Duplex roestvrij staal 2205 lasproces en voorzorgsmaatregelen
Structurele kenmerken: Austeniet en ferriet in de vaste oplossing in de kas zijn goed voor ongeveer de helft van elk, en hebben tweefasige structurele kenmerken. Het behoudt het lage aantal geleiders, de weerstand tegen putcorrosie, barsten en chloride-spanningscorrosie-eigenschappen van ferritisch roestvrij staal. Het heeft de voordelen van goede taaiheid, lage brosse overgangstemperatuur, weerstand tegen interkristallijne corrosie, goede mechanische eigenschappen en lasbaarheid.
De vloeigrens en weerstand tegen spanningscorrosie van duplex roestvast staal is bijna tweemaal zo groot als die van austenitisch roestvast staal, waardoor materialen onder hetzelfde drukniveau kunnen worden bespaard. De lineaire uitzettingscoëfficiënt van austenitisch roestvast staal is lager dan die van austenitisch roestvast staal en ligt dicht bij die van koolstofarm staal. Het geschikter maken van de verbinding tussen duplex roestvast staal en koolstofstaal heeft een belangrijke technische betekenis. Zowel smeden als koudstansen zijn inferieur aan austenitisch roestvrij staal.
Lasbaarheid: Duplex roestvast staal 2205 heeft een goede lasbaarheid en is weinig gevoelig voor koude en warme scheuren tijdens het lassen. Meestal is er geen voorverwarmen vóór het lassen en geen warmtebehandeling na het lassen. Vanwege het hoge stikstofgehalte is de neiging tot enkelfasig ferriet in de door hitte beïnvloede zone klein. Wanneer lasmaterialen op de juiste manier worden geselecteerd en de energie van de laslijn op dit moment wordt gecontroleerd, levert deze over het algemeen goede prestaties.
Heetscheuren: De gevoeligheid voor warmscheuren is veel lager dan die van austenitisch roestvast staal. Dit komt omdat het nikkelgehalte niet hoog is, de onzuiverheden die gemakkelijk eutectisch materiaal met een laag smeltpunt vormen, zeer laag zijn en de vloeistoffilm met een laag smeltpunt niet gemakkelijk te vormen is. Bovendien bestaat er geen gevaar voor snelle groei van granen bij hoge temperaturen.
Verbrossing van de door hitte beïnvloede zone: Het grootste probleem bij duplex roestvast staallassen is niet de las, maar de door hitte beïnvloede zone. Omdat de door hitte beïnvloede zone zich in een niet-evenwichtstoestand van snelle afkoeling bevindt onder invloed van laswarmtecycli, wordt na afkoeling altijd meer ferriet vastgehouden, wat de neiging tot corrosie en de gevoeligheid voor door waterstof geïnduceerde scheurvorming (brosheid) vergroot.
Lasmetallurgie: Tijdens het lasproces van duplex roestvrij staal vindt een reeks veranderingen plaats in de microstructuur van het lasmetaal en de door hitte beïnvloede zone onder invloed van thermische cycli. Bij hoge temperaturen is de metallografische structuur van duplex roestvrij staal ferriet, en tijdens het afkoelen slaat austeniet neer. De hoeveelheid austenietneerslag wordt door vele factoren beïnvloed.
De mechanische eigenschappen en corrosieweerstand van duplex roestvrijstalen lasverbindingen zijn afhankelijk van het feit of de juiste lasverbindingsverhouding kan worden gehandhaafd. Daarom draait het bij lassen om het garanderen van een dubbelzijdige structuur. Wanneer de hoeveelheid ferriet en austeniet bijna 50% bedraagt, zijn de prestaties goed en liggen de eigenschappen van de basismaterialen dicht bij elkaar. Het veranderen van deze relatie zal de corrosieweerstand en mechanische eigenschappen van duplex roestvrijstalen lasverbindingen verminderen. Het optimale ferrietgehalte van 2205 duplex roestvrij staal is 45%. Wanneer het ferrietgehalte minder dan 25% bedraagt, nemen de sterkte en het vermogen tot spanningscorrosie af. Een overmatig ferrietgehalte van meer dan 75% zal ook de corrosieweerstand beïnvloeden en de slagvastheid verminderen. .
Vergelijkingsfactoren: De balans tussen ferriet en austeniet in lasverbindingen wordt niet alleen beïnvloed door het gehalte aan legeringselementen in het staal, maar ook door het vulmetaal, de thermische lascyclus en beschermgas.
