تكنولوجيا اللحام لأوعية الضغط الفولاذية المقاومة للصدأ

الفولاذ المقاوم للصدأ لأوعية الضغط وخصائص اللحام

يشير ما يسمى بالفولاذ المقاوم للصدأ إلى إضافة كمية معينة من الكروم إلى الفولاذ ، بحيث يكون الفولاذ في حالة تخميل ويتميز بخصائص عدم الصدأ. من أجل تحقيق هذا الغرض ، يجب أن يكون محتواه من الكروم أعلى من 12 بالمائة. من أجل تحسين تخميل الفولاذ ، غالبًا ما يتم إضافة عناصر مثل النيكل والموليبدينوم التي يمكن أن تخمل الفولاذ إلى الفولاذ المقاوم للصدأ. يشار إليه عمومًا بالفولاذ المقاوم للصدأ وهو في الواقع مصطلح عام للفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المقاوم للأحماض. الفولاذ المقاوم للصدأ ليس بالضرورة مقاومًا للأحماض ، والفولاذ المقاوم للأحماض له خصائص غير قابلة للصدأ بشكل عام. يمكن تقسيم الفولاذ المقاوم للصدأ إلى أربع فئات وفقًا لهيكل الفولاذ ، وهي الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ، والفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ، والفولاذ المقاوم للصدأ مارتنسيتي ، والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المزدوج.

1. الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ وخصائص اللحام

الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ هو أكثر أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ استخدامًا ، ونوع Cr-Ni العالي هو الأكثر شيوعًا. في الوقت الحاضر ، يمكن تقسيم الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ تقريبًا إلى نوع Cr 18- Ni8 ، Cr 25- Ni20 ، نوع Cr 25- Ni35. يتميز الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ بخصائص اللحام التالية:

① لحام الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ المشقق على الساخن لديه موصلية حرارية صغيرة ومعامل تمدد خطي كبير ، لذلك أثناء عملية اللحام ، يكون وقت بقاء الوصلة الملحومة في درجة حرارة عالية أطول ، ويكون اللحام سهلًا لتشكيل حبيبات عمودية خشنة بناء. إذا كان محتوى عناصر الشوائب مثل الكبريت والفوسفور والقصدير والأنتيمون والنيوبيوم مرتفعًا ، فسوف تتشكل نقطة انصهار منخفضة سهلة الانصهار بين الحبيبات ، وسوف تتشكل شقوق التصلب بسهولة في اللحام عندما يتعرض الوصلة الملحومة لارتفاع إجهاد الشد. تتشكل شقوق التسييل في المنطقة المتأثرة بالحرارة ، والتي تنتمي جميعها إلى شقوق اللحام الحرارية. الطريقة الأكثر فعالية لمنع التشققات الساخنة هي تقليل عناصر الشوائب المعرضة لإنتاج مواد سهلة الانصهار منخفضة في المواد الاستهلاكية للفولاذ واللحام ولجعل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الكروم والنيكل يحتوي على 4 في المائة إلى 12 في المائة من هيكل الفريت.

② التآكل بين الحبيبات وفقًا لنظرية استنفاد الكروم ، فإن ترسيب كربيد الكروم على السطح بين الحبيبات ، مما يؤدي إلى استنفاد الكروم في حدود الحبوب هو السبب الرئيسي للتآكل بين الخلايا الحبيبية. لذلك ، يعد اختيار مستهلكات اللحام منخفضة الكربون للغاية أو مستهلكات اللحام التي تحتوي على عناصر تثبيت مثل النيوبيوم والتيتانيوم هو الإجراء الرئيسي لمنع التآكل بين الخلايا الحبيبية.

③ تكسير التآكل الناتج عن الإجهاد يظهر عادة تشقق التآكل الإجهادي على أنه فشل هش ، وتستغرق عملية التلف وقتًا قصيرًا ، وبالتالي يكون الضرر خطيرًا. السبب الرئيسي للتشقق الناتج عن التآكل الإجهادي للفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ هو إجهاد اللحام المتبقي. إن تغيير هيكل المفاصل الملحومة أو وجود تركيز إجهاد ، وتركيز وسط التآكل المحلي هي أيضًا من الأسباب التي تؤثر على تكسير التآكل الإجهادي.

④ σ طور التقصف للمفاصل الملحومة الطور هو نوع من المركب المعدني الهش والصلب ، والذي يتجمع بشكل أساسي في حدود حبيبات الحبوب العمودية. يمكن أن تخضع كل من الطور والطور بمرحلة انتقالية. على سبيل المثال ، عندما يتم تسخين اللحام من النوع Cr25Ni20 عند 800 درجة ~ 900 درجة ، سيحدث تحول → δ قوي. بالنسبة للصلب الأوستنيتي المقاوم للصدأ والنيكل والكروم ، وخاصة الفولاذ المقاوم للصدأ الكروم والنيكل والموليبدينوم ، يكون تحول الطور δ → عرضة للحدث ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن عناصر الكروم والموليبدينوم لها تحول سيغما واضح ، عندما يتجاوز محتوى الفريت في اللحام 12 بالمائة ، فإن تحول δ → σ واضح جدًا ، مما يؤدي إلى تقصف واضح لمعدن اللحام ، وهذا هو السبب في أن الطبقة السطحية على الجدار الداخلي لمفاعل هدرجة الجدار الساخن تتحكم في محتوى δ الفريت بنسبة 3 في المائة إلى 10 في المائة. سبب.

2. الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي وخصائص اللحام
يتم تقسيم الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي إلى فئتين: الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي العادي والفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي فائق النقاء. من بينها ، الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي العادي له نوع Cr12 ~ Cr14 ، مثل 00 Cr12 ، 0 Cr13Al ؛ نوع Cr16 ~ Cr18 ، مثل 1Cr17Mo ؛ نوع Cr25 ~ 30.

نظرًا لارتفاع نسبة الكربون والنيتروجين في الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي العادي ، فمن الصعب معالجتها ولحامها ، كما يصعب ضمان مقاومة التآكل ، وبالتالي فإن الاستخدام محدود. في الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي فائق النقاء ، يتم التحكم بدقة في الكربون والنيتروجين في الفولاذ. يتم التحكم في إجمالي كمية النيتروجين بشكل عام عند ثلاثة مستويات من 0. 0 35 بالمائة إلى 0. 0 45 بالمائة ، 0 030 بالمائة ، و 0.010 بالمائة إلى 0.015 بالمائة. في الوقت نفسه ، تمت إضافة عناصر السبائك الضرورية لتحسين مقاومة التآكل والأداء الشامل للفولاذ. بالمقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي العادي ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي عالي النقاء للغاية يتمتع بمقاومة جيدة للتآكل المنتظم والتآكل والتآكل الناتج عن الإجهاد ، ويستخدم على نطاق واسع في المعدات البتروكيماوية. يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي بخصائص اللحام التالية:

① تحت تأثير درجة حرارة اللحام المرتفعة ، ستنمو الحبوب في المنطقة المتأثرة بالحرارة حيث تصل درجة حرارة التسخين فوق 1000 درجة ، خاصة في منطقة التماس القريبة ، بسرعة. حتى إذا تم تبريده بسرعة بعد اللحام ، فإن الانخفاض الحاد في المتانة والميل العالي للتآكل الحبيبي.

② يحتوي الفولاذ الفريتي نفسه على نسبة عالية من الكروم ، وعناصر أكثر ضررًا مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين ، وما إلى ذلك ، ودرجة حرارة انتقال هشة أعلى ، وحساسية أقوى من الدرجة. لذلك ، التقصف بعد اللحام أكثر خطورة.

③ عند التسخين والتبريد ببطء عند 400 درجة ~ 600 درجة لفترة طويلة ، سيحدث التقصف عند 475 درجة ، مما يقلل بشكل خطير من المتانة في درجة حرارة الغرفة. بعد التسخين لفترة طويلة عند 550 درجة مئوية ~ 820 درجة مئوية ، يتم ترسيب المرحلة بسهولة من الفريت ، كما يتم تقليل اللدونة والمتانة بشكل كبير.

3. الفولاذ المرتنزيتي المقاوم للصدأ وخصائص اللحام
يمكن تقسيم الفولاذ المرتنزيتي المقاوم للصدأ إلى الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنزيتي من النوع Cr13 ، والفولاذ المقاوم للصدأ المرتنزيتي منخفض الكربون والفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي الفائق. نوع Cr13 لديه أداء عام ضد التآكل. من الفولاذ المقاوم للصدأ المارتنزيتي القائم على الكروم 12- ، نظرًا لإضافة النيكل والموليبدينوم والتنغستن والفاناديوم وعناصر صناعة السبائك الأخرى ، فهي لا تتمتع بمقاومة معينة للتآكل فحسب ، بل تتميز أيضًا بمقاومة درجات الحرارة المرتفعة ومقاومة درجات الحرارة العالية . خصائص الأكسدة.

خصائص اللحام للفولاذ المقاوم للصدأ مارتينسيتي: إن خط اللحام بالفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي من النوع Cr13 والمنطقة المتأثرة بالحرارة لها اتجاه تصلب كبير بشكل خاص ، ويمكن للمفصل الملحوم الحصول على مارتينسيت صلب وهش تحت ظروف تبريد الهواء. تحت تأثير اللحام ، من السهل ظهور شقوق اللحام الباردة. عندما يكون معدل التبريد صغيرًا ، سيتم تشكيل الفريت الخشنة والكربيدات بين الحبيبات في منطقة التماس القريبة ومعدن اللحام ، مما يقلل بشكل كبير من اللدونة وصلابة المفصل.

بعد تبريد المنطقة المتأثرة بالحرارة من الفولاذ المقاوم للصدأ منخفض الكربون والفولاذ المارتنسيتي ، يتم تحويلهم جميعًا إلى مارتينسيت منخفض الكربون ، ولكن لا توجد ظاهرة تصلب واضحة ، ولديهم أداء لحام جيد.

