Įvadas
Gaminant chemijos ir naftos įrangą, siekiant sutaupyti brangaus nikelio, plienas dažnai suvirinamas su nikeliu ir lydiniais.
Pagrindinės suvirinimo problemos
Suvirinant pagrindiniai suvirinimo komponentai yra geležis ir nikelis, kurie yra be galo tirpūs ir nesudaro tarpmetalinių junginių. Apskritai nikelio kiekis suvirintoje siūlėje yra gana didelis, todėl suvirintos jungties lydymosi zonoje nesusidaro difuzinis sluoksnis. Pagrindinė suvirinimo problema yra polinkis į suvirinimo siūlės poringumą ir karštus įtrūkimus.
1.Akytumas
Plienas ir nikelis bei jo lydiniai suvirinant, pagrindiniai veiksniai, įtakojantys poringumo susidarymą siūlėje, yra deguonis, nikelis ir kiti legiravimo elementai.
① Deguonies poveikis. Suvirinant skystas metalas gali ištirpinti daugiau deguonies, o deguonies esant aukštai temperatūrai ir nikelio oksidacijai, NiO, NiO susidarymas gali reaguoti su vandeniliu ir anglimi skystame metale, kad susidarytų vandens garai ir anglies monoksidas išlydyto baseino kietėjimo metu, pvz., per vėlu išeiti, likučiai suvirinimo siūlėje dėl poringumo. Gryno nikelio ir Q235-A povandeninio lankinio geležies ir nikelio suvirinimo metu azoto ir vandenilio kiekis nesikeičia labai, kuo didesnis deguonies kiekis siūlėje, tuo didesnis porų skaičius siūlėje.
② Nikelio poveikis. Geležies-nikelio suvirinimo siūlėje deguonies tirpumas geležyje ir nikelyje yra skirtingas, deguonies tirpumas skystame nikelyje yra didesnis nei skystame nikelyje, o deguonies tirpumas kietajame nikelyje yra mažesnis nei kietame geležyje, todėl deguonies tirpumas staigaus pokyčio nikelio kristalizacijoje yra ryškesnis nei staigaus kristalizacijos pokyčio. Todėl suvirinimo siūlės akytumo tendencija, kai Ni yra 15% ~ 30%, yra maža, o kai Ni kiekis yra didelis, poringumo tendencija dar padidėja iki 60% ~ 90%, o ištirpusio plieno kiekis neabejotinai mažėja, todėl poringumo formavimosi tendencija didėja.
③ Kitų legiravimo elementų įtaka. Kai geležies ir nikelio suvirinimo siūlėje yra mangano, chromo, molibdeno, aliuminio, titano ir kitų legiruojančių elementų arba jie gali pagerinti suvirinimo antiporingumą, taip yra dėl to, kad manganas, titanas ir aliuminis ir kt. atlieka deguonies šalinimo funkciją, o chromas ir molibdenas pagerina kietojo metalo tirpumą. Taigi nikelio ir 1Cr18Ni9Ti nerūdijančio plieno suvirinimo siūlės nėra poringos nei nikelio ir Q235-A plieno siūlės. Aliuminis ir titanas taip pat gali fiksuoti azotą stabiliuose junginiuose, o tai taip pat gali pagerinti suvirinimo antiporingumą.
2. Terminis krekingas
Plienas ir nikelis bei jo lydiniai suvirinimo siūlėje, pagrindinė terminio įtrūkimo priežastis yra ta, kad dėl didelio nikelio suvirinimo siūlės su dendritine struktūra, stambiųjų grūdelių krašte, susitelkę į keletą žemos lydymosi temperatūros kokristalų, taip susilpnindami ryšį tarp grūdelių, sumažindami suvirinimo metalo atsparumą įtrūkimams. Be to, nikelio kiekis suvirinimo metale yra per didelis, kad suvirinimo metalas galėtų sukelti terminį įtrūkimą, turi didelį poveikį geležies-nikelio suvirinimui, deguonis, siera, fosforas ir kitos priemaišos taip pat turi didelį poveikį suvirinimo terminio įtrūkimo tendencijai.
Naudojant bedeguonį srautą, dėl suvirinimo siūle esančio deguonies, sieros, fosforo ir kitų kenksmingų priemaišų kokybės pablogėjimo, ypač sumažėjusio deguonies kiekio, todėl labai sumažėja įtrūkimų kiekis. Kadangi išlydyto baseino kristalizacija, deguonis ir nikelis gali sudaryti Ni + NiO eutektiką, eutektinė temperatūra yra 1438 ℃, o deguonis taip pat gali sustiprinti žalingą sieros poveikį. Taigi, kai deguonies kiekis suvirintoje siūlėje yra didelis, terminio įtrūkimo tendencija yra didesnė.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb ir kiti legiravimo elementai gali pagerinti suvirinimo metalo atsparumą įtrūkimams.Mn, Cr, Mo, Ti, Nb yra metamorfinės medžiagos, gali patobulinti suvirinimo organizaciją ir gali sutrikdyti jo kristalizacijos kryptį. Al, Ti taip pat yra stipri deoksidacinė medžiaga, gali sumažinti deguonies kiekį suvirinimo siūlėje. sieros.
Suvirintų jungčių mechaninės savybės
Geležies-nikelio suvirinimo jungčių mechaninės savybės yra susijusios su užpildo metalo medžiagomis ir suvirinimo parametrais. Suvirinant gryną nikelį ir mažai anglies turintį plieną, kai Ni ekvivalentas suvirinimo siūlėje yra mažesnis nei 30%, greitai aušinant suvirinimui, siūlėje atsiras martensito struktūra, dėl kurios sujungimo plastiškumas ir kietumas smarkiai sumažės. Todėl norint gauti geresnį jungties plastiškumą ir tvirtumą, geležies ir nikelio suvirinimo siūlėje Ni ekvivalentas turi būti didesnis nei 30 %.
Paskelbimo laikas: 2025-03-10