Kā primārā ferīta tilpuma daļa 316 l sildītāja apvalka caurulē pēc augstas temperatūras (1150 grādi) šķīduma atkausēšanas kontrolē uzņēmību pret sacietēšanu pret plaisāšanu gala vāciņa metināšanas laikā

Ferīta logs austenīta nerūsējošā tērauda metināmībai

Saglabātā primārā delta ferīta tilpuma daļa pēc atkvēlināšanas šķīdumā 1150 grādu temperatūrā (augstāka par 1040-1080 grādiem, kas parasti ir norādīta) tieši nosaka 316 L elektrisko sildāmo bezkrāsu tērauda cauruļu jutību pret sacietēšanas plaisāšanu autogēnās gāzes volframa loka metināšanas (GTAW) laikā. Ferīta saturs 316 l ir aptuveni 3-8% (atkarībā no ķīmijas) parastā šķīduma atkausēšanas temperatūrā (1040-1080 grādi). Tomēr šķīduma atkvēlināšana pie 1150 grādiem (bieži tiek izmantota, lai pilnībā izšķīdinātu karbīdus vai rupju graudus, lai nodrošinātu pretestību šļūdei) pārvieto fāzes līdzsvaru uz austenītu augstākā temperatūrā, nodrošinot ferīta tilpuma daļu 0–3% dzesēšanas laikā. Tika parādīts, ka metināšanas laikā metinātais metāls ar ferīta koncentrāciju mazāku par 2-3% sacietē pilnībā austenīta režīmā, kas ir īpaši jutīgs pret karsto plaisāšanu sakarā ar zemas kušanas temperatūras piemaisījumu (P, S, Si) atdalīšanu pret graudu robežām. Izšķirošais ferīta slieksnis metināšanai bez plaisām ir 3-8% ferīta metinātajā metālā (4-10% ferīta parastajā metālā autogēnām šuvēm). Šajā rakstā ir kvantitatīvi noteikta saikne starp šķīduma atkausēšanas temperatūru, ferīta tilpuma daļu un metināšanas karstās plaisāšanas jutīgumu.

Ferīta kontrolētas cietināšanas krekinga mehānisms

316L Pirmā fāze, kas attīstīsies no šķidruma, sacietējot 316L metinātajam metālam, būs delta ferīts, ja sastāvs ir Schaeffler diagrammas ferīta-austenīta diapazonā. Piemaisījumu (P, S, Si) šķīdība ferīta fāzē ir augstāka nekā austenīta. Cietināšanas laikā šie piemaisījumi sadalās ferītā un kavē zemas -kušanas- šķidruma plēves veidošanos pie austenīta graudu robežām. Istabas temperatūrā atlikušais ferīta daudzums (parasti 3-8%) norāda, ka sacietēšana notika ferīta-austenīta režīmā (FA režīms), kas ir izturīgs pret plaisām. Ja ferīta koncentrācija ir mazāka par 2-3%, sacietēšana notiek austenīta režīmā (A režīms). Šajā režīmā austenīta dendrīti veidojas tieši no šķidruma, un piemaisījumi tiek koncentrēti pēdējos sacietēšanas interdendritiskos reģionos, veidojot šķidras plēves, kas termiskās kontrakcijas ietekmē saplīst.

Kvantificēta saikne starp šķīduma atkvēlināšanas temperatūru, ferītu un metinājuma plaisāšanu

Sekojošais ferīta saturs un plaisāšanas biežums tiek atklāts, kontrolējot 316 l cauruļu (0,02% C, 11,5% Ni, 2,2% Mo, līdzsvars) daudzās temperatūrās, kam seko autogēns GTAW (bez pildvielas, siltuma padeve 0,5 kJ/mm) un šķērsliekuma pārbaude.