اختيار مستهلكات لحام الفولاذ المقاوم للصدأ لأوعية الضغط

1. اختيار المواد الاستهلاكية لحام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي
مبدأ اختيار المواد الاستهلاكية لحام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي هو ضمان أن مقاومة التآكل والخصائص الميكانيكية لمعدن اللحام مكافئة بشكل أساسي أو أعلى من تلك الخاصة بالمعدن الأساسي في حالة عدم وجود تشققات. مباراة. بالنسبة للفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ المقاوم للتآكل ، من المرغوب فيه عمومًا أن يحتوي على كمية معينة من الفريت ، والذي لا يضمن مقاومة جيدة للتشقق فحسب ، بل يتمتع أيضًا بمقاومة جيدة للتآكل. ومع ذلك ، في بعض الوسائط الخاصة ، مثل معدن اللحام لمعدات اليوريا ، لا يُسمح بوجود الفريت ، وإلا سيتم تقليل مقاومته للتآكل. بالنسبة للفولاذ الأوستنيتي المقاوم للحرارة ، يجب مراعاة التحكم في محتوى الفريت في معدن اللحام. بالنسبة لحامات الفولاذ الأوستنيتي التي تعمل في درجات حرارة عالية لفترة طويلة ، يجب ألا يتجاوز محتوى الفريت في معدن اللحام 5 بالمائة. يمكن للقراء تقدير محتوى الفريت المقابل وفقًا لمكافئ الكروم والنيكل المكافئ في معدن اللحام وفقًا لمخطط شايفلر.

صورة

2. اختيار المواد الاستهلاكية لحام الفولاذ المقاوم للصدأ من الحديد
هناك ثلاثة أنواع أساسية من مستهلكات اللحام بالفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي: 1) مستهلكات اللحام التي يتطابق تركيبها بشكل أساسي مع المعدن الأساسي ؛ 2) مستهلكات اللحام الأوستنيتي ؛ 3) مستهلكات لحام سبائك النيكل ، والتي نادرًا ما تستخدم بسبب ارتفاع أسعارها.

يمكن تصنيع مستهلكات اللحام بالفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي من مواد مكافئة للمعدن الأساسي ، ولكن عندما تكون درجة التقييد كبيرة ، فمن السهل حدوث تشققات. يمكن استخدام المعالجة الحرارية بعد اللحام لاستعادة مقاومة التآكل وتحسين مرونة المفاصل. يمكن أن يؤدي استخدام مستهلكات اللحام الأوستنيتي إلى تجنب التسخين المسبق والمعالجة الحرارية لما بعد اللحام ، ولكن بالنسبة للفولاذ المختلف الذي لا يحتوي على عناصر ثابتة ، لا يزال هناك حساسية للمنطقة المتأثرة بالحرارة ، وتشيع استخدام مواد اللحام الأوستنيتي 309 و 310 من الكروم والنيكل. مستخدم. بالنسبة لصلب Cr17 ، يمكن أيضًا استخدام 308 مستهلكات لحام. تعتبر مستهلكات اللحام ذات المحتوى العالي من السبائك مفيدة لتحسين ليونة الوصلات الملحومة. يعتبر معدن اللحام الأوستنيتي أو الأوستنيتي - الحديد أساسًا قويًا مثل المعدن الأساسي الفريتي ، ولكن في بعض الوسائط المسببة للتآكل ، قد تكون مقاومة التآكل للحام مختلفة تمامًا عن تلك الموجودة في المعدن الأساسي. انتبه عند اختيار مواد اللحام.

3. اختيار المواد الاستهلاكية لحام الفولاذ المقاوم للصدأ martensitic
في الفولاذ المقاوم للصدأ ، يمكن تعديل الفولاذ المقاوم للصدأ مارتنسيت عن طريق المعالجة الحرارية. لذلك ، من أجل ضمان متطلبات الأداء ، خاصة بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي المقاوم للحرارة ، يجب أن يكون تكوين اللحام أقرب ما يمكن إلى تكوين المعدن الأساسي. من أجل منع التشققات الباردة ، يمكن أيضًا استخدام مستهلكات اللحام الأوستنيتي ، ويجب أن تكون قوة اللحام في هذا الوقت أقل من تلك الموجودة في المعدن الأساسي.

عندما يكون تكوين اللحام مشابهًا لتكوين المعدن الأساسي ، فإن اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة سوف تتصلب وتصبح هشة في نفس الوقت ، وستظهر منطقة تليين الحرارة في المنطقة المتأثرة بالحرارة. من أجل منع التشقق البارد ، غالبًا ما تحتاج المكونات التي يزيد سمكها عن 3 مم إلى التسخين المسبق ، وغالبًا ما تكون المعالجة الحرارية مطلوبة بعد اللحام لتحسين أداء المفصل. نظرًا لأن معامل التمدد الحراري لمعدن اللحام والمعدن الأساسي متماثلان بشكل أساسي ، فمن الممكن التخلص تمامًا من اللحام بعد المعالجة الحرارية. ضغط.