Invloed van legeringselementen: Uit onderzoek en een groot aantal experimenten blijkt dat stikstof, het basismateriaal, erg belangrijk is. Stikstof speelt een belangrijke rol bij het garanderen van voldoende austenietvorming in het lasmetaal en de door hitte beïnvloede zone na het lassen. Stikstof (zoals nikkel) vormt austenietwaarden en zet austenietelementen uit, maar het vermogen van stikstof is ook groter dan dat van nikkel, waardoor het verschijnen van afzonderlijke fasen na het lassen kan worden voorkomen en het neerslaan van schadelijke metaalfasen kan worden voorkomen. Als gevolg van de invloed van de thermische lascyclus, wanneer de samenstelling van autogeen lassen of het vulmetaal dezelfde is als die van het basismetaal, neemt het ferrietgehalte van het lasmetaal sterk toe en verschijnt er zelfs een zuivere ferrietstructuur. Om de overmatige toename van ferriet in de las te onderdrukken, is het lasmetaal met hoofdausteniet de lasneiging van duplex roestvrij staal. Meestal zijn de twee methoden het toevoegen van nikkel of stikstof aan het lasmateriaal. Normaal gesproken is het nikkelgehalte 2% tot 4% hoger dan dat van het basismetaal. Het 2205-vulmetaal heeft bijvoorbeeld een nikkelgehalte van maximaal 8% tot 10%. De stikstofhoudende soldeerverhouding kan alleen het effect van nikkelsoldeer verbeteren, maar de toevoeging van stikstof kan niet alleen de precipitatie tussen metalen vertragen, maar ook de sterkte en corrosieweerstand van het lasmetaal verbeteren. Momenteel zijn vulmaterialen meestal gebaseerd op het toevoegen van nikkel en vervolgens het toevoegen van stikstof met hetzelfde gehalte aan het basismetaal.
Voor duplex roestvrij staal 2205 wordt Sandvik 22.8.3L (ER2209) lasdraad gebruikt voor TIG-lassen, en Avesta 2205AC/DC-lasdraad wordt gebruikt voor TIG-lassen om aan de eisen van lasmaterialen te voldoen. Deze kenmerken van duplex roestvrij staal 2205 en lasmaterialen op legeringselementen bieden een bepaald bereik voor de selectie van lasprocesparameters, dat wil zeggen laslijnenergie, wat zeer gunstig is voor het lassen.
Thermische cyclus: Het grootste kenmerk van duplex roestvast staallassen is dat de laswarmtecyclus invloed heeft op de structuur van de lasverbinding. Of het nu de lasnaad of de hete film-sterzone betreft, er zal faseverandering optreden, wat een grote impact heeft op de prestaties van de lasverbinding. Daarom is meerlaags- en meergangslassen gunstig. De daaropvolgende lassen hebben een warmtebehandelingseffect op de voorgaande las. Het ferriet in het lasmetaal wordt verder omgezet in austeniet, en het austeniet in de door hitte beïnvloede zone grenzend aan de las wordt ook vergroot, wat de ferrietkorrels kan verfijnen en de precipitatie van carbiden en nitriden uit kristallen en korrels kan verminderen. grenzen, waardoor de structuur en prestaties van de gehele lasverbinding aanzienlijk worden verbeterd. Vanwege de invloed van de thermische lascyclus moeten de lasrupsen die in contact komen met het medium worden gelast met duplex roestvast staal, wat tegengesteld is aan de eisen voor de lasvolgorde van austenitisch roestvast staal.
Invloed van procesparameters: Het aantal lasprocessen, dat wil zeggen de laslijnenergie, speelt ook een sleutelrol in de balans van de tweefasige microstructuur. Omdat duplex roestvrij staal bij hoge temperaturen 100% ferriet bevat, zal, als de lijnenergie te klein is, als de koelsnelheid van de door hitte beïnvloede zone te hoog is, overmatig ferriet, neergeslagen uit austeniet, blijven bestaan onder de onderkoelingsomstandigheden van de kas. Als de lijnenergie te groot is en de afkoelsnelheid te laag is, hoewel er voldoende austeniet kan worden verkregen, zal dit ook leiden tot de korrelgroei van ferriet in de door hitte beïnvloede zone en het neerslaan van schadelijke metaalfasen gelijk aan 0, resulterend in gewrichtsverbrossing. . Om de bovenstaande situatie te voorkomen, zijn de beste maatregelen het controleren van de lasenergie en de interpass-temperatuur en het gebruik van vulmetaal.
Invloed van beschermgas: Bij wolfraambooglassen kan aan het argongas 2% stikstof worden toegevoegd om het verlies van stikstof op het lasoppervlak door diffusie te voorkomen, wat de balans tussen ferriet en austeniet ten goede komt.
