Zavarivanje je kritičan proces u raznim industrijama, a razumijevanje njegovog utjecaja na evoluciju mikrostrukture materijala od iznimne je važnosti. Kao dobavljač UNS S34700, iz prve sam ruke svjedočio važnosti razumijevanja kako zavarivanje utječe na ovu određenu leguru nehrđajućeg čelika. U ovom blogu istražit ćemo učinke zavarivanja na evoluciju mikrostrukture UNS S34700.
Uvod u UNS S34700
UNS S34700 je stabilizirani austenitni nehrđajući čelik. Sadrži niobij, koji pomaže spriječiti stvaranje kromovih karbida na granicama zrna tijekom zavarivanja i rada na visokim temperaturama. Ova legura nudi izvrsnu otpornost na koroziju, dobra mehanička svojstva i naširoko se koristi u aplikacijama kao što su kemijska obrada, proizvodnja električne energije i zrakoplovna industrija. Možete pronaći detaljnije informacije oNehrđajući čelik 347 / UNS S34700 / 1.4550.
Mikrostruktura As - primljeno UNS S34700
Primljeni UNS S34700 obično ima austenitnu mikrostrukturu. Austenit je kubična (FCC) kristalna struktura s čeonim središtem, koja pruža dobru duktilnost, žilavost i otpornost na koroziju. Niobij u leguri stvara niobijeve karbide (NbC), koji su fino raspršeni u austenitnoj matrici. Ovi karbidi pomažu stabilizirati strukturu i sprječavaju taloženje kromovih karbida, što može dovesti do interkristalne korozije.
Učinci unosa topline zavarivanja
Rast austenitnog zrna
Tijekom zavarivanja, unos topline uzrokuje značajan porast temperature u zoni zavarivanja i zoni utjecaja topline (HAZ). Visoke temperature mogu dovesti do rasta zrna austenita. U bazenu za zavarivanje, brze brzine zagrijavanja i hlađenja mogu rezultirati stvaranjem velikih zrna austenita. U ZUT-u temperaturni gradijent uzrokuje različite stupnjeve rasta zrna. Što je bliže središtu zavara, to je viša temperatura i veća je veličina zrna. Pretjerani rast zrna može smanjiti mehanička svojstva materijala, poput čvrstoće i žilavosti.
Reakcije taloženja
Toplina od zavarivanja također može izazvati reakcije taloženja u UNS S34700. Iako se niobij dodaje kako bi se spriječilo taloženje krom karbida, pri određenim temperaturama mogu nastati druge faze. Na primjer, tijekom procesa hlađenja nakon zavarivanja postoji mogućnost precipitacije sigma faze. Sigma faza je tvrd i krt intermetalni spoj koji može smanjiti duktilnost i otpornost materijala na koroziju. Stvaranje sigma faze vjerojatnije je da će se dogoditi pri srednjim brzinama hlađenja iu temperaturnom rasponu od 600 - 900°C.
Postupci zavarivanja i njihov utjecaj
Zavarivanje s plinskim volframom (GTAW)
GTAW je uobičajeno korišten postupak zavarivanja za UNS S34700. Omogućuje dobru kontrolu nad unosom topline i proizvodi visokokvalitetne varove. Budući da GTAW ima relativno nizak unos topline u usporedbi s nekim drugim procesima, može minimizirati rast zrna austenita i reakcije taloženja. Spore i kontrolirane brzine zagrijavanja i hlađenja u GTAW-u omogućuju bolju mikrostrukturnu kontrolu. Međutim, ako parametri zavarivanja nisu ispravno odabrani, još uvijek može postojati određeni stupanj rasta zrna i taloženja u ZUT-u.
Zavarivanje zaštićenim metalnim lukom (SMAW)
SMAW je još jedan postupak zavarivanja koji se može koristiti za UNS S34700. Pogodniji je za zavarivanje na licu mjesta i deblje dijelove. Međutim, SMAW općenito ima veći unos topline u usporedbi s GTAW. Veći unos topline može dovesti do značajnijeg rasta zrna austenita u zavaru i ZUT-u. Dodatno, troska nastala tijekom SMAW ponekad može uzrokovati inkluzije u zavaru, što može utjecati na otpornost na koroziju i mehanička svojstva zavarenog spoja.
Usporedba sa sličnim legurama
Kada se uspoređuje UNS S34700 sa sličnim legurama kao što suNehrđajući čelik 321 / UNS S32100 / 1.4541iNehrđajući čelik 321H / UNS S32109 / 1.4878, postoje neke razlike u njihovom odgovoru na zavarivanje. Nehrđajući čelik 321 i 321H također su stabilizirani austenitni nehrđajući čelici, ali su stabilizirani titanom umjesto niobijem. Titanijevi karbidi imaju drugačije karakteristike taloženja u usporedbi s niobijevim karbidima.
Što se tiče zavarivanja, upotreba titana u 321 i 321H može rezultirati različitim ponašanjem taloženja tijekom zavarivanja. Na primjer, formiranje faza bogatih titanom može se pojaviti pri različitim temperaturama i brzinama hlađenja u usporedbi s taloženjem vezanim uz niobij u UNS S34700. Osim toga, otpornost na koroziju ovih legura nakon zavarivanja također može varirati zbog razlika u njihovoj mikrostrukturnoj evoluciji tijekom procesa zavarivanja.
Toplinska obrada nakon zavarivanja
Toplinska obrada nakon zavarivanja (PWHT) može se koristiti za poboljšanje mikrostrukture i svojstava zavarenog UNS S34700. Tretman žarenja u otopini na visokoj temperaturi (obično oko 1050 - 1100°C) može otopiti istaložene faze i pročistiti zrnca austenita. Nakon žarenja otopine, potrebno je brzo hlađenje kako bi se spriječilo ponovno taloženje nepoželjnih faza. PWHT može vratiti mehanička svojstva i otpornost na koroziju zavarenog spoja do određene mjere.
Zaključak
Zaključno, zavarivanje ima značajan utjecaj na evoluciju mikrostrukture UNS S34700. Unos topline tijekom zavarivanja može uzrokovati rast zrna austenita i reakcije taloženja, što može utjecati na mehanička svojstva i otpornost materijala na koroziju. Različiti postupci zavarivanja imaju različite učinke na mikrostrukturu, a pravilan odabir parametara zavarivanja je ključan. Toplinska obrada nakon zavarivanja može biti učinkovit način poboljšanja svojstava zavarenog spoja.
Kao dobavljač UNS S34700, razumijemo važnost pružanja visokokvalitetnih materijala i tehničke podrške za aplikacije zavarivanja. Ako ste zainteresirani za kupnju UNS S34700 ili imate bilo kakvih pitanja o njegovom zavarivanju i primjeni, slobodno nas kontaktirajte radi daljnje rasprave i pregovora.
Reference
- ASM priručnik, svezak 6: Zavarivanje, tvrdo lemljenje i lemljenje. ASM International.
- Metalurgija zavarivanja i zavarljivost nehrđajućih čelika. John C. Lippold, David J. Kotecki.
- Nehrđajući čelik: praktični vodič. George E. Totten, D. Scott MacKenzie.
