UNS32100, stabilizirani austenitni nehrđajući čelik, široko je prepoznat po izvrsnoj otpornosti na koroziju i visokim temperaturnim performansama. Kao dobavljač UNS32100, bio sam svjedok njegove široke uporabe u raznim industrijama, uključujući kemijsku preradu, hranu i piće, te naftu i plin. Jedan od najčešćih procesa izrade ovog materijala je zavarivanje. U ovom ćemo blogu istražiti učinke zavarivanja na mehanička svojstva UNS32100.
1. Pregled UNS S32100
UNS32100 sadrži krom, nikl i titanij. Dodavanje titana stabilizira čelik protiv intergranularne korozije kombiniranjem s ugljikom kako bi se stvorio titanijski karbidi umjesto kromovih karbida. Ovo svojstvo čini ga prikladnim za primjene gdje je materijal izložen visoko temperaturnom okruženju tijekom dužeg razdoblja. Njegov kemijski sastav obično uključuje oko 17 - 19% kroma, 9 - 12% nikla i najmanje 5 × (c%) titana.
Mehanička svojstva AS - primljena UNS32100 prilično su impresivna. Ima minimalnu čvrstoću prinosa od 205 MPa, minimalnu vlačnu čvrstoću od 515 MPa i produženje od najmanje 40%. Ova svojstva doprinose njegovoj upotrebi u strukturnim i tlačnim primjenama.
2. Postupci zavarivanja za UNS32100
Postoji nekoliko procesa zavarivanja koji se mogu koristiti za UNS32100, uključujući zavarivanje plinskog volfralnog luka (GTAW), zavarivanje plinskog metala (GMAW) i zaštićeno metalno zavarivanje luka (SMAW). Svaki postupak ima svoje prednosti i nedostatke.
GTAW se često preferira za tanke zidne aplikacije i kada su potrebni zavarivači visoke kvalitete. Pruža izvrsnu kontrolu nad postupkom zavarivanja, što rezultira čistim i preciznim zavarivanjem. GMAW je, s druge strane, prikladniji za deblje dijelove i zavarivanje visoke produktivnosti. SMAW je svestran proces koji se može koristiti u različitim uvjetima, ali može proizvesti više prskanja u usporedbi s GTAW i GMAW.
3. Učinci zavarivanja na mehanička svojstva
3.1 tvrdoća
Zavarivanje može značajno utjecati na tvrdoću UNS32100. Tijekom postupka zavarivanja, ulaz topline uzrokuje stvaranje različitih mikrostruktura u zoni zahvaćenoj toplini (HAZ) i metala zavarivanja. U HAZ -u, brzo grijanje i hlađenje mogu dovesti do stvaranja martenzita ili drugih tvrdih faza, posebno ako je stopa hlađenja visoka.
Povećanje tvrdoće u HAZ -u može biti zabrinutost jer može dovesti do smanjene duktilnosti i povećane osjetljivosti na pucanje. Na primjer, u nekim se slučajevima tvrdoća u HAZ -u može povećati od izvorne vrijednosti od oko 180 do 200 HV na preko 300 HV. Ova promjena tvrdoće može se ublažiti pravilnim obradom topline i topline za zavarivanje.
3.2 Vremenska čvrstoća
Vučna čvrstoća zavarenog spoja još je jedno važno mehaničko svojstvo. Općenito, vlačna čvrstoća metala zavarivanja često je usporediva ili nešto niža od one u baznom metalu. Prisutnost oštećenja zavarivanja poput poroznosti, nedostatka fuzije ili inkluzija može umanjiti učinkovito presjek za zavarivanje, smanjujući tako vlačnu čvrstoću.
Međutim, ako se postupak zavarivanja dobro kontrolira, ukupna vlačna čvrstoća zavarene strukture i dalje može udovoljiti dizajnerskim zahtjevima. Na primjer, kada koristite odgovarajuće metale punila i parametre zavarivanja, zavareni spoj može postići vlačnu čvrstoću blizu one osnovnog metala, osiguravajući strukturni integritet komponente.
3.3 Duktilnost
Duktilnost je mjera sposobnosti materijala da se plastično deformira prije loma. Zavarivanje može imati negativan utjecaj na duktilnost UNS32100. Stvaranje tvrdih faza u HAZ -u i prisutnost zaostalih napona može smanjiti sposobnost materijala da se istegne i deformira.
U nekim zavarenim spojevima, izduženje se može smanjiti s izvornih 40% u osnovnom metalu na manje od 20% u zavarenom području. Ovo smanjenje duktilnosti može biti problem u aplikacijama u kojima je materijal podvrgnut dinamičkom ili cikličkom opterećenju, jer može povećati rizik od neuspjeha umora.
