1. Bevezetés
A rozsdamentes acélok hegesztése rutinszerű az iparban, hanem a hogyan számít: minden rozsdamentes csoport (austenit, ferrites, duplex, martenzitikus, csapadék-keményedés, és erősen ötvözött minőségek) különböző metallurgiai viselkedéseket hoz, amelyek meghatározzák a folyamatválasztást, töltőanyag ötvözet, hőbevitel, elő-/utókezelés, és ellenőrzési rendszerek.
Megfelelő folyamatválasztással és vezérléssel – védőgáz, hőbevitel, töltelék gyufa, áthaladási hőmérséklet és megfelelő hegesztés utáni tisztítás – a legtöbb minőség hegeszthető a megbízható szilárdság és korrózióállóság érdekében.
Helytelenül alkalmazott gyakorlatok, viszont, forró repedéshez vezethet, szenzibilizáció, ridegség vagy elfogadhatatlan korróziós teljesítmény.
2. Miért fontos a hegeszthetőség a rozsdamentes acéloknál?
Rozsdamentes acélértéke egyedülálló kettős ígéretében rejlik: korrózióállóság (krómban gazdag oxidrétegéből) és szerkezeti megbízhatóság (testreszabott mechanikai tulajdonságaitól).
Olyan iparágakban, mint az olaj & gáz, energiatermelés, vegyi feldolgozás, építés, és élelmiszer-felszerelés, a legtöbb rozsdamentes alkatrész hegesztést igényel a gyártás során, telepítés, vagy javítani.
A hegeszthetőség nem pusztán „gyártási kényelem” – a rögzítőcsap az, amely biztosítja, hogy ez az ígéret igaz legyen a hegesztett alkatrészekre.
A rossz hegeszthetőség aláássa a rozsdamentes acél alapvető funkcióit, katasztrofális kudarcokhoz vezet, túlzott költségek, és az ipari szabványoknak való meg nem felelés.
3. A rozsdamentes acél hegeszthetőségének fő kohászati alapjai
A rozsdamentes acél hegeszthetőségét alapvetően ezek szabályozzák kémiai összetétel és kristályszerkezet.
Az ötvözőelemek nemcsak a korrózióállóságot határozzák meg, hanem azt is szabályozzák, hogy a rozsdamentes acél hogyan viselkedik a hegesztés hőciklusai alatt.
Az ötvözőelemek hatása
| Ötvözött elem | Szerep az alapfémben | A hegeszthetőségre gyakorolt hatás |
| Króm (CR, 10.5–30%) | Passzív Cr₂O3 filmet képez a korrózióállóság érdekében. | A magas Cr növeli a forró repedés kockázatát; Cr karbid (Cr₂3C₆) a csapadék érzékenységet okoz, ha C > 0.03%. |
| Nikkel (-Ben, 0-25%) | Stabilizálja az austenitet (Javítja a rugalmasságot, szívósság). | Magas Ni (>20%, PÉLDÁUL., 310S) növeli a forró repedés kockázatát; A ferritekben lévő alacsony Ni csökkenti a HAZ alakíthatóságát. |
| Molibdén (MO, 0-6%) | Növeli a ütésállóságot (emeli a PREN értékeket). | Nincs közvetlen hegesztési probléma; fenntartja a korrózióállóságot, ha a hőbevitel szabályozva van. |
| Szén (C, 0.01–1,2%) | Erősíti a martenzites acélokat; befolyásolja az érzékenységet. | >0.03% ausztenites → karbid kiválásnál és szemcseközi korróziónál; >0.1% martenzites → hidegrepedésveszélyben. |
| Titán (-Y -az) / Nióbium (Földrajzi jelzés) | Stabil TiC/NbC-t képez Cr23C6 helyett, szenzibilizáció megelőzése. | Javítja a stabilizált minőségek hegeszthetőségét (PÉLDÁUL., 321, 347); csökkenti a HAZ lebomlását. |
| Nitrogén (N, 0.01–0,25%) | Erősíti az ausztenit és a duplex fázisokat; növeli a kiütési ellenállást. | Segít szabályozni a ferritegyensúlyt a duplex hegesztéseknél; többlet N (>0.25%) porozitást okozhat. |
A kristályszerkezetek és hatásuk
- Az auszteniták (FCC): Magas szívósság, jó rugalmasság, és kiváló hegeszthetőség. Viszont, a teljesen ausztenites összetételek hajlamosak arra forró repedés alacsony szilárdulási tartományuk miatt.
