Ievads
Ražojot ķīmiskās un naftas iekārtas, lai ietaupītu dārgo niķeli, tērauds bieži tiek metināts ar niķeli un sakausējumiem.
Galvenās metināšanas problēmas
Metinot galvenās sastāvdaļas metinājumā ir dzelzs un niķelis, kas spēj bezgalīgi savstarpēji šķīst un neveido intermetāliskus savienojumus. Kopumā niķeļa saturs metinātajā šuvē ir salīdzinoši augsts, tāpēc metinātā savienojuma saplūšanas zonā neveidojas difūzijas slānis. Galvenā metināšanas problēma ir tendence radīt porainību un karstas plaisas metinātajā šuvē.
1.Porainība
Tērauds un niķelis un tā sakausējumi metināšanas laikā galvenie faktori, kas ietekmē porainības veidošanos metinātajā šuvē, ir skābeklis, niķelis un citi leģējošie elementi.
① Skābekļa ietekme. Metināšanas laikā šķidrais metāls var izšķīdināt vairāk skābekļa un skābekļa pie augstām temperatūrām un niķeļa oksidēšanās, NiO, NiO veidošanās var reaģēt ar ūdeņradi un oglekli šķidrajā metālā, radot ūdens tvaikus un oglekļa monoksīdu izkausētā baseina sacietēšanā, piemēram, pārāk vēlu, lai izkļūtu, atlikumi metinātajā šuvē, veidojot porainību. Tīra niķeļa un Q235-A iegremdētā loka metināšanā dzelzs un niķeļa šuves gadījumā slāpekļa un ūdeņraža saturs daudz nemainās, jo lielāks skābekļa saturs metinātajā šuvē, jo lielāks poru skaits metinātajā šuvē.
② Niķeļa ietekme. Dzelzs-niķeļa metinājumā skābekļa šķīdība dzelzī un niķelī ir atšķirīga, skābekļa šķīdība šķidrā niķelī ir lielāka nekā šķidrajā dzelzē, savukārt skābekļa šķīdība cietajā niķelī ir mazāka nekā cietajā dzelzē, tāpēc skābekļa šķīdība pēkšņu izmaiņu niķeļa kristalizēšanā ir izteiktāka nekā pēkšņās kristalizācijas izmaiņās. Tāpēc porainības tendence metinātajā šuvē, kad Ni ir 15% ~ 30%, ir maza, un, ja Ni saturs ir liels, porainības tendence tiek vēl vairāk palielināta līdz 60% ~ 90%, un izšķīdinātā tērauda daudzums noteikti samazināsies, tādējādi izraisot porainības veidošanās tendenci palielināties.
③ citu sakausējuma elementu ietekme. Ja dzelzs-niķeļa metinātā šuve satur mangānu, hromu, molibdēnu, alumīniju, titānu un citus sakausējuma elementus vai atbilst sakausējumam, var uzlabot metinājuma pretporainību, tas ir saistīts ar to, ka mangānam, titānam un alumīnijam utt. ir deoksigenācijas loma, savukārt hromam un molibdēnam ir uzlabota cietā metāla šķīdība. Tātad niķeļa un 1Cr18Ni9Ti nerūsējošā tērauda metināšana ir pretporainība nekā niķeļa un Q235-A tērauda metināšana. Alumīnijs un titāns var arī fiksēt slāpekli stabilos savienojumos, kas var arī uzlabot metinājuma pretporainību.
2. Termiskā plaisāšana
Tērauds un niķelis un tā sakausējumi metinātajā šuvē, galvenais termiskās plaisāšanas iemesls ir tas, ka, pateicoties augstajam niķeļa metinājumam ar dendritisko struktūru, rupjo graudu malās koncentrējas vairākos zemas kušanas temperatūras kopkristālos, tādējādi vājinot savienojumu starp graudiem, samazinot metinājuma metāla plaisu izturību. Turklāt niķeļa saturs metinātajā metālā ir pārāk augsts, lai metinātais metāls radītu termisko plaisāšanu, un tas būtiski ietekmē dzelzs-niķeļa metinājumu, skābekļa, sēra, fosfora un citiem piemaisījumiem ir arī liela ietekme uz metinājuma termiskās plaisāšanas tendenci.
Izmantojot bezskābekļa plūsmu, jo samazinās skābekļa, sēra, fosfora un citu kaitīgo piemaisījumu kvalitāte metinātajā šuvē, īpaši skābekļa satura samazināšanās, tādējādi ievērojami samazinās plaisāšanas apjoms. Tā kā izkausēta baseina kristalizācija, skābeklis un niķelis var veidot Ni + NiO eitektisko, eitektisko temperatūru 1438 ℃, un skābeklis var arī pastiprināt sēra kaitīgo ietekmi. Tātad, ja skābekļa saturs metinātajā šuvē ir augsts, termiskās plaisāšanas tendence ir lielāka.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb un citi leģējošie elementi var uzlabot metinātā metāla izturību pret plaisām. Mn, Cr, Mo, Ti, Nb ir metamorfiski aģenti, var uzlabot metināšanas struktūru un var izjaukt tās kristalizācijas virzienu. Al, Ti ir arī spēcīgs deoksidētājs, var samazināt skābekļa daudzumu šuvē, kas var samazināt skābekļa daudzumu, kas var samazināt S savienojumu. sēra.
Metināto savienojumu mehāniskās īpašības
Dzelzs-niķeļa metināšanas savienojumu mehāniskās īpašības ir saistītas ar pildījuma metāla materiāliem un metināšanas parametriem. Metinot tīru niķeli un tēraudu ar zemu oglekļa saturu, kad Ni ekvivalents metinātajā šuvē ir mazāks par 30%, ātri atdziestot metinājumam, metinātajā šuvē parādīsies martensīta struktūra, kā rezultātā krasi samazinās savienojuma plastiskums un stingrība. Tāpēc, lai iegūtu labāku savienojuma plastiskumu un stingrību, Ni ekvivalentam dzelzs-niķeļa metinātajā šuvē jābūt lielākam par 30%.
Izsūtīšanas laiks: 10.03.2025