Austenityczna stal nierdzewna ma dobr? odporno?? na korozj? ze wzgl?du na wysok? zawarto?? chromu i g?st? warstw? tlenku. Gdy zawarte s? Cr18% i Ni8%, mo?na uzyska? pojedyncz? struktur? austenitu. Dlatego austenityczna stal nierdzewna ma dobr? odporno?? na korozj?, plastyczno??, wysok? temperatur? i wydajno?? spawania. Jednak w ró?nych warunkach pracy z??cza spawane ze stali austenitycznej cz?sto napotykaj? pewne szczególne problemy, które ?atwo powoduj? wady konstrukcyjne, takie jak korozja mi?dzykrystaliczna, korozja napr??eniowa, korozja no?a, p?kni?cia na gor?co spawalnicze, krucho?? fazy α i tak dalej.

Analiza korozyjna po??czeń spawanych

Korozja mi?dzykrystaliczna z??czy spawanych

Korozja mi?dzykrystaliczna jest jednym z najwa?niejszych problemów korozyjnych austenitycznej stali nierdzewnej. Gdy wyst?pi korozja mi?dzykrystaliczna, jej wytrzyma?o?? prawie straci, gdy b?dzie powa?na, a p?kni?cie mi?dzykrystaliczne nast?pi po przy?o?eniu pewnego napr??enia. Korozja mi?dzykrystaliczna z??cza spawanego austenitycznej stali nierdzewnej jest spowodowana g?ównie przez wytr?canie w?glika chromu. Gdy austenityczna stal nierdzewna jest uczulona w zakresie temperatur 500 ~ 800 ℃, szybko?? dyfuzji w?gla w przesyconym roztworze sta?ym do granicy mi?dzykrystalicznej jest szybsza ni? w przypadku chromu, a w?giel w przesyconym roztworze sta?ym ??czy si? z chromem w pobli?u ziarna granica, Gdy zawarto?? chromu w regionie zostanie zmniejszona poni?ej warto?ci granicznej (w (CR) 12.5%) wymaganej do pasywacji, korozja w regionie zostanie przyspieszona i powstanie korozja mi?dzykrystaliczna. Wyniki pokazuj?, ?e korozja mi?dzykrystaliczna w uwra?liwionej strefie temperaturowej SWC wyst?puje w rejonie, w którym szczytowa temperatura nagrzewania wynosi od 600 ℃ do 1000 ℃. Przyczyn? korozji mi?dzykrystalicznej jest nadal wytr?canie si? w?glika chromu na granicy ziaren austenitu. G?ówne ?rodki zapobiegawcze maj?ce na celu zmniejszenie i zapobieganie korozji mi?dzykrystalicznej obejmuj?:

① Przyj?to ma?? specyfikacj? (ma?y pr?d, wysoka pr?dko?? spawania) i spawanie wieloprzebiegowe;

② Zawarto?? w?gla w metalu nieszlachetnym i materiale spawalniczym powinna by? maksymalnie zmniejszona i nale?y stosowa? materia? spawalniczy o zawarto?ci C poni?ej 0,03%;

③ W efekcie Cr dyfunduje szybciej do granicy ziaren w ferrycie ni? w austenicie, co zmniejsza zjawisko ubogiego chromu na granicy ziaren austenitu;

④ Dodatek Ti, Nb i innych pierwiastków o silniejszym powinowactwie do w?gla ni? chromu w stali i materia?ach spawalniczych mo?e tworzy? stabilne zwi?zki z wi?zaniem w?glowym, co pozwala unikn?? zubo?enia chromu na granicach ziaren austenitu.

Korozja napr??eniowa z??czy spawanych

P?kanie korozyjne napr??eniowe stali nierdzewnej jest najbardziej szkodliwym zachowaniem korozyjnym. Podczas p?kania nie ma deformacji. Wypadek jest cz?sto nag?y, a konsekwencje s? powa?ne. Istnieje wiele czynników wp?ywaj?cych na p?kanie korozyjne napr??eniowe stali nierdzewnej w warunkach eksploatacji, w tym sk?ad, struktura i stan stali, rodzaj medium, temperatura, st??enie, w?a?ciwo?ci napr??eń, wielko?? i cechy strukturalne.