- Ferrit (BCC): Jó ellenállás a melegrepedéssel szemben, de korlátozott a hajlékonysága és szívóssága a hőhatászónában (HAC). A hegesztés során fellépő szemcsék rideggé tehetik a ferrites acélokat.
- martenzit (BCT): Nagyon kemény és törékeny, különösen, ha magas széndioxid van jelen. A hegesztés hajlamos repedéseket okozni, kivéve, ha előmelegítést és hegesztés utáni hőkezelést alkalmaznak.
- Duplex (vegyes FCC + BCC): A ferrit és az ausztenit kombinációja szilárdságot és korrózióállóságot is biztosít, de a pontos hőbevitel szabályozás kritikus fontosságú a ~50/50 fázisegyensúly fenntartásához.
4. Ausztenites rozsdamentes acélok hegeszthetősége (300 Sorozat)
Az ausztenites rozsdamentes acélok – különösen a 300 sorozat (304, 304L, 316, 316L, 321, 347)– ezek a legszélesebb körben használt rozsdamentes acélok Kiváló korrózióállóság, hajlékonyság, és keménység.
Általában azok a leginkább hegeszthető rozsdamentes család, ben elterjedt használatukat magyarázza élelmiszer -feldolgozás, vegyi növények, olaj & gáz, tengeri, és kriogén alkalmazások.
Viszont, az övék teljesen ausztenites kristályszerkezet és nagy hőtágulás olyan speciális hegesztési kihívásokat jelent, amelyek gondos ellenőrzést igényelnek.
Főbb hegesztési kihívások
| Kihívás | Magyarázat | Mérséklési stratégiák |
| Forró repedés | Teljesen ausztenites megszilárdulás (A-mód) érzékenységet hoz létre a hegesztett fémben a megszilárdulási repedésekre. | Használjon kis ferrittartalmú töltőfémeket (ER308L, ER316L); szabályozza a hegesztőmedence megszilárdulási sebességét. |
| Szenzibilizáció (Karbid csapadék) | A Cr23C₆ 450-850 °C közötti szemcsehatárokon képződik, ha szén >0.03%, A korrózióállóság csökkentése. | Használjon alacsony szén-dioxid-kibocsátású minőséget (304L, 316L) vagy stabilizált fokozatok (321, 347); határközi hőmérséklet ≤150–200 °C. |
| Eloszlás & Maradék stressz | Az ausztenites acélok ~50%-kal jobban kitágulnak, mint a szénacélok; alacsony hővezető képessége koncentrálja a hőt. | Kiegyensúlyozott hegesztési sorozatok, megfelelő rögzítés, alacsony hőbevitel. |
| Porozitás | A nitrogén felszívódása vagy szennyeződése a hegesztőmedencében gázzsebeket képezhet. | Nagy tisztaságú védőgázok (Ar, Ar + O₂); megakadályozza a N2 szennyeződést. |
Hegesztési kellékek & Töltőanyag kiválasztása
- Közönséges töltőfémek: ER308L (304/304L-hez), ER316L (316/316L-ért), ER347 (-ra 321/347).
- Ferrit egyensúly: Ideális FN (ferrit szám) hegesztett fémben: 3–10 a forró repedés csökkentése érdekében.
- Védőgázok: Argon, vagy Ar + 1-2% O₂; Ar + A keverékek javítják a behatolást a vastagabb részeken.
