Phân tích hàn của thép Cr-Mo và thép không gỉ

Các loại hàn thép khác nhau đã được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không vũ trụ, công nghiệp hóa dầu, máy móc và các ngành công nghiệp khác, nhưng bởi thành phần hóa học, tính tương thích luyện kim, có sự khác biệt lớn giữa tính chất vật lý và tính chất hóa học, v.v., sẽ xuất hiện trong quá trình hàn hợp kim di chuyển phần tử, cấu trúc vi mô không đồng đều, cũng sẽ tạo ra ứng suất nhiệt, biến dạng và nứt, làm giảm tính chất cơ học của mối hàn.

 

ASTM A387 là một tiêu chuẩn thường được sử dụng cho các tấm thép Cr-Mo. So với thép 304, ASTM A387 class22 cung cấp độ dẫn nhiệt và hệ số giãn nở tuyến tính khác nhau. Trong quá trình hàn, ứng suất nhiệt không thể loại bỏ được tạo ra ở vùng nhiệt độ cao. Khả năng ái lực của các nguyên tố Crom và carbon rất mạnh và dễ tạo thành cacbua dưới các hợp chất crom ở nhiệt độ cao, trong quá trình hàn, phía SA387 do crom kém tạo thành carbon từ khu vực khử cacbon và lần lượt, làm mềm, hạt thô, tăng độ giòn, chống ăn mòn, và phía 304 vì có hàm lượng crôm và carbon phong phú để hình thành sự di chuyển lớp cacbon hóa và làm cứng, kích thước hạt và hiệu suất tốt hơn.

Bài viết này phân tích khả năng hàn của thép tấm crom-molypden và thép không gỉ 304 A387, và thấy rằng các mẫu thử hàn có hiệu suất tốt hơn trong các thử nghiệm kéo, uốn và va đập, cho thấy quá trình hàn của chúng đáp ứng các yêu cầu sử dụng.

 

Phương pháp hàn

Các vật liệu thử nghiệm là tấm SA387 GR22 CL2 tấm thép không gỉ 304, với thông số kỹ thuật 400mm 150mm 10 mm. Thành phần hóa học của hai vật liệu được trình bày trong bảng sau

Vật chất

C

Mn

Cr

Ni

P

S

SA387 Gr22

0,11

0,35

0,46

2,21

1,06

0,22

0,01

0,006

S30408

0,15

0,62

1,83

19,16

/

8,97

0,027

0,015

 

Để giảm độ pha loãng của đường hàn và ngăn ngừa sự xuất hiện của vết nứt lạnh và nứt lại, nên sử dụng phương pháp hàn với tỷ lệ hợp hạch thấp và tốc độ pha loãng thấp, ví dụ như hàn tig và hàn hồ quang của que hàn vật liệu hàn cơ sở ở bên cạnh SA387 GR22.

 

Vật liệu hàn

Điện cực gốc niken ENi6182 và dây dựa trên niken SNi6082 là vật liệu hàn lý tưởng. Việc graphit hóa niken ngăn chặn sự hình thành cacbua, làm giảm lớp chuyển tiếp, ngăn chặn sự phát sinh cấu trúc martensite giòn và ức chế hơn nữa sự di chuyển carbon của SA387 GR22.

 

Các rãnh hàn

Hình thức rãnh hàn nên xem xét số lượng lớp hàn, kim loại phụ, tỷ lệ hợp nhất và ứng suất dư hàn.

 

Xử lý nhiệt giảm căng thẳng sau khi hàn

Loại bỏ căng thẳng sau khi xử lý nhiệt hàn là một biện pháp công nghệ quan trọng để ngăn ngừa vết nứt hàn. Hàn SA387 GR22 và 304 sẽ tạo ra rất nhiều ứng suất dư hàn, do đó đến 690 cộng hoặc trừ 10oC sau khi hàn x 2 h xử lý nhiệt để loại bỏ ứng suất dư hàn và tránh các vết nứt.

 

Nó đã được chứng minh rằng các mối hàn của SA387 GR22 và 304 có thể đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất. Bằng cách sử dụng và vật liệu hàn điện cực SNi6082 và ENi6182 dựa trên niken, trước tiên hàn hồ quang argon và phương pháp hàn hồ quang điện cực như hàn hàn, có tỷ lệ hợp nhất và tốc độ pha loãng thấp, sau đó hàn hồ quang điện cực ở bên cạnh SA387 GR22 .

 

SA387 GR22 là một tấm thép hợp kim chịu nhiệt thấp, có thể được sử dụng để chế tạo ống thép T22 và P22. Nó có khả năng chịu nhiệt độ cao và kháng hydro. Hàm lượng crôm và molypden phong phú có thể cải thiện đáng kể độ cứng của thép. Ở một tốc độ làm mát nhất định, cấu trúc vi mô nhạy cảm với vết nứt lạnh có thể được hình thành trong kim loại hàn và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt.