Úvod
Pri výrobe chemických a ropných zariadení sa oceľ často zvára s niklom a zliatinami, aby sa ušetril drahý nikel.
Hlavné problémy zvárania
Pri zváraní sú hlavnými zložkami vo zvare železo a nikel, ktoré sú schopné nekonečnej vzájomnej rozpustnosti a nevytvárajú intermetalické zlúčeniny. Vo všeobecnosti je obsah niklu vo zvare pomerne vysoký, takže v zóne tavenia zvarového spoja nevzniká žiadna difúzna vrstva. Hlavným problémom zvárania je tendencia vytvárať pórovitosť a horúce trhliny vo zvare.
1.Pórovitosť
Oceľ a nikel a jeho zliatiny pri zváraní sú hlavnými faktormi ovplyvňujúcimi tvorbu pórovitosti vo zvare kyslík, nikel a iné legujúce prvky.
① Účinok kyslíka. Pri zváraní môže tekutý kov rozpustiť viac kyslíka a kyslíka pri vysokých teplotách a oxidácii niklu, tvorba NiO, NiO môže reagovať s vodíkom a uhlíkom v tekutom kove za vzniku vodnej pary a oxidu uhoľnatého pri tuhnutí roztaveného kúpeľa, napríklad príliš neskoro na únik, zvyškového vo zvare pri vytváraní pórovitosti. Pri zváraní čistým niklom a Q235-A pod tavivom železa a niklového zvaru sa v prípade obsahu dusíka a vodíka príliš nemení, čím vyšší je obsah kyslíka vo zvare, tým vyšší je počet pórov vo zvare.
② Účinok niklu. Pri zváraní železo-nikel je rozpustnosť kyslíka v železe a nikle odlišná, rozpustnosť kyslíka v tekutom nikle je väčšia ako v tekutom železe, zatiaľ čo rozpustnosť kyslíka v pevnom nikle je menšia ako v pevnom železe, preto je rozpustnosť kyslíka pri kryštalizácii niklu pri náhlej zmene výraznejšia ako pri kryštalizácii železa pri náhlej zmene. Preto je tendencia pórovitosti vo zvare, keď je Ni 15%~30% malá, a keď je obsah Ni veľký, tendencia pórovitosti sa ďalej zvyšuje na 60%~90% a množstvo rozpustenej ocele sa musí znižovať, čo spôsobuje, že tendencia tvorby pórov sa zväčšuje.
③ Vplyv iných legujúcich prvkov. Keď železo-nikelový zvar obsahuje mangán, chróm, molybdén, hliník, titán a iné legujúce prvky alebo v súlade s legovaním, môže zlepšiť antipórovitosť zvaru, je to spôsobené tým, že mangán, titán a hliník atď. majú úlohu deoxygenácie, zatiaľ čo chróm a molybdén zlepšujú rozpustnosť zvarového kovu v pevnom kove. Takže zvar niklu a nehrdzavejúcej ocele 1Cr18Ni9Ti je protipórovitý ako zvar z niklu a ocele Q235-A. Hliník a titán môžu tiež fixovať dusík v stabilných zlúčeninách, čo môže tiež zlepšiť antipórovitosť zvaru.
2. Tepelné praskanie
Oceľ a nikel a ich zliatiny vo zvare, hlavným dôvodom tepelného praskania je to, že v dôsledku vysokého niklového zvaru s dendritickou organizáciou sa na okraji hrubých zŕn koncentruje množstvo kokryštálov s nízkou teplotou topenia, čím sa oslabuje spojenie medzi zrnami a znižuje sa odolnosť zvarového kovu voči praskaniu. Okrem toho obsah niklu vo zvarovom kove je príliš vysoký na to, aby zvarový kov produkoval tepelné praskanie, má významný vplyv na zvar železo-nikel, kyslík, síra, fosfor a iné nečistoty na tendenciu tepelného praskania pri zváraní majú tiež veľký vplyv.
Pri použití bezkyslíkového taviva dochádza v dôsledku zníženia kvality kyslíka, síry, fosforu a iných škodlivých nečistôt vo zvare najmä k poklesu obsahu kyslíka, takže sa značne zníži množstvo prasklín. Pretože kryštalizácia roztaveného bazéna, kyslík a nikel môžu vytvárať eutektikum Ni + NiO, eutektická teplota 1438 ℃ a kyslík môže tiež posilniť škodlivé účinky síry. Takže keď je obsah kyslíka vo zvare vysoký, tendencia tepelného praskania je väčšia.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb a ďalšie legujúce prvky môžu zlepšiť odolnosť zvarového kovu proti praskaniu. Mn, Cr, Mo, Ti, Nb sú metamorfné činidlo, môžu spresniť organizáciu zvaru a môžu narušiť smer jeho kryštalizácie. Al, Ti je tiež silné deoxidačné činidlo, môže znížiť množstvo kyslíka vo zvare. Mn môže vytvárať žiaruvzdorné zlúčeniny síry, ktoré s S.
Mechanické vlastnosti zvarových spojov
Mechanické vlastnosti železo-niklových zvarových spojov súvisia s výplňovými kovovými materiálmi a parametrami zvárania. Pri zváraní čistého niklu a nízkouhlíkovej ocele, keď je Ni ekvivalent vo zvare menší ako 30%, pri rýchlom ochladzovaní zvaru sa vo zvare objaví martenzitická štruktúra, ktorá spôsobí prudký pokles plasticity a húževnatosti spoja. Preto, aby sa dosiahla lepšia plasticita a húževnatosť spoja, ekvivalent Ni vo zvare železo-nikel by mal byť väčší ako 30 %
Čas odoslania: Mar-10-2025