صورة

عندما لا يُسمح بتسخين قطعة العمل أو معالجتها بالحرارة ، يمكن اختيار خط اللحام الأوستنيتي. نظرًا لأن خط اللحام يتميز باللدونة والمتانة العالية ، فإنه يمكن أن يخفف من إجهاد اللحام ويمكن أن يذيب المزيد من الهيدروجين ، وبالتالي يقلل من إجهاد المفصل. اتجاه التكسير البارد ، ولكن المفاصل ذات المواد غير المستوية ، بسبب معاملات التمدد الحراري المختلفة ، قد تولد إجهاد القص في منطقة الانصهار تحت بيئة العمل لدرجة حرارة الدوران ، مما يؤدي إلى فشل المفصل.

بالنسبة للصلب مارتينسيتي البسيط من النوع Cr13 ، عندما لا يتم استخدام اللحام بهيكل أوستنيتي ، لا يوجد مجال كبير لتعديل تركيبة اللحام ، والتي تكون عمومًا مماثلة لمصفوفة المعدن الأساسي ، ولكن الشوائب الضارة مثل S و P و يجب أن تكون Si محدودة. يمكن أن تعزز Si تشكيل المارتينسيت الخشن في اللحامات الفولاذية المارتينزيتية Cr13. يعد تقليل محتوى C مفيدًا لتقليل الصلابة ، ويمكن أن يؤدي وجود كمية صغيرة من العناصر مثل Ti أو N أو Al في اللحام أيضًا إلى تنقية الحبوب وتقليل الصلابة.

بالنسبة للصلب المارتينسيتي المقاوم للحرارة متعدد المكونات والمكون من خليط الكروم ، فإن الغرض الرئيسي هو مقاومة الحرارة ، وعادة لا يتم استخدام مواد اللحام الأوستنيتي ، ومن المتوقع أن تكون تركيبة اللحام قريبة من المعدن الأساسي. عند تعديل التركيبة ، يجب التأكد من أن اللحام لا يظهر في مرحلة الفريت ، لأنه ضار جدًا بالأداء ، لأن المكونات الرئيسية للفولاذ المقاوم للحرارة المرتكز على Cr 13- هي في الغالب عناصر الفريت ( مثل Mo ، Nb ، W ، V ، وما إلى ذلك) ، من أجل التأكد من أن الهيكل بأكمله هو مارتينسيت موحد ، يجب أن يكون متوازناً مع عناصر الأوستينيت ، أي يجب أن تكون هناك عناصر مناسبة مثل C ، Ni ، Mn ، و ن.

يتميز الفولاذ المرتنزيتي المقاوم للصدأ بميل كبير جدًا للتكسير البارد ، لذلك من الضروري الحفاظ بشكل صارم على انخفاض الهيدروجين ، وحتى الهيدروجين المنخفض للغاية ، ويجب الانتباه إلى ذلك عند اختيار مواد اللحام.

النقاط الرئيسية لحام الفولاذ المقاوم للصدأ لأوعية الضغط

1. النقاط الرئيسية للحام الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي

بشكل عام ، يتميز الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ بقدرة لحام ممتازة. يمكن استخدام جميع طرق اللحام بالانصهار تقريبًا في لحام الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ ، وتحدد الخصائص الفيزيائية الحرارية وخصائص البنية الدقيقة للفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ النقاط الرئيسية لعملية اللحام.

① بسبب الموصلية الحرارية الصغيرة ومعامل التمدد الحراري الكبير للفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ ، فمن السهل إنتاج تشوه كبير وإجهاد اللحام أثناء اللحام ، لذلك يجب اختيار طريقة اللحام مع طاقة اللحام المركزة قدر الإمكان.

② بسبب الموصلية الحرارية الصغيرة للفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ ، يمكن الحصول على عمق اختراق أكبر من الفولاذ منخفض السبائك تحت نفس التيار. في الوقت نفسه ، نظرًا لمقاومتها العالية ، من أجل تجنب احمرار القطب أثناء اللحام بالقوس الكهربائي ، يكون تيار اللحام أصغر من تيار الفولاذ الكربوني أو أقطاب فولاذية منخفضة السبائك من نفس القطر.

③ مواصفات اللحام. بشكل عام لا تستخدم طاقة إدخال كبيرة للحام. بالنسبة إلى اللحام بالقوس الكهربائي ، يُنصح باستخدام أقطاب كهربائية ذات قطر صغير للحام متعدد التمريرات السريع. بالنسبة للحامات عالية الطلب ، يمكنك حتى سكب الماء البارد لتسريع التبريد. بالنسبة للفولاذ الأوستنيتي النقي والفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي الفائق ، بسبب حساسية التصدع الحراري ، إذا كانت كبيرة ، يجب التحكم في طاقة خط اللحام بشكل صارم لمنع النمو الخطير لحبيبات اللحام وحدوث تشققات اللحام الساخنة.

