Número Browse:67 Autor:editor do site Publicar Time: 2024-12-10 Origem:alimentado
O aço inoxidável duplex é composto por duas fases, austenita e ferrita. Quando a proporção das duas fases é de cerca de 50%, o aço inoxidável duplex combina a excelente tenacidade e soldabilidade do aço inoxidável austenítico com a maior resistência e resistência à corrosão sob tensão de cloreto do aço inoxidável ferrítico, fazendo com que tenha as vantagens tanto do aço inoxidável austenítico quanto do inoxidável ferrítico. aço.
O aço inoxidável duplex 2205 é produzido pela AvestaPolarit da Suécia. A classe comercial é 2205CodePlusTow. Foi incluído em A240 e A480 da ASTM e ASME. O número UNS é S32205. Pertence à segunda geração de aço inoxidável duplex. 2205CodePlusTow é diferente do mesmo aço inoxidável duplex 2205 com número UNS S31803. Aumenta o limite inferior do teor de nitrogênio e passa no teste de precipitação prejudicial de fases metálicas. 2205CodePlusTow possui maior resistência, resistência à corrosão e estabilidade metalúrgica após a soldagem. É fácil obter uma estrutura bifásica equilibrada na junta soldada. O alto teor de nitrogênio inibe de forma mais eficaz a precipitação de fases metálicas prejudiciais, o que é muito benéfico para a soldagem.
O controle de soldagem duplex de aço inoxidável e a inspeção pós-soldagem são etapas essenciais para garantir a qualidade e o desempenho da soldagem. Em termos de controle de soldagem, os parâmetros de soldagem, como velocidade de soldagem, corrente e tensão, precisam ser rigorosamente controlados para garantir a estabilidade do processo de soldagem e a qualidade da solda. Ao mesmo tempo, a escolha do método de soldagem e dos materiais de soldagem corretos também é crucial, pois eles afetam diretamente a resistência e a resistência à corrosão da junta soldada.
O aço inoxidável duplex 2205 tem boa soldabilidade e a sensibilidade a trincas a frio e a quente na soldagem é relativamente baixa. Normalmente, nenhum pré-aquecimento é feito antes da soldagem e nenhum tratamento térmico é feito após a soldagem. Devido ao alto teor de nitrogênio, a tendência de ferritização monofásica da zona afetada pelo calor é relativamente pequena. Quando o material de soldagem é selecionado razoavelmente e a energia da linha de soldagem é controlada adequadamente, a junta soldada tem um bom desempenho abrangente.
A sensibilidade a trincas a quente é muito menor que a do aço inoxidável austenítico. Isso ocorre porque o teor de níquel não é alto e há muito poucas impurezas que são fáceis de formar eutéticos de baixo ponto de fusão e não é fácil produzir filmes líquidos de baixo ponto de fusão. Além disso, não há perigo de rápido crescimento dos grãos em altas temperaturas.
O principal problema da soldagem duplex de aço inoxidável não é a solda, mas a zona afetada pelo calor. Porque sob a ação do ciclo térmico de soldagem, a zona afetada pelo calor está em um estado de desequilíbrio de resfriamento rápido, e mais ferrita é sempre retida após o resfriamento, aumentando assim a tendência à corrosão e a sensibilidade à fissuração induzida por hidrogênio (fragilização ).
O aço inoxidável duplex contém cerca de 50% de ferrita e também possui fragilidade de 475 ℃, mas não é tão sensível quanto o aço inoxidável ferrítico.
Durante o processo de soldagem do aço inoxidável duplex, sob a ação do ciclo térmico, a organização do metal de solda e da zona termicamente afetada sofre uma série de alterações. Em altas temperaturas, a estrutura metalográfica de todos os aços inoxidáveis duplex é composta de ferrita, e a austenita é precipitada durante o processo de resfriamento. A quantidade de precipitação de austenita é afetada por muitos fatores.
As propriedades mecânicas e a resistência à corrosão das juntas soldadas de aço inoxidável duplex dependem se as juntas soldadas podem manter uma proporção de fases apropriada. Portanto, a soldagem é realizada de forma a garantir sua organização duplex. Quando a quantidade de ferrita e austenita está próxima de 50% cada, o desempenho é melhor e próximo ao desempenho do material base. Alterar esta relação reduzirá a resistência à corrosão e as propriedades mecânicas das juntas soldadas de aço inoxidável duplex. O valor ideal do teor de ferrita do aço inoxidável duplex 2205 é de 45%. Um teor de ferrita muito baixo (<25%) levará a uma diminuição na resistência e na resistência à corrosão sob tensão; um teor de ferrita muito alto (>75%) também danificará a resistência à corrosão e reduzirá a resistência ao impacto.
O equilíbrio entre ferrita e austenita na junta soldada é afetado pelo conteúdo de elementos de liga no aço, bem como pelo metal de adição, ciclo térmico de soldagem e gás de proteção.