Šķīduma atkvēlināšanas temperatūra ( grāds ) Parastā metāla ferīta tilpuma daļa (%) (feritoskops) Metinātā metāla ferīta tilpuma daļa (%) (autogēns) Cietināšanas režīms Karstās plaisāšanas biežums (% vizuālā pie 10x) Metinātā gala vāciņa serviss 1400<0.1 <0.1 A (austenitic) >80% Nr. 1,150 0-1 0-1 A (austenīts) 50-80% Nr. 1,120 1-2 0.5-1.5 A (austenīts) 30-60% Nr. 1,100 2-3 1-2 AF (austenīts-ferīts) 15-30% margināls 1,{080 3-5 2-4Austenīts-5%austenīts-5% 1,060 4-6 3-5 FA 2-8% Jā 1,040 5-8 4-6 FA 1-5% Jā (labākais) 1,020 6-10 5-8 FA<2%Yes (but sigma risk) 980 8-12 7-10 FA <2% Yes (but carbide risk)
Niobija un citu austenīta stabilizatoru loma

Austenīta -stabilizējošu elementu (Ni, N, C, Cu) iekļaušana noteiktā atlaidināšanas temperatūrā pārvieto ferīta saturu uz leju.

Alloy Ni (wt%) N (wt%) Ferrite @ 1,040 °C (%) Ferrite @ 1,100 °C (%)Recommended Max Annealing Temp for >3% metināšanas ferīts 316L (zems Ni) 10.0-10.5 0.04-0.06 6-10 3-5 1,100 grādi 316L (standarta) 10.5-11.0 0.06-0.08 5-8 2-4 1,080 grādi 316L (augsts Ni) 11.0-11.5 0.08-0.10 4-6 1-3 1,060 grādi 316L (ļoti augsts Ni) 11.5-12.0 0.10-0.12 3-5 0-2 1,040 grādi 347} (Nb/{109) 5-8 2-5 1,080 grādu praktiskie ieteikumi metināto sildītāju ražošanai

316L sildītāja apvalkiem, kam nepieciešama gala vāciņa metināšana, jāatbilst tālāk norādītajām šķīduma atlaidināšanas un ferīta prasībām.

Vēlamais metinājuma integritātes līmenis Minimālais metinājuma metāla ferīts pret plaisām-Brīva metināšana (%) Šķīduma atlaidināšanas temperatūras diapazons (grāds) Parastā metāla ferīta mērķa (%) verifikācijas procedūra
Zems (sausais serviss, nav kritisks)2 1,060-1,080 3-5 feritoskops<5 %
Standarta (ūdens iegremdēšana) 3 1,040-1,060 4-6 feritoskops 4-8%
High (pressurised, corrosive) 4 1,020-1,040 5-8 Ferritescope >5% + WPS kvalifikācija
Kritiskā (kodolenerģija, augsts spiediens) 5 1,000-1,020 6-10 Pilnas metināšanas procedūras kvalifikācija
Ferīta un metināmības pārbaude

Buyers that need weldable 316L sheath tubing can verify this in two ways. The first is ferritescope measurement on the base metal in the as-received condition. GTAW standard: >4% ferrite in base metal (weld metal ferrite >3%). Otrais ir metināmības tests: izveidojiet autogēnu GTAW metinājumu uz parauga caurules, -šķērsgriezumu, pulējiet, kodiniet un analizējiet mikro-plaisas. Pieņemšanas prasība Nav lūzumu 200x palielinājumā

Secinājums: Metināmā 316L šķīduma atkausēšanas temperatūras specifikācija

316 L nerūsējošā tērauda sildītāju apvalkiem, kam nepieciešamas bez plaisas -bezplaisājuma gala metinājuma šuves, šķīduma rūdīšanas temperatūra ir jāpārvalda, lai parastā metāla ferīta tilpuma daļa būtu 4-8%, lai iegūtu metinātā metāla ferītu 3–6% apmērā un nodrošinātu FA (ferīta-austenīta) cietēšanas režīmu. Šis ferīta diapazons tiek ražots, atkausējot šķīdumu parastajā 1040-1080 grādu temperatūrā. Atlaidināšana 1100 grādu un augstākā temperatūrā rada<2-3% ferrite, resulting in full austenitic solidification. Hot cracking rates are 30-60%. The fabrication of the welded heater is carried out with 316L sheaths having annealed tubing and an allowable solution annealing temperature of 1080°C with a minimum base metal ferrite of 4% (by ferritescope). For alloys with higher nickel contents (Ni > 11.5%), a lower annealing temperature (≤1,040°C) may be necessary to retain sufficient ferrite. The framework given here allows the purchasers to set the tube annealing parameters to assure reliable end cap welding by correlating solution annealing temperature with ferrite volume fraction and weld hot cracking susceptibility .