④ من أجل تحسين مقاومة التكسير الحراري ومقاومة التآكل للحام ، يجب إيلاء اهتمام خاص لنظافة منطقة اللحام أثناء اللحام لمنع العناصر الضارة من اختراق اللحام.

لا يتطلب الفولاذ الأوستنيتي المقاوم للصدأ عمومًا التسخين المسبق أثناء اللحام. من أجل منع نمو الحبوب وتساقط الكربيد في خط اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة ، وضمان مرونة وصلابة ومقاومة التآكل للمفصل الملحوم ، يجب التحكم في درجة حرارة الطبقة البينية المنخفضة ، بشكل عام لا تتجاوز 150 درجة.

2. نقاط لحام الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي

يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي على عناصر أكثر نسبيًا لتشكيل الفريت ، وعناصر تشكيل الأوستينيت أقل نسبيًا ، كما أن المادة لديها ميل أقل للتصلب والتشقق البارد. تحت تأثير دورة اللحام الحرارية للفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ، تنمو الحبوب في المنطقة المتأثرة بالحرارة بشكل واضح ، وتتناقص صلابة وليونة المفصل بشكل حاد. تعتمد درجة نمو الحبوب في المنطقة المتأثرة بالحرارة على درجة الحرارة القصوى التي تم الوصول إليها أثناء اللحام ووقت الاحتفاظ بها. لذلك ، عند لحام الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ، يجب استخدام طاقة خط صغير قدر الإمكان ، أي طريقة لتركيز الطاقة ، مثل TIG بالتيار الصغير ، واللحام اليدوي بأقطاب كهربائية ذات قطر صغير ، وما إلى ذلك. يجب اعتماد مثل أخدود الفجوة الضيقة وسرعة اللحام العالية واللحام متعدد الطبقات قدر الإمكان ، ويجب التحكم بدقة في درجة الحرارة بين الطبقات.

نظرًا لتأثير دورة حرارة اللحام ، يتم تحسس الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي بشكل عام في منطقة درجة الحرارة المرتفعة للمنطقة المتأثرة بالحرارة ، ويحدث التآكل بين الخلايا الحبيبية في بعض الوسائط. بعد اللحام ، يتم تلدينها عند 700 ~ 850 درجة لمجانسة الكروم واستعادة مقاومة التآكل.

يمكن لحام الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي العادي عالي الكروم عن طريق لحام القوس الكهربائي ، اللحام المحمي بالغاز ، اللحام بالقوس المغمور وطرق اللحام الأخرى. بسبب اللدونة المنخفضة المتأصلة في الفولاذ عالي الكروم ، بالإضافة إلى نمو الحبوب في المنطقة المتأثرة بالحرارة وتراكم الكربيدات والنتريد عند حدود الحبوب الناتجة عن دورات حرارة اللحام ، فإن اللدونة وصلابة الوصلات الملحومة للغاية قليل. من المحتمل حدوث تشققات عند استخدام مستهلكات اللحام ذات التركيب الكيميائي المشابه للمعدن الأساسي وتكون درجة التقييد كبيرة. من أجل منع التشققات وتحسين مرونة المفاصل ومقاومة التآكل ، مع أخذ اللحام بالقوس الكهربائي كمثال ، يمكن اتخاذ التدابير التكنولوجية التالية.

① قم بالتسخين المسبق عند حوالي 100 ~ 150 درجة للحام المادة في حالة صعبة. كلما زاد محتوى الكروم ، زادت درجة حرارة التسخين المسبق.

اللحام بطاقة إدخال صغيرة ولا تأرجح. أثناء اللحام متعدد الطبقات ، يجب التحكم في درجة الحرارة بين الطبقات بحيث لا تزيد عن 150 درجة ، ويجب عدم استخدام اللحام المستمر لتقليل آثار التقصف بدرجة حرارة عالية وتقصف 475 درجة.

③ بعد اللحام ، يمكن أن يؤدي التلدين عند 750 ~ 800 درجة إلى استعادة مقاومة التآكل وتحسين مرونة المفصل بسبب تكوير الكربيدات والتوزيع المنتظم للكروم. بعد التلدين ، يجب تبريده بسرعة لمنع حدوث طور وهشاشة عند 475 درجة.

3. نقاط لحام الفولاذ المرتنزيتي المقاوم للصدأ

بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ مارتينسيتي من النوع Cr13 ، عند استخدام أقطاب كهربائية من نفس المادة للحام ، من أجل تقليل حساسية الشقوق الباردة وضمان مرونة وصلابة الوصلات الملحومة ، يجب اختيار أقطاب كهربائية منخفضة الهيدروجين ويجب أن تكون الإجراءات التالية مأخوذ في نفس الوقت:

① سخن. تزداد درجة حرارة التسخين المسبق مع زيادة محتوى الكربون في الفولاذ ، بشكل عام في نطاق 100 درجة إلى 350 درجة.

② بعد التسخين. بالنسبة للوصلات الملحومة ذات المحتوى العالي من الكربون أو عالية التقييد ، يجب اتخاذ تدابير ما بعد التسخين بعد اللحام لمنع حدوث تشققات اللحام التي يسببها الهيدروجين.

