Suðuhæfni málmefna vísar til getu málmefna til að fá framúrskarandi suðusamskeyti með því að nota ákveðin suðuferli, þar á meðal suðuaðferðir, suðuefni, suðuforskriftir og suðuform.Ef málmur getur fengið framúrskarandi suðusamskeyti með algengari og einfaldari suðuferlum er hann talinn hafa góða suðuafköst.Suðuhæfni málmefna er almennt skipt í tvo þætti: ferlisuðuhæfni og notkunarsuðuhæfni.
Ferlissuðuhæfni: vísar til getu til að fá framúrskarandi, gallalausar suðusamskeyti við ákveðnar suðuferlisaðstæður.Það er ekki eðlislægur eiginleiki málmsins heldur er hann metinn út frá ákveðinni suðuaðferð og sérstökum ferlimælingum sem notuð eru.Þess vegna er ferlisuðuhæfni málmefna nátengd suðuferlinu.
Þjónustusuðuhæfni: vísar til að hve miklu leyti soðnu samskeytin eða öll burðarvirkið uppfyllir þjónustuafköst sem tilgreind er í tæknilegum skilyrðum vörunnar.Frammistaðan fer eftir vinnuskilyrðum soðnu mannvirkisins og tæknilegum kröfum sem settar eru fram í hönnuninni.Inniheldur venjulega vélræna eiginleika, hörkuþol við lágt hitastig, brotþol, brotþol, háhitaskrið, þreytueiginleika, varanlegan styrk, tæringarþol og slitþol, osfrv. Til dæmis hafa almennt notaðar S30403 og S31603 ryðfríu stálin framúrskarandi tæringarþol og 16MnDR og 09MnNiDR lághita stál hafa einnig góða hörkuþol við lágt hitastig.
Þættir sem hafa áhrif á frammistöðu suðu málmefna
1.Efnisþættir
Efni eru meðal annars grunnmálmur og suðuefni.Við sömu suðuskilyrði eru helstu þættirnir sem ákvarða suðuhæfni grunnmálms eðlisfræðilegir eiginleikar hans og efnasamsetning.
Hvað varðar eðliseiginleika: þættir eins og bræðslumark, hitaleiðni, línuleg stækkunarstuðull, þéttleiki, hitageta og aðrir þættir málmsins hafa allir áhrif á ferla eins og varma hringrás, bráðnun, kristöllun, fasabreytingar o.s.frv. , sem hefur þar með áhrif á suðuhæfni.Efni með lága hitaleiðni eins og ryðfríu stáli hafa mikla hitastig, mikla afgangsspennu og mikla aflögun við suðu.Þar að auki, vegna langrar dvalartíma við háan hita, vaxa kornin á hitaáhrifasvæðinu, sem er skaðlegt fyrir sameiginlegan árangur.Austenitískt ryðfrítt stál hefur stóran línulegan stækkunarstuðul og alvarlega aflögun og álag á liðum.
Hvað varðar efnasamsetningu er áhrifamesta frumefnið kolefni, sem þýðir að kolefnisinnihald málmsins ræður suðuhæfni hans.Flestir aðrir málmblöndur í stáli eru ekki til þess fallnir að suðu, en áhrif þeirra eru almennt mun minni en kolefnis.Eftir því sem kolefnisinnihald í stáli eykst eykst herðingartilhneigingin, mýkingin minnkar og suðusprungur eru líklegri til að myndast.Venjulega er næmni málmefna fyrir sprungum við suðu og breytingar á vélrænni eiginleikum soðnu samskeytisins notaðar sem helstu vísbendingar til að meta suðuhæfni efna.Því hærra sem kolefnisinnihaldið er, því verri er suðuhæfni.Lágt kolefnisstál og lágblendistál með kolefnisinnihald undir 0,25% hafa framúrskarandi mýkt og höggseigju, og mýkt og höggseigja soðnu samskeytisins eftir suðu eru einnig mjög góðar.Forhitun og hitameðhöndlun eftir suðu er ekki nauðsynleg við suðu og suðuferlið er auðvelt að stjórna, þannig að það hefur góða suðuhæfni.
Að auki hefur bræðslu- og veltingsástand, hitameðhöndlunarástand, skipulagsástand, osfrv. stál allt mismikið áhrif á suðuhæfni.Hægt er að bæta suðuhæfni stáls með því að betrumbæta eða betrumbæta korn og stýrða veltunarferla.
Suðuefni taka beint þátt í röð efnafræðilegra málmvinnsluviðbragða meðan á suðuferlinu stendur, sem ákvarða samsetningu, uppbyggingu, eiginleika og gallamyndun suðumálmsins.Ef suðuefnin eru óviðeigandi valin og passa ekki við grunnmálminn, mun ekki aðeins fást samskeyti sem uppfyllir notkunarkröfur, heldur verða einnig kynntir gallar eins og sprungur og breytingar á byggingareiginleikum.Því er rétt val á suðuefnum mikilvægur þáttur í því að tryggja hágæða suðusamskeyti.
2. Ferlisþættir
Aðferðarþættir eru meðal annars suðuaðferðir, breytur suðuferlis, suðuröð, forhitun, eftirhitun og hitameðhöndlun eftir suðu osfrv. Suðuaðferðin hefur mikil áhrif á suðuhæfni, aðallega í tveimur þáttum: eiginleika hitagjafa og verndarskilyrðum.
Mismunandi suðuaðferðir hafa mjög mismunandi hitagjafa hvað varðar afl, orkuþéttleika, hámarkshitastig o.s.frv. Málmar sem soðnir eru undir mismunandi hitagjafa munu sýna mismunandi suðueiginleika.Til dæmis er kraftur rafslagssuðu mjög hár, en orkuþéttleiki er mjög lítill og hámarks hitunarhiti er ekki hátt.Upphitunin er hæg við suðu og dvalartíminn við háan hita er langur, sem leiðir til grófra korna á hitaáhrifasvæðinu og verulegrar minnkunar á höggseigu, sem þarf að staðla.Að bæta.Aftur á móti hafa rafeindageislasuðu, leysisuðu og aðrar aðferðir lágt afl, en mikla orkuþéttleika og hröð upphitun.Dvalartíminn við háan hita er stuttur, hitaáhrifasvæðið er mjög þröngt og engin hætta er á kornvexti.
Að stilla breytur suðuferlisins og samþykkja aðrar vinnsluráðstafanir eins og forhitun, eftirhitun, fjöllaga suðu og stjórna millilagshitastiginu getur stillt og stjórnað suðuhitahringnum og þar með breytt suðuhæfni málmsins.Ef gripið er til ráðstafana eins og forhitunar fyrir suðu eða hitameðhöndlunar eftir suðu er algjörlega hægt að fá soðnar samskeyti án sprungugalla sem uppfylla frammistöðukröfur.
3. Byggingarþættir
Það vísar aðallega til hönnunarforms soðnu uppbyggingarinnar og soðnu samskeyti, svo sem áhrif þátta eins og burðarlaga lögun, stærð, þykkt, form samskeytis, suðuskipulag og þversniðsform þess á suðuhæfni.Áhrif þess endurspeglast aðallega í hitaflutningi og kraftaástandi.Mismunandi plötuþykktir, mismunandi samskeyti eða gróp hafa mismunandi stefnu og hraða hitaflutningshraða, sem mun hafa áhrif á kristöllunarstefnu og kornvöxt bráðnu laugarinnar.Byggingarrofi, plötuþykkt og suðufyrirkomulag ákvarða stífleika og aðhald samskeytisins, sem hefur áhrif á álagsástand samskeytisins.Léleg kristalformgerð, mikil álagsstyrkur og óhófleg suðuálag eru grunnskilyrði fyrir myndun suðusprungna.Í hönnuninni eru það mikilvægar ráðstafanir til að bæta suðuhæfni að draga úr stífleika liðanna, draga úr krosssuðu og draga úr ýmsum þáttum sem valda álagsstyrk.
4. Notkunarskilmálar
Það vísar til rekstrarhitastigs, álagsskilyrða og vinnumiðils á þjónustutíma soðnu mannvirkisins.Þetta vinnuumhverfi og rekstrarskilyrði krefjast þess að soðin mannvirki hafi samsvarandi afköst.Til dæmis verða soðin mannvirki sem vinna við lágt hitastig að hafa brotþol;mannvirki sem vinna við háan hita verða að hafa skriðþol;mannvirki sem vinna undir álagi til skiptis verða að hafa góða þreytuþol;mannvirki sem vinna í sýru, basa eða salti. Soðið ílát ætti að hafa mikla tæringarþol og svo framvegis.Í stuttu máli má segja að því strangari sem notkunarskilyrði eru, því meiri gæðakröfur eru gerðar til soðna samskeyti og því erfiðara er að tryggja suðuhæfni efnisins.
Auðkenning og matsvísitala suðuhæfni málmefna
Í suðuferlinu fer varan í gegnum suðuhitaferli, málmvinnsluviðbrögð, svo og suðuálag og aflögun, sem leiðir til breytinga á efnasamsetningu, málmfræðilegri uppbyggingu, stærð og lögun, sem gerir frammistöðu soðnu samskeytisins oft frábrugðin því sem er í suðuferlinu. grunnefni, stundum jafnvel Getur ekki uppfyllt notkunarkröfur.Fyrir marga hvarfgjarna eða eldfasta málma ætti að nota sérstakar suðuaðferðir eins og rafeindageislasuðu eða leysisuðu til að fá hágæða samskeyti.Því færri búnaðarskilyrði og minni erfiðleikar sem þarf til að búa til góða soðna samskeyti úr efni, því betri er suðuhæfni efnisins;þvert á móti, ef þörf er á flóknum og dýrum suðuaðferðum, sérstökum suðuefnum og ferliráðstöfunum þýðir það að efnið Suðuhæfnin er léleg.
Við framleiðslu á vörum verður fyrst að meta suðuhæfni efnanna sem notuð eru til að ákvarða hvort valin burðarefni, suðuefni og suðuaðferðir séu viðeigandi.Það eru margar aðferðir til að meta suðuhæfni efna.Hver aðferð getur aðeins útskýrt ákveðinn þátt suðuhæfninnar.Þess vegna eru prófanir nauðsynlegar til að ákvarða suðuhæfni að fullu.Hægt er að skipta prófunaraðferðum í hermigerð og tilraunagerð.Hið fyrra líkir eftir upphitunar- og kælingareiginleikum suðu;síðarnefndu prófin í samræmi við raunverulegar suðuaðstæður.Prófunarinnihaldið er aðallega til að greina efnasamsetningu, málmfræðilega uppbyggingu, vélræna eiginleika og tilvist eða fjarveru suðugalla grunnmálms og suðumálms og til að ákvarða lághitaafköst, háhitaafköst, tæringarþol og sprunguþol soðnu samskeytisins.
Suðueiginleikar algengra málmefna
1. Suða úr kolefnisstáli
(1) Suða úr lágkolefnisstáli
Lágt kolefnisstál hefur lágt kolefnisinnihald, lítið mangan og sílikoninnihald.Undir venjulegum kringumstæðum mun það ekki valda alvarlegri herslu eða slökkvibyggingu vegna suðu.Þessi tegund af stáli hefur framúrskarandi mýkt og höggseigleika og mýkt og seigja soðnu samskeyti þess er líka mjög gott.Forhitun og eftirhitun er almennt ekki nauðsynleg við suðu og sérstakar vinnsluráðstafanir eru ekki nauðsynlegar til að fá soðnar samskeyti með viðunandi gæðum.Þess vegna hefur lágkolefnisstál framúrskarandi suðuafköst og er stálið með besta suðuafköst meðal allra stála..
(2) Suða á miðlungs kolefnisstáli
Miðlungs kolefnisstál hefur hærra kolefnisinnihald og suðuhæfni þess er verri en lágkolefnisstál.Þegar CE er nálægt neðri mörkum (0,25%) er suðuhæfni góð.Eftir því sem kolefnisinnihaldið eykst eykst harðnandi tilhneigingin og lágmýkt martensítbygging myndast auðveldlega á hitaáhrifasvæðinu.Þegar suðu er tiltölulega stíf eða suðuefni og vinnslufæribreytur eru rangt valin, er líklegt að kaldar sprungur verði.Þegar fyrsta lagið af fjöllaga suðu er soðið, vegna mikils hlutfalls grunnmálms sem er sameinað í suðuna, eykst kolefnisinnihald, brennisteins- og fosfórinnihald, sem gerir það auðvelt að framleiða heitar sprungur.Auk þess eykst næmi munnhols líka þegar kolefnisinnihaldið er hátt.
(3) Suða úr hákolefnisstáli
Hákolefnisstál með CE meira en 0,6% hefur mikla herðni og er hætt við að framleiða hart og brothætt martensít með mikið kolefni.Tilhneigingu til að myndast sprungur í suðu og hitaáhrifum svæðum, sem gerir suðu erfiða.Þess vegna er þessi tegund af stáli almennt ekki notuð til að búa til soðin mannvirki, heldur er hún notuð til að búa til íhluti eða hluta með mikla hörku eða slitþol.Mest af suðu þeirra er að gera við skemmda hluta.Þessa hluta og íhluti ætti að glæða fyrir suðuviðgerðir til að draga úr suðusprungum og síðan hitameðhöndla aftur eftir suðu.