A hegesztési eljárás alkalmassága
| Folyamat | Alkalmasság | Jegyzet |
| GTAW (FOGÓCSKAJÁTÉK) | Kiváló | Precíz vezérlés; ideális vékony falakhoz vagy kritikus hézagokhoz. |
| Harapás (NEKEM) | Nagyon jó | Magasabb termelékenység; jó árnyékolásszabályozást igényel. |
| SMAW (Bot) | Jó | Sokoldalú; használjon alacsony hidrogéntartalmú elektródákat. |
| FCAW | Jó | Termékeny vastag szakaszokhoz; gondos salakmentesítést igényel. |
| Lézer/EB | Kiváló | Alacsony torzítás, nagy pontosságú; fejlett iparágakban használják. |
5. Ferrites rozsdamentes acélok hegeszthetősége (400 Sorozat)
Ferrites rozsdamentes acélok, elsősorban 400 sorozat fokozatai mint például 409, 430, és 446, jellemzik a testközpontú köbös (BCC) kristályszerkezet.
Széles körben használják őket gépjármű kipufogórendszerek, dekoratív építészeti elemek, és ipari berendezések miattuk mérsékelt korrózióállóság, mágneses tulajdonságok, és alacsonyabb költség az ausztenites minőségekhez képest.
Míg a ferrites rozsdamentes acélok hegeszthetők, az övék a hegeszthetőség korlátozottabb az ausztenites minőségekhez képest.
A kombináció a alacsony alakíthatóság, nagy hőtágulás, és a durva szemcsés növekedés a hőhatásövezetben (HAC) sajátos kihívásokat vet fel.
Főbb hegesztési kihívások
| Kihívás | Magyarázat | Mérséklési stratégiák |
| ridegség / Alacsony szívósság | A ferrites acélok eleve kevésbé képlékenyek; A HAZ a szemek növekedése miatt törékennyé válhat. | Korlátozza a hőbevitelt, vékony szakaszokat vagy szakaszos hegesztést használjon; kerülje a gyors lehűlést. |
| Eloszlás / Termikus stressz | Hőtágulási együttható ~10-12 µm/m·°C; alacsonyabb, mint az ausztenites, de még mindig jelentős. | Kanonok, megfelelő rögzítés, és szabályozott hegesztési sorrend. |
| Reccsenés (Hideg / Hidrogénnel támogatott) | Egyes magas C-tartalmú ferritekben martenzitszerű szerkezetek képződhetnek; a nedvességből származó hidrogén repedést okozhat. | Előmelegítjük (150–200 °C) vastagabb szakaszokhoz; használjon száraz elektródákat és megfelelő védőgázokat. |
| Csökkentett korrózióállóság a HAZ-ban | A szemcsék durvulása és az ötvözőelemek kimerülése lokálisan csökkentheti a korrózióállóságot. | Minimalizálja a hőbevitelt, és kerülje a hegesztés utáni érzékenységet okozó hőmérséklet-tartományokat (450–850 °C). |
Hegesztési kellékek & Töltőanyag kiválasztása
- Közönséges töltőfémek: ER409L for 409, ER430L for 430.
- Töltőanyag kiválasztása: Illessze az alapfémet, hogy elkerülje a túlzott ferrit vagy intermetallikus képződést a hegesztésekben.
- Védőgázok: Argon vagy Ar + 2% O₂ gáz wolfram ívhegesztéshez (GTAW) vagy gáz fém ívhegesztés (Harapás).
A hegesztési eljárás alkalmassága
| Folyamat | Alkalmasság | Jegyzet |
| GTAW (FOGÓCSKAJÁTÉK) | Nagyon jó | Precíz hőszabályozás, ideális vékony szakaszokhoz. |
| Harapás (NEKEM) | Jó | Gyártásra alkalmas; védőgáz optimalizálást igényel. |
| SMAW (Bot) | Mérsékelt | Használjon alacsony hidrogéntartalmú elektródákat; a HAZ ridegedés veszélye. |
| FCAW / Lézer | Korlátozott | Előmelegítést igényelhet; vastagabb részeken a repedés veszélye. |
6. Martenzites rozsdamentes acélok hegeszthetősége (400 Sorozat)
Martenzites rozsdamentes acélok, általában 410, 420, 431, vannak nagy szilárdságú, edzhető ötvözetek jellemzi magas széntartalmú és testközpontú tetragonális (BCT) martenzites szerkezet.
Ezeket az acélokat széles körben használják turbina pengék, szivattyú tengelyek, evőeszköz, szelep alkatrészek, és repülőgép-alkatrészek, ahol a szilárdság és a kopásállóság kritikus.
A martenzites rozsdamentes acélok hegesztése kihívást jelent miattuk hajlam a kemény kialakulására, rideg mikrostruktúrák a hőhatászónában (HAC), ami növeli annak kockázatát hidegrepedés és csökkent szívósság.
Főbb hegesztési kihívások
| Kihívás | Magyarázat | Mérséklési stratégiák |
| Hideg repedés / Hidrogén-asszisztált krakkolás | Kemény martenzit formák a HAZ-ban, hidrogén jelenléte esetén repedésre hajlamos. | 150-300 °C-ra előmelegítjük; használjon alacsony hidrogéntartalmú elektródákat; szabályozza az interpass hőmérsékletet. |
| Keménység HAZ-ban | A gyors hűtés nagy keménységet eredményez (Főhovasugárzó > 400), ridegséghez vezet. | Hegesztés utáni temperálás 550-650 °C-on a rugalmasság helyreállítása és a keménység csökkentése érdekében. |
| Eloszlás & Maradék stressz | A nagy hőtágulás és a gyors fázistranszformáció maradék feszültséget generál. | Megfelelő rögzítés, kiegyensúlyozott hegesztési sorozatok, és szabályozott hőbevitel. |
| Korrózióérzékenység | A HAZ csökkent korrózióállóságot tapasztalhat, különösen nedves vagy klorid tartalmú környezetben. | Válasszon korrózióálló martenzit minőségeket; kerülje az érzékenyítés hőmérsékleti tartományát. |
Hegesztési kellékek & Töltőanyag kiválasztása
- Közönséges töltőfémek: ER410, ER420, ER431, nem nemesfém minőséghez igazítva.
- Előmelegítés és közbeiktatás: 150–300 °C vastagságtól és széntartalomtól függően.
- Védőgázok: Argon vagy Ar + 2% Ő a GTAW-nak; száraz, alacsony hidrogéntartalmú elektródák SMAW-hoz.
A hegesztési eljárás alkalmassága
| Folyamat | Alkalmasság | Jegyzet |
| GTAW (FOGÓCSKAJÁTÉK) | Nagyon jó | Precíz vezérlés; kritikus vagy vékony keresztmetszetű alkatrészekhez ajánlott. |
| Harapás (NEKEM) | Mérsékelt | Alacsony hőbevitelt igényel; a vastagabb részeken előmelegítésre lehet szükség. |
| SMAW (Bot) | Mérsékelt | Használjon alacsony hidrogéntartalmú elektródákat; fenntartani az előmelegítést. |
| Lézer / EB hegesztés | Kiváló | A helyi fűtés csökkenti a HAZ méretét és a repedés kockázatát. |
Hegesztés utáni teljesítmény szempontok
| Teljesítmény szempont | Megfigyelések a megfelelő hegesztés után | Gyakorlati vonatkozások |
| Mechanikai erő | A hegesztési varratok megfelelnek az alapfém szakítószilárdságának a hegesztés utáni temperálás után; hegesztett HAZ keménységű lehet >400 Főhovasugárzó. | Az alkatrészek utólagos megeresztéssel elérik a szükséges szilárdságot és kopásállóságot; kerülje a terhelést közvetlenül a hegesztés után. |
| Hajlékonyság & Szívósság | Kissé csökkentve a hegesztett HAZ-ban; temperálás után helyreállították. | Kritikus az ütésre hajlamos alkatrészeknél, mint például a szivattyútengelyek és szelepek. |
| Korrózióállóság | Helyileg csökkentett HAZ-ban, ha nem megfelelően temperálják; általában mérsékelt a martenzites fokozatokra. | Alkalmas alacsony és közepes korróziós környezetekhez; szükség esetén használjon védőbevonatot. |
| Élettartam & Tartósság | A hegesztés utáni temperálás biztosítja a hosszú távú stabilitást; Az edzett hegesztési varratok feszültség vagy ciklikus terhelés hatására megrepedhetnek. | A hegesztés utáni hőkezelés kötelező a biztonság szempontjából kritikus alkatrészeknél. |
7. Duplex rozsdamentes acélok hegeszthetősége (2000 Sorozat)
Duplex rozsdamentes acélok (DSS), néven szokták emlegetni 2000 sorozat (PÉLDÁUL., 2205, 2507), vannak kétfázisú ötvözetek amely kb 50% ausztenit és 50% ferrit.