③ المعالجة الحرارية بعد اللحام. من أجل تحسين اللدونة والمتانة ومقاومة التآكل للوصلات الملحومة ، تكون درجة حرارة المعالجة الحرارية بعد اللحام بشكل عام 650 درجة مئوية ~ 750 درجة مئوية ، ويتم حساب وقت التثبيت على أنه 1 ساعة / 25 مم.

بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ المارتنسيتي الفائق والمنخفض الكربون ، فإن إجراءات التسخين المسبق غير مطلوبة بشكل عام. عندما تكون درجة التقييد كبيرة أو يكون محتوى الهيدروجين في اللحام مرتفعًا ، يتم اتخاذ تدابير التسخين المسبق والتسخين اللاحق. عادة ما تكون درجة حرارة التسخين المسبق 100 درجة مئوية ~ 150 درجة مئوية ، ودرجة حرارة المعالجة الحرارية بعد اللحام هي 590 ~ 620 درجة. للفولاذ المارتنسيتي الذي يحتوي على نسبة عالية من الكربون. أو عندما يصعب تنفيذ التسخين المسبق للحام والمعالجة الحرارية بعد اللحام ، وتكون الوصلات مقيدة بشدة ، يمكن أيضًا استخدام مستهلكات اللحام الأوستنيتي في الهندسة لتحسين مرونة وصلابة الوصلات الملحومة ومنع التشققات. ولكن في هذا الوقت ، عندما يكون معدن اللحام أوستنيتيًا أو قائمًا على الأوستينيت ، فهو في الواقع تطابق منخفض القوة مقارنة بقوة المعدن الأساسي ، ويختلف معدن اللحام والمعدن الأساسي في التركيب الكيميائي ، والهيكل المعدني ، الحرارية تختلف الخصائص الفيزيائية والميكانيكية اختلافًا كبيرًا ، ولا مفر من إجهاد اللحام المتبقي ، والذي يمكن أن يتسبب بسهولة في تآكل الإجهاد أو تلف الزحف الناتج عن درجات الحرارة العالية.

لحام الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين

1. أنواع دوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ
يحتوي الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين على هيكل مزدوج من الأوستينيت بالإضافة إلى الفريت ، ومحتوى الهياكل ذات المرحلتين

في الأساس هو نفسه ، لذلك فهو يتميز بخصائص الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي. يمكن أن تصل مقاومة الخضوع إلى 400Mpa ~ 550MPa ، وهو ضعف قوة الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي العادي. بالمقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ، يتميز الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين بصلابة عالية ، ودرجة حرارة انتقال منخفضة الهش ، وتحسين كبير في مقاومة التآكل بين الخلايا الحبيبية وأداء اللحام ؛ في الوقت نفسه ، يحتفظ ببعض خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ، مثل هشاشة 475 درجة ، والتوصيل الحراري العالي ، ومعامل التمدد الخطي الصغير ، والمرونة الفائقة والمغناطيسية. بالمقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي ، فإن قوة الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين عالية ، خاصة أن قوة الخضوع تم تحسينها بشكل كبير ، كما تم تحسين أداء مقاومة التآكل ، ومقاومة التآكل الإجهادي ، ومقاومة الإجهاد للتآكل بشكل ملحوظ.

يُصنف الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين وفقًا لتركيبته الكيميائية ، ويمكن تقسيمه إلى أربعة أنواع: نوع Cr18 ، Cr23 (باستثناء Mo) ، نوع Cr22 ونوع Cr25. بالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين Cr25 ، يمكن تقسيمه إلى النوع الشائع والفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج الفائق ، من بينها النوع Cr22 والنوع Cr25 اللذين تم استخدامهما على نطاق واسع في السنوات الأخيرة. يتم إنتاج معظم أنواع الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوجة المستخدمة في بلدي في السويد ، والدرجات المحددة هي: 3RE60 (نوع Cr18) ، SAF2304 (نوع Cr23) ، SAF2205 (نوع Cr22) ، SAF2507 (نوع Cr25).

2. خصائص اللحام للفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين
① الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين له قابلية لحام جيدة. ليس من السهل تقطيع المنطقة المتأثرة بالحرارة أثناء اللحام مثل الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ، كما أنه ليس من السهل إنتاج شقوق لحام ساخنة مثل الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. ومع ذلك ، نظرًا لاحتوائه على كمية كبيرة من الفريت ، فعندما تكون الصلابة عالية أو يكون محتوى الهيدروجين في اللحام مرتفعًا ، فقد تحدث تشققات تبريد الهيدروجين ، لذلك من المهم جدًا التحكم الصارم في مصدر الهيدروجين.

