Johdanto
Kemiallisia ja öljytuotteita valmistettaessa terästä hitsataan usein nikkeliin ja seoksiin kalliin nikkelin säästämiseksi.
Hitsauksen pääongelmat
Hitsattaessa hitsauksen pääkomponentit ovat rauta ja nikkeli, jotka kykenevät rajattomaan keskinäiseen liukoisuuteen eivätkä muodosta metallien välisiä yhdisteitä. Yleisesti ottaen nikkelipitoisuus hitsissä on suhteellisen korkea, joten hitsausliitoksen sulamisvyöhykkeelle ei muodostu diffuusiokerrosta. Suurin ongelma hitsauksessa on taipumus aiheuttaa huokoisuutta ja kuumia halkeamia hitsissä.
1. Huokoisuus
Teräs ja nikkeli ja sen lejeeringit hitsattaessa tärkeimmät hitsin huokoisuuden muodostumiseen vaikuttavat tekijät ovat happi, nikkeli ja muut seosaineet.
① Hapen vaikutus. Hitsattaessa nestemäinen metalli voi liuottaa enemmän happea ja happea korkeissa lämpötiloissa ja nikkelin hapettuessa, NiO, NiO:n muodostuminen voi reagoida nestemäisessä metallissa olevan vedyn ja hiilen kanssa muodostaen vesihöyryä ja hiilimonoksidia sulan altaan jähmettymisessä, esimerkiksi liian myöhään poistua, jäämiä hitsauksessa huokoisuuden muodostumisen vuoksi. Rauta- ja nikkelihitsauksen puhtaassa nikkelissä ja Q235-A uppokaarihitsauksessa typpi- ja vetypitoisuus ei muutu juurikaan, mitä korkeampi happipitoisuus hitsissä on, sitä suurempi on huokosten määrä hitsissä.
② Nikkelin vaikutus. Rauta-nikkelihitsauksessa hapen liukoisuus rautaan ja nikkeliin on erilainen, hapen liukoisuus nestemäiseen nikkeliin on suurempi kuin nestemäiseen rautaan, kun taas hapen liukoisuus kiinteään nikkeliin on pienempi kuin kiinteään rautaan, joten hapen liukoisuus äkillisen muutoksen nikkelikiteytysssä on selvempi kuin äkillisen kiteytymisen muutoksessa. Siksi hitsin huokoisuuden taipumus, kun Ni on 15% - 30%, on pieni, ja kun Ni-pitoisuus on suuri, huokoisuuden taipumus kasvaa edelleen 60% - 90%:iin ja liuenneen teräksen määrä vähenee, mikä aiheuttaa taipumusta huokoisuuden muodostumiseen.
③ Muiden seosaineiden vaikutus. Kun rauta-nikkelihitsaus sisältää mangaania, kromia, molybdeeniä, alumiinia, titaania ja muita seosaineita tai seostuksen kanssa voi parantaa hitsin huokoisuutta, tämä johtuu siitä, että mangaanilla, titaanilla ja alumiinilla jne. on hapenpoistotehtävä, kun taas kromilla ja molybdeenillä parantaa liukoisuutta kiinteään metalliin. Joten nikkeli ja 1Cr18Ni9Ti ruostumaton teräshitsaavat huokoisuutta estämättä kuin nikkeli ja Q235-A teräshitsaus. Alumiini ja titaani voivat myös kiinnittää typpeä pysyviin yhdisteisiin, mikä voi myös parantaa hitsin huokoisuutta.
2. Terminen halkeilu
Teräs ja nikkeli ja sen lejeeringit hitsissä, pääasiallinen syy lämpöhalkeamiseen on se, että korkean nikkelipitoisuuden ja dendriittiorganisaation vuoksi karkeiden rakeiden reunassa on keskittynyt useisiin matalan sulamispisteen yhteiskiteisiin, mikä heikentää rakeiden välistä yhteyttä, mikä vähentää hitsimetallin murtumiskestävyyttä. Lisäksi hitsimetallin nikkelipitoisuus on liian korkea, jotta hitsausmetalli tuottaa lämpöhalkeilua, sillä on merkittävä vaikutus rauta-nikkelihitsaukseen, hapella, rikillä, fosforilla ja muilla epäpuhtauksilla on myös suuri vaikutus hitsin lämpöhalkeilutaipumukseen.
Happivapaata virtausta käytettäessä hitsin hapen, rikin, fosforin ja muiden haitallisten epäpuhtauksien laadun heikkenemisen, erityisesti happipitoisuuden alenemisen vuoksi, jolloin halkeilun määrä vähenee huomattavasti. Koska sulan altaan kiteytys, happi ja nikkeli voivat muodostaa Ni + NiO eutektisen, eutektisen lämpötilan 1438 ℃, ja happi voi myös vahvistaa rikin haitallisia vaikutuksia. Joten kun hitsin happipitoisuus on korkea, termisen halkeilun taipumus on suurempi.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb ja muut seosaineet voivat parantaa hitsimetallin murtumiskestävyyttä.Mn, Cr, Mo, Ti, Nb ovat metamorfisia aineita, voivat jalostaa hitsin rakennetta ja häiritä sen kiteytymissuuntaa. Al, Ti on myös voimakas hapenpoistoaine, voi vähentää hapen määrää hitsauksessa. rikistä.
Hitsausliitosten mekaaniset ominaisuudet
Rauta-nikkeli-hitsausliitosten mekaaniset ominaisuudet liittyvät täytemetallimateriaaleihin ja hitsausparametreihin. Hitsattaessa puhdasta nikkeliä ja vähähiilistä terästä, kun Ni-ekvivalentti hitsissä on alle 30 %, hitsin nopean jäähtymisen alaisena syntyy martensiittirakennetta, jolloin liitoksen plastisuus ja sitkeys laskevat jyrkästi. Siksi liitoksen paremman plastisuuden ja sitkeyden saavuttamiseksi Ni-ekvivalentin rauta-nikkelihitsauksessa tulisi olla suurempi kuin 30 %
Postitusaika: 10.3.2025