Ez a kombináció biztosítja nagy szilárdság, Kiváló korrózióállóság, és jó szívósság, ideálissá téve őket vegyi feldolgozás, offshore olaj & gáz, sótalanító üzemek, és tengeri alkalmazások.
Míg a duplex acélok jelentős előnyöket kínálnak az ausztenites vagy ferrites minőségekkel szemben, az övék a hegeszthetőség érzékenyebb szükségessége miatt fenntartani a kiegyensúlyozott ferrit-ausztenit arányt és elkerüljék a kialakulását intermetallikus fázisok (szigma, chi, vagy króm-nitridek).
Főbb hegesztési kihívások
| Kihívás | Magyarázat | Mérséklési stratégiák |
| Ferrit-ausztenit egyensúlyhiány | A felesleges ferrit csökkenti a szívósságot; a felesleges ausztenit csökkenti a korrózióállóságot. | Szabályozza a bemeneti hőt és az interpass hőmérsékletet; válassza ki a megfelelő töltőfémet a hozzáillő duplex összetétellel. |
| Intermetallikus fázisképződés | 600-1000 °C-on szigma vagy chi fázisok képződhetnek, ridegséget és csökkentett korrózióállóságot okozva. | Minimalizálja a hőbevitelt és a hűtési időt; kerülje a többszöri újramelegítést; gyors hegesztés utáni hűtés. |
| Forró repedés hegesztett fémben | A duplex acélok elsősorban ferritként szilárdulnak meg; kis mennyiségű ausztenit szükséges a repedés megakadályozásához. | Használjon duplex hegesztéshez tervezett töltőfémeket (ERNiCrMo-3 vagy hasonló); ferritszám fenntartása (FN) 30–50. |
| Eloszlás & Maradék stressz | Mérsékelt hőtágulás; az alacsony vezetőképesség a hegesztési zónában koncentrálja a hőt. | Megfelelő rögzítés és kiegyensúlyozott hegesztési sorrend; interpass hőmérséklet ≤150–250 °C. |
Hegesztési kellékek & Töltőanyag kiválasztása
- Közönséges töltőfémek: ER2209, ER2594, vagy duplex-illesztett töltőanyagok.
- Ferrit szám (FN) ellenőrzés: FN 30-50 hegesztett fémből az optimális szívósság és korrózióállóság érdekében.
- Védőgázok: Tiszta argon a GTAW-hoz; Ar + kis mennyiségű nitrogén-adagolás (0.1–0,2%) az ausztenit stabilizálására használható.
A hegesztési eljárás alkalmassága
| Folyamat | Alkalmasság | Jegyzet |
| GTAW (FOGÓCSKAJÁTÉK) | Kiváló | A hőbevitel és a fázisegyensúly magas szintű szabályozása; kritikus csővezetékekhez és tartályokhoz előnyös. |
| Harapás (NEKEM) | Nagyon jó | Gyártásra alkalmas; gondosan ellenőrizze a hegesztési sebességet és az áthaladási hőmérsékletet. |
| SMAW (Bot) | Mérsékelt | Alacsony termelékenység; duplex kompatibilis alacsony hidrogéntartalmú elektródákat igényel. |
| Lézer / EB hegesztés | Kiváló | A helyi fűtés minimalizálja a HAZ-t; megőrzi a ferrit-ausztenit egyensúlyt. |
Hegesztés utáni teljesítmény szempontok
| Teljesítmény szempont | Megfigyelések a megfelelő hegesztés után | Gyakorlati vonatkozások |
| Mechanikai erő | A hegesztett fém szakítószilárdsága jellemzően 620-720 MPa; A HAZ valamivel alacsonyabb, de az alapfém 90–95%-án belül van. | Lehetővé teszi nagynyomású csővezetékekben és szerkezeti alkalmazásokban való használatát; megőrzi az ausztenites acélokhoz képest kiváló szilárdságát. |
| Hajlékonyság & Szívósság | Jó, ütközési szilárdság >100 J szobahőmérsékleten, ha a ferrittartalom szabályozott. | Alkalmas offshore és vegyi üzemi környezetben; elkerüli a törékeny meghibásodást a HAZ-ban. |
| Korrózióállóság | Pitting- és réskorrózióállósága az alapfémhez hasonló (PREN 35-40 for 2205, 2507). | Megbízható kloridban gazdag és savas környezetben; hosszú élettartamot biztosít. |
| Élettartam & Tartósság | A megfelelően hegesztett duplex kötések ellenállnak a szemcseközi korróziónak és a feszültségkorróziós repedéseknek. | Nagy megbízhatóság kritikus offshore-hoz, kémiai, és sótalanító alkalmazások. |
8. Csapadék-keményedés hegeszthetősége (PH) Rozsdamentes acélok
Csapadékban keményedő rozsdamentes acélok, mint például 17-4 PH, 15-5 PH, és 13-8 MO, vannak martenzites vagy félausztenites ötvözetek a másodlagos fázisok szabályozott kicsapásával erősödik (PÉLDÁUL., réz, nióbium, vagy titánvegyületek).
Kombinálják nagy szilárdság, mérsékelt korrózióállóság, és kiváló szívósság, ideálissá téve őket űrrepülés, védelem, kémiai, és nagy teljesítményű mechanikai alkalmazások.
A PH rozsdamentes acélok hegesztése bemutatja egyedi kihívások, mint a csapadék keményedési mechanizmusát megzavarja a termikus körforgás, potenciálisan ahhoz vezethet lágyulás a hőhatászónában (HAC) vagy szilárdságvesztés a hegesztett fémben.
Főbb hegesztési kihívások
| Kihívás | Magyarázat | Mérséklési stratégiák |
| HAZ lágyítás | Eltorzul (PÉLDÁUL., CU, Földrajzi jelzés) feloldódjon a hegesztés során, helyileg csökkenti a keménységet és a szilárdságot. | Hegesztés utáni hőkezelés (megoldás + öregedés) a mechanikai tulajdonságok helyreállítására. |
| Hideg repedés | A HAZ martenzites szerkezete kemény és törékeny lehet; a hegesztésből származó maradékfeszültségek fokozzák a repedést. | 150-250 °C-ra előmelegítjük; alacsony hidrogéntartalmú elektródák; szabályozott interpass hőmérséklet. |
| Eloszlás & Maradék stressz | Mérsékelt hőtágulás; a termikus ciklusok vetemedést és maradék feszültséget idézhetnek elő a vékony szakaszokon. | Megfelelő rögzítés, alacsony hőbevitel, kiegyensúlyozott hegesztési sorrend. |
| Korrózióállóság csökkentése | A helyi lágyulás és a megváltozott csapadék csökkentheti a korrózióállóságot, különösen az idős vagy túlkoros zónákban. | Használjon oldatos kezelést a hegesztés után; hegesztési hőbevitel szabályozása. |
Hegesztési kellékek & Töltőanyag kiválasztása
- Töltőfémek: Nem nemesfémhez illesztve (PÉLDÁUL., ER630 for 17-4 PH).
- Előmelegítés és köztes hőmérséklet: 150-250 °C vastagságtól és minőségtől függően.
- Védőgázok: Argon vagy Ar + A GTAW-hoz keveredik; száraz, alacsony hidrogéntartalmú elektródák SMAW-hoz.
A hegesztési eljárás alkalmassága
| Folyamat | Alkalmasság | Jegyzet |
| GTAW (FOGÓCSKAJÁTÉK) | Kiváló | Precíz hőszabályozás; ideális vékony profilokhoz, kritikai, vagy repülőgép-alkatrészek. |
| Harapás (NEKEM) | Nagyon jó | Magasabb termelékenység; gondos hőbevitel-kezelés szükséges. |
| SMAW (Bot) | Mérsékelt | Alacsony hidrogéntartalmú elektródákat igényel; vékony szakaszokra korlátozva. |
| Lézer / EB hegesztés | Kiváló | Minimálisra csökkenti a HAZ szélességét és a hőhatást; megőrzi az alapfém mikroszerkezetét. |
Példa hegesztés utáni adatokra:
| Fokozat | Hegesztési folyamat | Szakítószilárdság (MPA) | Keménység (HRC) | Jegyzet |
| 17-4 PH | GTAW | 1150 (bázis: 1180) | 30–32 | Hegesztés utáni öregítés kötelező; A HAZ lágyítás helyreállt. |
| 15-5 PH | Harapás | 1120 (bázis: 1150) | 28–31 | Az öregedés után is megmarad a nagy szívósság és korrózióállóság. |
| 13-8 MO | GTAW | 1200 (bázis: 1220) | 32–34 | Nagy szilárdságú repülőgép-alkatrészek; szabályozott hegesztési kritikus. |
9. Összehasonlító hegesztési összefoglaló
| Vonatkozás | Austenit (300 Sorozat) | Ferritikus (400 Sorozat) | Martenzitikus (400 Sorozat) | Duplex (2000 Sorozat) | Csapadék-keményedés (PH) |
| Képviselő fokozatok | 304, 304L, 316, 316L, 321, 347 | 409, 430, 446 | 410, 420, 431 | 2205, 2507 | 17-4 PH, 15-5 PH, 13-8 MO |
| Mechanikai hegeszthetőség | Kiváló; A HAZ megtartja a hajlékonyságát | Mérsékelt; alacsonyabb rugalmasság, A HAZ törékeny lehet | Mérsékelt; nagy a hidegrepedés veszélye | Jó; szilárdsága jellemzően megmarad | Mérsékelttől a kihívásig; HAZ lágyítás |
| Korrózióállóság utóhegesztés | Kiváló; az alacsony szén-dioxid-kibocsátású/stabilizált minőségek megakadályozzák az érzékenységet | Jó; túlzott hőbevitel esetén helyileg csökkenthető | Mérsékelt; helyileg csökkenthető HAZ-ban | Kiváló; fenntartani a ferrit-ausztenit egyensúlyt | Mérsékelt; hegesztés utáni hőkezelés után helyreállították |
| Hegeszthetőségi kihívások | Forró repedés, torzítás, porozitás | Szemcsedurvulás, reccsenés, HAZ ridegség | Kemény martenzites HAZ, hideg repedés | Ferrit/ausztenit egyensúlyhiány, intermetallikus fázisképződés | HAZ lágyítás, maradék stressz, csökkent szívósság |
| Tipikus hegesztés utáni megfontolások | Minimális előmelegítés; alacsony interpass hőmérséklet; opcionális oldatos izzítás | A vastag részekhez előmelegítjük; szabályozott hőbevitel | Előmelegítés és alacsony hidrogéntartalmú elektródák; kötelező hegesztés utáni temperálás | Hőbevitel szabályozása; interpass ≤150–250 °C; töltőanyag kiválasztása | Előmelegítjük, alacsony hidrogéntartalmú elektródák, kötelező utóhegesztési megoldás + öregedés |
| Alkalmazások | Élelmiszer, gyógyszer, vegyi növények, tengeri, kriogenika | Gépjármű kipufogók, építészeti panelek, magas hőmérsékletű ipari alkatrészek | Szelep alkatrészek, tengelyek, szivattyú alkatrészek, űrrepülés | Tengeri, vegyi növények, sótalanítás, tengeri | Űrrepülés, védelem, nagy teljesítményű szivattyúk, sebészeti műszerek |
Kulcsfontosságú megfigyelések:
- Ausztenites rozsdamentes acélok a legmegbocsátóbbak, ajánlat kiváló hegeszthetőség minimális óvintézkedésekkel.