G?ówne ?rodki maj?ce na celu zmniejszenie i zapobieganie korozji napr??eniowej s? nast?puj?ce:

① Unikaj mocnego monta?u, uderzeń mechanicznych i wypalania ?uku, zmniejsz deformacje i napr??enia podczas pracy na zimno;

② ?ci?le kontrolowa? zanieczyszczenia w mediach i ?rodowisku (zw?aszcza chlorki, fluorki itp.);

③ Rozs?dny dobór materia?u (metal nieszlachetny, materia? spawalniczy): unikaj rozdrabniania ziarna i utwardzania struktury martenzytu;

④ Spoina jest dobrze uformowana bez koncentracji napr??eń (takich jak podci?cie);

⑤ Uporz?dkuj kolejno?? spawania w sposób rozs?dny, aby zmniejszy? napr??enia;

⑥ Obróbka antykorozyjna: dodaj inhibitor korozji do pow?oki, wyk?adziny lub ochrony katodowej.

 

Analiza wra?liwo?ci na p?kanie na gor?co z??czy spawanych

P?kni?cia gor?ce austenitycznej stali nierdzewnej to g?ównie p?kni?cia krystaliczne, które powstaj? podczas procesu krzepni?cia ciek?ego metalu spoiny. W tym czasie kryszta?y pierwotne wyst?puj? w temperaturze topnienia eutektyki, g?ównie mi?dzy dendrytami. G?ówne powody s? nast?puj?ce:

① S, P, C i tak dalej tworz? eutektyk? o niskiej temperaturze topnienia z Ni (na przyk?ad temperatura topnienia NIS + Ni wynosi 644 ℃), co os?abia wytrzyma?o?? na granicy ziaren;

② Austenityczna stal nierdzewna ma zalety du?ej odleg?o?ci mi?dzy likwidusem a solidusem, d?ugiego czasu krystalizacji, silnej orientacji dendrytów i ?atwej do wytworzenia segregacji zanieczyszczeń;

③ Przewodno?? cieplna stali jest ma?a, a wspó?czynnik rozszerzalno?ci liniowej jest du?y, wi?c ?atwo jest wytworzy? napr??enia.

 

G?ówne ?rodki zapobiegaj?ce p?kni?ciom spawalniczym to:

① Zawarto?? szkodliwych zanieczyszczeń siarki i fosforu w metalu nieszlachetnym i materiale spawalniczym b?dzie ?ci?le kontrolowana;

② W spoinie powstaje oko?o ferrytu 5%, który zaburza kierunek s?upkowego kryszta?u austenitu;

③ Przyj?to ma?y pr?d i szybki proces spawania.

Kontrola zawarto?ci ferrytu w z??czach spawanych

Zawarto?? ferrytu w stopiwie stali austenitycznej jest zwi?zana nie tylko z powstawaniem i wytrzyma?o?ci? ciepln? krucho?ci fazowej α (σ), ale ma równie? bezpo?redni wp?yw na odporno?? z??cza na p?kanie na gor?co. Im d?u?szy czas nagrzewania, tym d?u?szy czas przebywania w wysokiej temperaturze, tym wi?cej opadów, które powa?nie wp?yn? na w?a?ciwo?ci mechaniczne z??cza. Z punktu widzenia odporno?ci na p?kanie na gor?co, w stopiwie wymagana jest pewna ilo?? ferrytu. Jednak bior?c pod uwag? krucho?? fazy α i wytrzyma?o?? termiczn?, im ni?sza zawarto?? ferrytu, tym lepiej. Dlatego zawarto?? ferrytu musi by? ?ci?le kontrolowana w przypadku po??czeń spawanych o wysokiej wytrzyma?o?ci temperaturowej. W niektórych przypadkach konieczne jest zastosowanie austenitycznego metalu spoiny.