O metódach zvárania rôznych nehrdzavejných ocelí
Austenitické nehrdzavejúce ocele
Austenitické nehrdzavejúce ocele majú vo všeobecnosti dobrú zvárateľnosť v porovnaní s mnohými ďalšími kovmi. Pretože pri ochladení nevytvrdia, vykazujú dobrú húževnatosť a ťažnosť a nevyžadujú predhrievanie alebo po zváraní ošetrenie po prehriatí alebo po teple. Za určitých okolností sa však môžu vyskytnúť trhliny v zóne (alebo kovovom kovovom) alebo zóne ovplyvnenej teplom (HAG).
Prasknutie kovu zvaru je pravdepodobnejšie, že sa vyskytuje v plne austenitických štruktúrach, ktoré sú náchylnejšie na krakovanie ako štruktúry obsahujúce malé množstvá feritu. Plne austenitické stupne zahŕňajú stupne 310, 320 a 330. Avšak, pretože najbežnejšie používané austenitické nehrdzavejúce ocele v skutočnosti obsahujú malé množstvo feritu, tento problém v skutočnosti nie je taký závažný, ako sa zdá. Napríklad 316 zliatiny obsahuje 3% až 10% feritu. Fermomic 50 (XM -19, UNS S20910, 1,3964, Nitronic 50), Fermomic 60 (UNS S21800, Nitronic 60) a zliatiny 254 (UNS S31254, 1,4547, 254SMO, 6MO) tiež obsahujú malé sumy ferrite. Tieto malé množstvá feritovej mikroštruktúry sú schopné rozpustiť nečistoty, ktoré môžu spôsobiť integralové krakovanie alebo tvorbu segregácie s nízkym roztavením. Sú spojené s prítomnosťou fosforu alebo síry, ktoré sa považujú za bludné prvky, pretože nie sú úmyselne pridané, ale prenášané zo štartového šrotu, surovín a procesov.
Uhlík v austenitickej nehrdzavejúcej ocele môže po zváraní spôsobiť intergranulárnu koróziu vo zvarovom kovu alebo HAZ. Karbidy chrómu sa tvoria na hraniciach zŕn austenitických nehrdzavejúcich ocelí v teplotnom rozsahu 550-900 stupňa. To znamená, že oblasť obklopujúca karbidy je teraz v chróme nižšia, pretože difúzia chrómu v materskom kovu je veľmi pomalá. Tieto oblasti s nižším obsahom chrómu sú preto menej odolné voči korózii a akúkoľvek koróziu sa tu s najväčšou pravdepodobnosťou začne. Tento jav môže byť spôsobený teplotami, ktoré sa vyskytujú počas zvárania a je známy ako senzibilizácia.
Zníženie obsahu uhlíka zníži pravdepodobnosť senzibilizácie po zváraní. Z tohto dôvodu je vo verziách k dispozícii mnoho štandardných stupňov s výrazne zníženým obsahom uhlíka, napríklad 316L zliatiny (C <0. {{5} 3%) v porovnaní s 316 zliatinou (C <0,08%).
Stabilizované stupne, ako je zliatina 316ti, používajú na zlepšenie výkonnosti pri zvýšených teplotách pridania titánu. To tiež znižuje senzibilizáciu, pretože akýkoľvek uhlík v kovu bude radšej viazať s titánom ako chrómom.
Nakoniec, ak sú austenitické nehrdzavejúce ocele vystavené po dlhšiu dobu medzi stupňom 550-900, z malých množstiev feritu sa môže tvoriť škodlivá fáza Sigma.
Duplex a super duplexné nehrdzavejúce ocele
Rovnako ako v prípade najbežnejších austenitických nehrdzavejúcich ocelí, prítomnosť nejakého feritu v mikroštruktúre môže pomôcť obmedziť pravdepodobnosť horúceho praskania počas zvárania. Vzhľadom na to, že duplexné a super duplexné nehrdzavejúce ocele obsahujú takmer rovnaké podiely austenitu a feritu, určite to nie je problém. Preto sa duplexné ocele ľahko zvárajú, ale proces zvárania musí byť kvalifikovaný a kontrolovaný, aby sa zabránilo tvorbe nežiaducich mikroštruktúr.
Hlavným problémom s duplexnými nehrdzavejúcimi oceľami je ich tendencia tvoriť mikroštruktúru fázy sigma z transformácie feritu. Táto transformácia sa vyskytuje v rozmedzí rôznych teplôt a časov a je najlepšie demonštrovať diagram TTT (teplota času prenos). Sigma je nemagnetická intermetalická fáza bohatá na železo a chróm. Oblasť obklopujúca fázu sigma má nižší obsah chrómu, a preto má oveľa nižšiu odolnosť proti korózii ako iné oblasti. Okrem toho môže transformácia feritu na fázu sigma viesť k dutinám, čo môže viesť k výskytu trhlín a významnému zníženiu mechanickej pevnosti, najmä húževnatosti nárazu. Preto, ak sú duplexné a super duplexné nehrdzavejúce ocele vystavené vyšším teplotám, ich vynikajúci odolnosť proti korózii a mechanické vlastnosti budú úplne kompenzované.
Ferralium 255 (UNS S32550, F61, 1,4507) je menej pravdepodobné, že vytvorí sigma fázu ako S32760 (F55, 1,4501, Zeron 100), S32750 (F53, 1,4410, SAF2507) alebo S32205 (F51, 1,4462, DUPLEX 2205).
Aby sa predišlo tvorbe fázy Sigma, musia sa regulovať podmienky zvárania, aby sa obmedzil čas pri teplote. Ako ukazuje diagram TTT, fáza Sigma sa môže tvoriť v relatívne krátkom čase približne 800-900 stupňa. V dôsledku relatívne veľkej veľkosti rodičovského kovu v porovnaní s plochou zvaru sa teplo generované zváraním zvyčajne pomerne rýchlo rozptyľuje. Dlhšie časy pri nižších teplotách môže tiež viesť k rovnakej mikroštrukturálnej transformácii. Preto je pre viacpriepustné zvary dôležité obmedziť teplotu zvárania. To sa dá dosiahnuť znížením vstupu zváracieho tepla, poskytnutím chladenia alebo pozastavením medzi zvarovými prechodmi.
Ďalšou veľkou výzvou pri zváraní duplexných a super duplexných nehrdzavejúcích ocelí je udržiavanie vyváženého austenitu: feritovú mikroštruktúru. V oblasti zvaru sa často stráca dusík. Pretože dusík je stabilizátor austenitu, strata dusíka v oblasti zvaru podporuje väčší podiel feritu, čo vedie k strate mechanických a koróznych vlastností. To je možné prekonať výberom nadmerne zloženého kovu plniva, tj obsahujúcej vyššie percento niklu (ďalší stabilizátor austenitu) alebo použitím dusíka ako samotného tieniaceho plynu tak, aby zvarový kov absorboval malé množstvo dusíka.