De acordo com pesquisas e um grande número de testes, o teor de nitrogênio no metal base é muito importante. O nitrogênio desempenha um papel importante para garantir que austenita suficiente seja formada no metal de solda e na zona afetada pelo calor após a soldagem. O nitrogênio, assim como o níquel, é um elemento que forma e expande a austenita, mas a capacidade do nitrogênio é muito maior que a do níquel. Em altas temperaturas, a capacidade do nitrogênio de estabilizar a austenita também é maior que a do níquel, o que pode prevenir o aparecimento de ferrita monofásica após a soldagem e prevenir a precipitação de fases metálicas prejudiciais.
Devido ao efeito do ciclo térmico da soldagem, quando a composição da soldagem autógena ou do metal de adição é a mesma do metal base, a quantidade de ferrita no metal de solda aumenta acentuadamente e até mesmo aparece uma estrutura de ferrita pura. Para suprimir o aumento excessivo de ferrita na solda, a tendência de soldagem do aço inoxidável duplex é utilizar um metal de solda dominado pela austenita. Geralmente são adotadas duas abordagens: aumentar o níquel ou adicionar nitrogênio no material de soldagem. Normalmente, o teor de níquel é 2% a 4% maior que o do material original. Por exemplo, o teor de níquel do metal de adição 2205 chega a 8% a 10%. Usar materiais de enchimento contendo nitrogênio é melhor do que materiais de enchimento que apenas aumentam o níquel. Ambos os elementos podem aumentar a proporção da fase austenita e estabilizá-la, mas a adição de nitrogênio pode não apenas atrasar a precipitação das fases intermetálicas, mas também melhorar a resistência e a resistência à corrosão do metal de solda.
Atualmente, os materiais de enchimento são geralmente baseados no aumento do níquel e, em seguida, na adição de nitrogênio equivalente ao conteúdo do material original.
Para aço inoxidável duplex 2205, o fio de soldagem Sandvik22.8.3.L (ER2209) é usado para soldagem a arco de gás inerte de tungstênio, e a haste de soldagem Avesta2205AC / DC é usada para soldagem a arco para atender aos requisitos de materiais de soldagem. Essas características do aço inoxidável duplex 2205 e dos materiais de soldagem em elementos de liga proporcionam uma certa faixa para a seleção dos parâmetros do processo de soldagem, ou seja, a energia da linha de soldagem, o que é muito benéfico para a soldagem.
A maior característica da soldagem duplex de aço inoxidável é que o ciclo térmico da soldagem tem impacto na estrutura da junta soldada. A mudança de fase ocorrerá tanto na solda quanto na zona afetada pelo calor, o que tem grande impacto no desempenho da junta soldada. Portanto, a soldagem multicamadas e multipassagens é benéfica. As soldas subsequentes têm um efeito de tratamento térmico nas soldas anteriores. A ferrita no metal de solda é posteriormente transformada em austenita, tornando-se uma estrutura bifásica dominada pela austenita; a fase de austenita na zona afetada pelo calor adjacente à solda também aumenta proporcionalmente e pode refinar os grãos de ferrita, reduzir a precipitação de carbonetos e nitretos dos grãos e limites dos grãos, melhorando significativamente a estrutura e o desempenho de toda a junta soldada .
Os parâmetros do processo de soldagem, nomeadamente a energia da linha de soldagem, também desempenham um papel fundamental no equilíbrio da estrutura duplex. Como o aço inoxidável duplex é 100% ferrita em alta temperatura, se a energia da linha for muito pequena, a zona afetada pelo calor esfria rapidamente, a austenita não tem tempo de precipitar e o excesso de ferrita será mantido sub-resfriado à temperatura ambiente. Se a energia da linha for muito grande e a taxa de resfriamento muito lenta, embora possa ser obtida austenita suficiente, isso também causará o crescimento de grãos de ferrita na zona afetada pelo calor e a precipitação de fases metálicas prejudiciais, como a fase σ, causando fragilização das juntas. .
Para evitar a situação acima, a melhor medida é controlar a energia da linha de soldagem e a temperatura intercalar e utilizar metal de adição.
Na soldagem com gás inerte de tungstênio, 2% de nitrogênio pode ser adicionado ao gás argônio para evitar a perda de nitrogênio na superfície da solda devido à difusão, o que ajuda a equilibrar a ferrita e a austenita.
O processo de soldagem geralmente deve especificar a faixa de energia da linha de soldagem e a temperatura intercalar mais alta. Geralmente é recomendado que a energia da linha seja 110-215kJ/mm e a temperatura intercalar seja controlada abaixo de 150°C.
Geralmente não é necessário pré-aquecimento. Antes da soldagem, se a peça estiver molhada ou a temperatura da peça estiver abaixo de 5 ℃, ela deve ser pré-aquecida adequadamente. Existem também casos com grandes restrições e especialmente estruturas com paredes espessas. O pré-aquecimento a 100°C é benéfico. Mais detalhes sobre pré-aquecimento devem ser consultados. A chama de oxiacetileno não deve entrar em contato direto com a superfície do material e nenhum ponto quente deve aparecer.
