanse zavarenog spoja.
5. Usporedba s ostalim nehrđajućim čelicima
Kada uspoređujete UNS S32100 sa ostalim nehrđajućim čelicima kao što suNehrđajući čelik 904L / UNS N08904 / 1.4539,Nehrđajući čelik 304L / UNS S30403 / 1.4306, 1.4307, iNehrđajući čelik 316 / US S31600 / 1,4401, ponašanje zavarivanja i njen učinak na mehanička svojstva mogu se razlikovati.
Nehrđajući čelik 904L je visok - leguran austenitni nehrđajući čelik s odličnim otporom na koroziju, posebno u visoko korozivnim okruženjima. Međutim, njegov visoki leguran sadržaj može otežati zavarivanje u odnosu na S3200 UN3200, a postupak zavarivanja može imati značajniji utjecaj na njena mehanička svojstva.
Nehrđajući čelik 304L i 316 su češći austenitni nehrđajući čelici. Općenito su lakše zavarivati od S32100, ali oni mogu biti osjetljiviji na međugraničnu koroziju u Hazu bez odgovarajuće stabilizacije. Stabilizacija titanijskog titanijskog od strane S32100 daje mu prednost u visokim - temperaturnim i korozivnim aplikacijama u kojima je potrebna zavarivanje.
6. Zaključak i poziv na akciju
Zaključno, zavarivanje ima značajan utjecaj na mehanička svojstva UNS S32100. Čvrstoća, zatezna čvrstoća, duktilnost i žilavost utjecaja može utjecati na proces zavarivanja. Međutim, s pravilnim pre - grijanjem, post - zavarivanje toplotne obrade i odabirom metala punila, ti se efekti mogu ublažiti kako bi se osigurala performanse zavarene strukture.
Kao dobavljač UNS3100, razumijem važnost pružanja visokog kvaliteta materijala i tehničke podrške za zavarivanje aplikacija. Ako razmišljate o korištenju UNS S32100 u svojim projektima i treba vam pomoć za zavarivanje ili imate bilo kakva pitanja o njenim mehaničkim svojstvima, slobodno me kontaktirajte za više informacija i da biste razgovarali o vašim potrebama za nabavkom.
Reference
- Priručnik za ASM svezak 6: zavarivanje, lemljenje i lemljenje. ASM International.
- Priručnik za zavarivanje od nehrđajućeg čelika. James F. Lincoln Fondacija za zavarivanje luka.
- Zavarivanje metalurgije i zavarivanja nehrđajućih čelika. John C. Lippold i David J. Kotecki.