3.4 Utjecaj žilavost
Čvrstoća utjecaja je sposobnost materijala da apsorbira energiju tijekom udarnog opterećenja. Zavarivanje može smanjiti žilavost utjecaja UNS32100. Mikrostrukturne promjene u HAZ i metal zavarivanja mogu dovesti do smanjenja kapaciteta apsorpcije energije materijala.
Na primjer, zavareni spoj može imati vrijednost žilavosti utjecaja koja je značajno niža od vrijednosti baznog metala. Ovo smanjenje žilavosti udara može biti kritično u primjenama gdje je materijal izložen naglim opterećenjima, kao što je to u izgradnji strojeva ili transportne opreme.
4. Ublažavanje zavarivanja - izazvane promjene imovine
4.1 prije zagrijavanja
Pre -grijanje baznog metala prije zavarivanja može pomoći u smanjenju brzine hlađenja u HAZ, čime se minimizira stvaranje tvrdih i lomljivih faza. Tipična temperatura zagrijavanja za UNS32100 može se kretati od 100 do 200 ° C, ovisno o debljini materijala i korištenom postupku zavarivanja.
4.2.
PWHT se može koristiti za ublažavanje zaostalih naprezanja i poboljšanje mehaničkih svojstava zavarenog spoja. Za UNS32100, tretman za žarenje otopine na oko 925 - 1050 ° C nakon čega slijedi brzo hlađenje može pomoći u vraćanju izvorne mikrostrukture i mehaničkih svojstava. Ovaj tretman može umanjiti tvrdoću u HAZ -u, povećati duktilnost i poboljšati žilavost utjecaja zavarenog zgloba.
4.3 Odabir metala punila
Izbor metala za punjenje ključan je u određivanju mehaničkih svojstava zavarenog spoja. Za UNS32100 često se koriste metali punila sa sličnim kemijskim sastavom kao i osnovni metal. Na primjer, žica za punjenje ER321 može se koristiti u GTAW i GMAW procesima. Ovi metali za punjenje pomažu u osiguravanju dobre kompatibilnosti s osnovnim metalom i mogu poboljšati ukupne performanse zavarenog spoja.
5. Usporedba s drugim nehrđajućim čelicima
Kada uspoređujete UNS32100 s drugim nehrđajućim čelicima poputNehrđajući čelik 904L / UNS N08904 / 1.4539,,Nehrđajući čelik 304L / UNS30403 / 1.4306, 1.4307, iNehrđajući čelik 316 / US S31600 / 1.4401, Ponašanje zavarivanja i njegov utjecaj na mehanička svojstva mogu varirati.
Nehrđajući čelik 904L je visoki - legura austenitni nehrđajući čelik s izvrsnom otpornošću na koroziju, posebno u visoko korozivnim okruženjima. Međutim, njegov visoki sadržaj legure može otežati zavarivanje u usporedbi s UNS32100, a postupak zavarivanja može imati značajniji utjecaj na njegova mehanička svojstva.
Nehrđajući čelik 304L i 316 češći su austenitni nehrđajući čelici. Općenito ih je lakše zavariti nego UNS32100, ali mogu biti osjetljiviji na intergranularnu koroziju u HAZ -u bez odgovarajuće stabilizacije. Stabilizacija titana UNS32100 daje prednost u visokoj temperaturnoj i korozivnoj primjeni gdje je potrebno zavarivanje.
6. Zaključak i poziv na akciju
Zaključno, zavarivanje ima značajan utjecaj na mehanička svojstva UNS32100. Tvrdoća, vlačna čvrstoća, duktilnost i žilavost utjecaja mogu utjecati na proces zavarivanja. Međutim, uz pravilno zagrijavanje, toplinska obrada za zavarivanje i odabir metala punila, ti se učinci mogu ublažiti kako bi se osigurala performanse zavarene strukture.
Kao dobavljač UNS32100, razumijem važnost pružanja materijala visoke kvalitete i tehničke podrške za aplikacije za zavarivanje. Ako razmišljate o korištenju UNS32100 u svojim projektima i trebate pomoć u zavarivanju ili imate bilo kakvih pitanja o njegovim mehaničkim svojstvima, slobodno me kontaktirajte za više informacija i razgovarajte o vašim potrebama za nabavom.
Reference
- ASM priručnik svezak 6: zavarivanje, lemljenje i lemljenje. ASM International.
- Priručnik za zavarivanje od nehrđajućeg čelika. James F. Lincoln ARC Fondacija za zavarivanje.
- Zavarivanje metalurgije i zavarivost nehrđajućih čelika. John C. Lippold i David J. Kotecki.