2. Suða úr lágblönduðu hástyrk stáli
Kolefnisinnihald lágblandaðs hástyrksstáls fer almennt ekki yfir 0,20% og heildarhlutir málmblöndunnar fara yfirleitt ekki yfir 5%.Það er einmitt vegna þess að lágblandað hástyrkstál inniheldur ákveðið magn af málmblöndur sem suðuafköst þess eru nokkuð frábrugðin kolefnisstáli.Suðueiginleikar þess eru sem hér segir:
(1) Suðusprungur í soðnum samskeytum
Kaldsprungið lágblandað hástyrkstál inniheldur C, Mn, V, Nb og fleiri þætti sem styrkja stálið og því er auðvelt að herða það við suðu.Þessi hertu mannvirki eru mjög viðkvæm.Þess vegna, þegar stífni er mikil eða aðhaldsálagið er mikið, ef rangt suðuferli getur auðveldlega valdið köldum sprungum.Þar að auki hefur þessi tegund af sprungum ákveðna töf og er mjög skaðleg.
Endurhitunarsprungur (SR) Endurhitunarsprungur eru millikorna sprungur sem myndast á grófkornasvæðinu nálægt bræðslulínunni við hitameðferð eftir suðu eða langvarandi háhitaaðgerð.Almennt er talið að það eigi sér stað vegna hás hitastigs suðu sem veldur því að V, Nb, Cr, Mo og önnur karbíð nálægt HAZ leysist upp í austenítinu í föstu formi.Þeir hafa ekki tíma til að falla út við kælingu eftir suðu, en dreifast og falla út við PWHT og styrkja þannig kristalbygginguna.Innan þess er skriðaflögunin við streituslökun einbeitt við kornmörkin.
Lágblandað hástyrkt stál soðnar samskeyti eru almennt ekki tilhneigingu til að endurhita sprungur, svo sem 16MnR, 15MnVR, osfrv. Hins vegar, fyrir Mn-Mo-Nb og Mn-Mo-V röð lágblandaðs hástyrks stáls, s.s. 07MnCrMoVR, þar sem Nb, V og Mo eru frumefni sem hafa mikla næmi fyrir endurhitunarsprungum, þarf að meðhöndla þessa tegund af stáli við hitameðhöndlun eftir suðu.Gæta skal þess að forðast viðkvæmt hitasvæði endurhitunarsprungna til að koma í veg fyrir endurhitunarsprungur.
(2) Brok og mýking á soðnum samskeytum
Stofnun á öldrun Soðnum liðum þarf að gangast undir ýmsa kalda vinnslu (eyðuklippingu, tunnuvelting o.s.frv.) fyrir suðu.Stálið mun framleiða plastaflögun.Ef svæðið er hitað frekar upp í 200 til 450°C mun stofnöldrun eiga sér stað..Stofnun á öldrun mun draga úr mýkt stálsins og auka stökkt umbreytingarhitastig, sem leiðir til brothættra brota á búnaðinum.Hitameðferð eftir suðu getur útrýmt slíkri álagsöldrun á soðnu uppbyggingunni og endurheimt seigleika.
Eyðing suðu og svæða sem verða fyrir hita. Suðu er ójafnt hitunar- og kælingarferli sem leiðir til ójafnrar uppbyggingar.Stökkt umskiptishitastig suðu (WM) og hitaáhrifasvæðis (HAZ) er hærra en grunnmálms og er veiki hlekkurinn í samskeyti.Suðulínuorka hefur mikilvæg áhrif á eiginleika lágblandaðs hástyrks stáls WM og HAZ.Lágblandað hástyrkt stál er auðvelt að herða.Ef línuorkan er of lítil mun martensít birtast í HAZ og valda sprungum.Ef línuorkan er of mikil verða korn WM og HAZ gróf.Mun valda því að liðurinn verður brothættur.Í samanburði við heitvalsað og eðlilegt stál, hefur lágkolefnisslökkt og hert stál alvarlegri tilhneigingu til HAZ-brotnar af völdum of mikillar línulegrar orku.Þess vegna, við suðu, ætti línuorkan að vera takmörkuð við ákveðið svið.