- Ferrites fokozatok érzékenyebbek rá ridegség és szemcsenövekedés, gondos hőbevitel-kezelést igényel.
- Martenzites acélok igény előmelegítés és hegesztés utáni temperálás a hidegrepedés megelőzésére és a szívósság helyreállítására.
- Duplex acélok megkövetel pontos fázisszabályozás a ferritben gazdag vagy törékeny hegesztések elkerülése érdekében a korrózióállóság megőrzése mellett.
- PH rozsdamentes acélok alá kell vetni hegesztés utáni oldatkezelés és öregítés az erő és a keménység helyreállításához.
10. Következtetés
A rozsdamentes acél hegeszthetősége széles spektrumot ölel fel – a jól hegeszthető ausztenites minőségektől a kihívást jelentő martenzites és PH acélokig.
Míg a legtöbb fokozat sikeresen hegeszthető, a siker a megértésen múlik kohászati viselkedés, jelentkezését megfelelő hegesztési eljárások, és elvégzi a szükséges előtti- vagy hegesztés utáni hőkezelések.
Mérnököknek és gyártóknak, A hegeszthetőség nem csak az összeillesztésről szól, hanem a korrózióállóság megőrzéséről, erő, és a szolgálati élet.
A töltőanyag gondos kiválasztása, hőbevitel kezelése, és a kódok betartása biztosítja, hogy a rozsdamentes acél alkatrészek megfeleljenek mind a tervezési, mind az életciklusra vonatkozó elvárásoknak.
GYIK
Miért hegeszthetőbb a 316L mint 316 rozsdamentes acél?
316L alacsonyabb széntartalmú (C ≤0,03% vs. C ≤0,08% esetén 316), ami drasztikusan csökkenti az érzékenyítés kockázatát.
Hegesztés közben, 316magasabb szénatomja a szemcsehatárokon Cr23C6-karbidokat képez (kimerítő Kr), szemcseközi korrózióhoz vezet.
316Az L alacsony széndioxid-kibocsátása megakadályozza ezt, a 95% áthaladási arány az ASTM A262 IGC tesztelésében vs. 50% -ra 316.
A ferrites rozsdamentes acélok előmelegítést igényelnek??
Nem – ferrites rozsdamentes acélok (409, 430) alacsony széntartalmúak, így nincs szükség előmelegítésre a hidegrepedés elkerülése érdekében.
Viszont, hegesztés utáni izzítás (700-800°C) nagy HAZ szemcsék átkristályosítása javasolt, a rugalmasság és a szívósság helyreállítása (40-50%-kal növeli az ütközési energiát).
Tud 17-4 PH rozsdamentes acél hegeszthető hegesztés utáni hőkezelés nélkül?
Technikailag igen, de a HAZ jelentősen felpuhul (felől csökken a szakítószilárdság 1,150 MPA 750 MPa a H900 temperhez).
Teherhordó alkalmazásokhoz (PÉLDÁUL., repülőgép-tartók), hegesztés utáni oldatos izzítás (1,050° C) + újra öregedés (480° C) kötelező a rézcsapadék reformjához, helyreállítása 95% az alapfém szilárdságától.
Melyik hegesztési eljárás a legjobb vékony ausztenites rozsdamentes acélhoz (1–3 mm)?
GTAW (FOGÓCSKAJÁTÉK) ideális – alacsony hőbevitellel (0.5–1,5 kJ/mm) minimalizálja a HAZ méretét és az érzékenyítés kockázatát, precíz ívszabályozása pedig kiváló minőséget produkál, alacsony porozitású hegesztési varratok.
Használjon 1–2 mm-es volfrámelektródát, argon védőgáz (99.99% tiszta), és a haladási sebesség 100–150 mm/perc az optimális eredmény érdekében.