② من أجل ضمان خصائص الفولاذ ثنائي الطور ، فإن التأكد من أن نسبة الأوستينيت والفريت في هيكل الوصلة الملحومة مناسبة هو مفتاح لحام هذا النوع من الفولاذ. عندما يكون معدل تبريد الوصلة بعد اللحام بطيئًا ، يكون تغيير المرحلة الثانوية لـ δ → كافيًا نسبيًا ، لذلك يمكن الحصول على هيكل مزدوج مع نسبة طور مناسبة نسبيًا في درجة حرارة الغرفة ، الأمر الذي يتطلب إدخال حرارة لحام كبير مناسب أثناء اللحام . خلاف ذلك ، إذا كان معدل التبريد بعد اللحام سريعًا ، ستزداد مرحلة الفريت ، مما يؤدي إلى انخفاض خطير في اللدونة والمتانة ومقاومة التآكل للمفصل.

3. اختيار المواد الاستهلاكية لحام الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين
مستهلكات اللحام للفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين ، والتي تتميز بأن هيكل اللحام عبارة عن هيكل مزدوج يسيطر عليه الأوستينيت ، ومحتوى العناصر الرئيسية المقاومة للتآكل (الكروم ، الموليبدينوم ، إلخ) مكافئ لتلك الموجودة في المعدن الأساسي ، وبالتالي ضمان نفس مقاومة التآكل مثل الجنس المعدني الأساسي. من أجل ضمان محتوى الأوستينيت في اللحام ، عادة ما يتم زيادة محتوى النيكل والنيتروجين ، أي أن مكافئ النيكل يزداد بنحو 2 في المائة إلى 4 في المائة. في المواد الأساسية المزدوجة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ، يوجد بشكل عام قدر معين من محتوى النيتروجين ، ومن المتوقع أيضًا وجود قدر معين من محتوى النيتروجين في مستهلكات اللحام ، ولكن بشكل عام لا ينبغي أن تكون عالية جدًا ، وإلا ستحدث المسام. بهذه الطريقة ، أصبح المحتوى العالي من النيكل فرقًا كبيرًا بين مادة اللحام والمعدن الأساسي.

وفقًا للمتطلبات المختلفة لمقاومة التآكل وصلابة المفصل ، اختر القطب الذي يتطابق مع التركيب الكيميائي للمعدن الأساسي ، مثل لحام الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوج Cr22 ، يمكنك اختيار القطب الكهربائي Cr22Ni9Mo3 ، مثل القطب الكهربائي E2209. عند استخدام الأقطاب الكهربائية الحمضية ، تكون إزالة الخبث جيدة وشكل اللحام جميل ، لكن صلابة الصدمات منخفضة. عندما يكون معدن اللحام مطلوبًا للحصول على صلابة عالية التأثير ويلزم اللحام في جميع المواضع ، يجب استخدام الأقطاب الكهربائية القلوية. تُستخدم الأقطاب الكهربائية الأساسية عادةً عند لحام دعامة الجذر. عندما تكون هناك متطلبات خاصة لمقاومة التآكل لمعدن اللحام ، يجب أيضًا استخدام الأقطاب الكهربائية الأساسية ذات المكونات الفولاذية المزدوجة الفائقة.

بالنسبة لسلك اللحام المحمي بالغاز الصلب ، مع ضمان أن معدن اللحام لديه مقاومة جيدة للتآكل وخصائص ميكانيكية ، يجب أيضًا الانتباه إلى أداء عملية اللحام. بالنسبة للسلك المغلف بالصهر ، عندما يكون شكل اللحام مطلوبًا ليكون جميلًا أو روتيلًا أو تيتانيوم بالنسبة للسلك ذي القلب المتدفق من نوع الكالسيوم ، عند الحاجة إلى صلابة عالية التأثير أو اللحام في ظل ظروف ضبط النفس الأكبر ، يجب أن يكون السلك ذو القلب الصهور ذو القلوية العالية يستخدم.

بالنسبة للحام القوسي المغمور ، يُنصح باستخدام سلك لحام بقطر أصغر لتحقيق لحام متعدد الطبقات ومتعدد الممرات وفقًا لمواصفات اللحام الصغيرة والمتوسطة الحجم ، وذلك لمنع تقصف منطقة اللحام المتأثرة بالحرارة ومعدن اللحام ، واستخدام التدفق القلوي المطابق.

4. نقاط اللحام من الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين
① التحكم في عملية اللحام الحرارية ، ستؤثر طاقة اللحام الحرارية ودرجة حرارة الطبقة البينية والتسخين المسبق وسمك المواد جميعها على معدل التبريد أثناء اللحام ، مما يؤثر على هيكل وأداء منطقة اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة. سيؤثر معدل التبريد السريع جدًا أو البطيء جدًا على المتانة ومقاومة التآكل للوصلات الملحومة الفولاذية المزدوجة. عندما يكون معدل التبريد سريعًا جدًا ، فإنه سيؤدي إلى محتوى طور مفرط ويزيد من ترسيب Cr2N. إذا كان معدل التبريد بطيئًا جدًا ، فإن حبيبات البلورات سوف تكون خشنة بشدة ، وحتى بعض المركبات المعدنية الهشة ، مثل المرحلة ، قد تترسب. يسرد الجدول 1 بعض طاقات خطوط اللحام الموصى بها ونطاقات درجة حرارة العبور. عند اختيار طاقة الخط ، يجب أيضًا مراعاة سماكة المادة المحددة. الحد الأعلى لطاقة الخط في الجدول مناسب للألواح السميكة ، والحد الأدنى مناسب للألواح الرقيقة. عند لحام الفولاذ المزدوج بنسبة 25٪ ω (Cr) والفولاذ المقاوم للصدأ ذو المحتوى العالي من السبائك ، من أجل الحصول على أفضل خصائص لحام المعادن ، يوصى بالتحكم في درجة حرارة العبور القصوى عند 100 درجة. عندما تكون المعالجة الحرارية مطلوبة بعد اللحام ، قد لا تكون درجة حرارة الممر محدودة.

② المعالجة الحرارية بعد اللحام من الأفضل عدم المعالجة الحرارية للفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين بعد اللحام ، ولكن عندما يتجاوز محتوى الطور في الحالة الملحومة المتطلبات أو عندما يتم تعجيل المراحل الضارة ، مثل المرحلة ، يمكن استخدام المعالجة الحرارية للحام لتحسين. طريقة المعالجة الحرارية المستخدمة هي التبريد بالماء. أثناء المعالجة الحرارية ، يجب أن يكون التسخين سريعًا قدر الإمكان ، ووقت الانتظار في درجة حرارة المعالجة الحرارية هو 5 ~ 30 دقيقة ، والتي يجب أن تكون كافية لاستعادة توازن المراحل. تعتبر أكسدة المعادن خطيرة جدًا أثناء المعالجة الحرارية ، ويجب مراعاة حماية الغاز الخامل. بالنسبة للفولاذ ثنائي الطور بنسبة 22٪ ω (Cr) ، يجب إجراء المعالجة الحرارية عند درجة حرارة 1050 درجة مئوية ~ 1100 درجة مئوية ، بينما الصلب ثنائي الطور والفولاذ ثنائي الطور الفائق بنسبة 25٪ ω (Cr) ) تتطلب معالجة حرارية عند درجة حرارة 1070 درجة مئوية ~ 1120 درجة مئوية إجراء المعالجة الحرارية.
مثال لحام وعاء ضغط من الفولاذ المقاوم للصدأ

خزان الفلاش بقطر 8 0 0 مم وسماكة جدار 10 مم مصنوع من 0Cr18Ni9.
يوضح:
① يبلغ قطر الأسطوانة 800 مم ، ويمكن لآلة اللحام الحفر في الأسطوانة من أجل اللحام. لذلك ، اللحامات الطولية والدائرية للأسطوانة ملحومة على كلا الجانبين بواسطة لحام القوس الكهربائي.
② لا يوجد ثقب في هذا الجهاز ، لذلك لا يمكن لحام اللحام إلا من الخارج. من أجل ضمان جودة اللحام ، يتم استخدام لحام TIG كدعم. ومع ذلك ، سوف يتأكسد المعدن الخلفي أثناء لحام قوس الأرجون للفولاذ المقاوم للصدأ. في الماضي ، كان يمكن استخدام طريقة ملء الأرجون على الظهر فقط للحماية. ليس جيدا. لحل هذه الصعوبة في العملية ، قام قسم اللحام في شركة Nippon Oil & Fat بتطوير وتصنيع سلك لحام TIG من الفولاذ المقاوم للصدأ ذاتي الحماية ، وهو سلك لحام بطبقة خاصة وطبقة خارجية (أي الطلاء ) سوف تخترق البركة المنصهرة بعد الذوبان على الظهر ، يتم تشكيل طبقة واقية كثيفة ، وهو ما يعادل دور طلاء القطب. إن استخدام سلك اللحام هذا هو نفسه تمامًا مثل سلك اللحام العادي TIG ، ولن يؤثر الطلاء على القوس الأمامي وشكل المسبح المنصهر ، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة اللحام لقوس الأرجون الفولاذي المقاوم للصدأ. في هذا الجهاز ، إذا تم استخدام حماية الأرجون الخلفية ، فإن نفايات الأرجون تكون خطيرة ، لذلك يتم استخدام سلك اللحام ذاتي التدريع.
③ بالنسبة لحامات اللحامات بين أنبوب التوصيل وشفة اللحام المسطحة ، وبين أنبوب التوصيل والغطاء ، نظرًا لشكل اللحامات وظروف اللحام في هذا الجزء ، يتم استخدام لحام القوس الكهربائي بشكل عام. إذا كان قطر أنبوب التوصيل صغيرًا جدًا ، لتقليل صعوبة اللحام ، يمكن أيضًا استخدام لحام TIG.
④ لحام اللحام بين الدعامة والقشرة عبارة عن لحام غير محمل للضغط ، ويتم استخدام اللحام المحمي بالغاز (غاز التدريع هو ثاني أكسيد الكربون النقي) ، والذي يتميز بكفاءة عالية وشكل لحام جيد. TFW -308 L هي الدرجة المستهلكة للحام ، ونموذجها القابل للاستهلاك للحام هو E308LT 1-1 (AWS A5.22).