Mýking á hitaáhrifasvæði soðnu samskeyti Vegna virkni suðuhitans er ytra hitaáhrifasvæðið (HAZ) af lágkolefnisslökktu og hertu stáli hituð yfir temprunarhitastigið, sérstaklega svæðið nálægt Ac1, sem mun framleiða mýkingarsvæði með minni styrk.Byggingarmýkingin í HAZ-svæðinu eykst með aukningu á suðulínuorku og forhitunarhita, en almennt er togstyrkur í mýkta svæðinu enn hærri en neðri mörk staðalgildis grunnmálms, þannig að hitaáhrifasvæðið af þessari tegund af stáli mýkjast Svo lengi sem frágangur er réttur mun vandamálið ekki hafa áhrif á frammistöðu samskeytisins.
3. Suða úr ryðfríu stáli
Ryðfríu stáli má skipta í fjóra flokka í samræmi við mismunandi stálbyggingar þess, nefnilega austenítískt ryðfrítt stál, ferrítískt ryðfrítt stál, martensítískt ryðfrítt stál og austenítískt-ferrítískt tvíhliða ryðfrítt stál.Eftirfarandi greinir aðallega suðueiginleika austenitísks ryðfríu stáli og tvíátta ryðfríu stáli.
(1) Suða úr austenitískum ryðfríu stáli
Austenitískt ryðfrítt stál er auðveldara að suða en annað ryðfrítt stál.Það verður engin fasabreyting við hvaða hitastig sem er og það er ekki viðkvæmt fyrir vetnisbroti.Austenitic ryðfrítt stál samskeyti hefur einnig góða mýkt og seigju í soðnu ástandi.Helstu vandamál suðu eru: suðu heit sprunga, brothætt, millikorna tæring og streitutæring osfrv. Þar að auki, vegna lélegrar hitaleiðni og stórs línulegrar stækkunarstuðuls, er suðuálag og aflögun mikil.Við suðu ætti hitainntak suðu að vera eins lítið og mögulegt er, engin forhitun ætti að vera og millilagshitastigið ætti að lækka.Hitastig milli laganna ætti að vera stjórnað undir 60°C og suðusamskeytin ættu að vera í sundur.Til að draga úr hitainnstreymi ætti ekki að auka suðuhraðann of mikið heldur ætti að minnka suðustrauminn á viðeigandi hátt.
(2) Suða á austenítískum-ferrítískum tvíhliða ryðfríu stáli
Austenit-ferritic tvíhliða ryðfríu stáli er tvíhliða ryðfríu stáli sem samanstendur af tveimur fasum: austenít og ferrít.Það sameinar kosti austenítísks stáls og ferrítísks stáls, þannig að það hefur eiginleika mikillar styrkleika, góða tæringarþols og auðvelda suðu.Eins og er eru þrjár helstu gerðir af tvíhliða ryðfríu stáli: Cr18, Cr21 og Cr25.Helstu eiginleikar þessarar tegundar stálsuðu eru: lægri varmatilhneiging samanborið við austenítískt ryðfrítt stál;lægri tilhneigingu til brothættu eftir suðu samanborið við hreint ferrít ryðfríu stáli og hversu gróft ferrít er á suðuhitasvæðinu. Það er líka lægra, þannig að suðuhæfni er betri.
Þar sem þessi tegund af stáli hefur góða suðueiginleika er ekki þörf á forhitun og eftirhitun við suðu.Þunnar plötur ættu að vera soðnar með TIG og miðlungs og þykkar plötur má soða með bogsuðu.Við suðu með bogasuðu skal nota sérstaka suðustangir með svipaða samsetningu og grunnmálmurinn eða austenítískar suðustangir með lágt kolefnisinnihald.Nikkel-undirstaða ál rafskaut er einnig hægt að nota fyrir Cr25 gerð tvífasa stál.
Tvífasa stál eru með stærra hlutfall ferríts og eðlislæg tilhneiging til brothættu ferrítstála, svo sem stökk við 475°C, σ fasa úrkomubrot og gróf korn, eru enn til, eingöngu vegna tilvistar austeníts.Einhver léttir er hægt að fá með jöfnunaráhrifum, en þú þarft samt að fylgjast með þegar suðu.Þegar verið er að suða Ni-frítt eða lág-Ni tvíhliða ryðfríu stáli er tilhneiging til einfasa ferríts og korna grófs á hitaáhrifasvæðinu.Á þessum tíma ætti að huga að því að stjórna suðuhitainntakinu og reyna að nota lítinn straum, mikinn suðuhraða og þrönga rásarsuðu.Og multi-pass suðu til að koma í veg fyrir grófun korns og einfasa ferriteization á hitaáhrifasvæðinu.Hitastig milli laga ætti ekki að vera of hátt.Best er að sjóða næstu umferð eftir kælingu.
Birtingartími: 11. september 2023