جوشکاری فولادهای زنگ نزن
فولادهای زنگ نزن گروه وسیع و گسترده ای از آلیاژهای ویژه اند که حاوی ۱۲ تا ۵۰٪ عناصر آلیاژی می باشند و بیشتر برای مقاومت در برابر خوردگی توسعه یافته اند. از جمله ویژگی های دیگر مورد نیاز برای این آلیاژها عبارت است از شکل پذیری عالی، چقرمگی زیاد در دمای اتاق و دمای پایین و مقاومت خوب در برابر پوسته شدن، اکسایش، و خزش در دماهای بالاست. کروم عنصر آلیاژی بهبود دهنده مقاومت خوردگی فولاد های زنگ نزن است، ولی بسیاری از عناصر آلیاژهای دیگر نیز برای پایدار کردن فازهای دیگر به این فولادها اضافه می شوند. همچنین این عناصر، مقاومت خوردگی را افزایش داده و خواص مکانیکی را نیز بهتر می کنند.
به طور کلی، فولاد های زنگ نزن را در چهار گروه اصلی می توان طبقه بندی کرد:
۱- فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی
۲-فولادهای زنگ نزن فریتی
۳- فولادهای زنگ نزن آستنیتی
۴- فولادهای زنگ نزن دو فازی
فولادهای زنگ نزن آستنیتی، فریتی و دو فازی را نمی توان توسط عملیات حرارتی سخت کرد. در این فولادها، با استفاده از عناصر آلیاژی و فرآیند صحیح مکانیکی-حرارتی تشکیل فازهای مخرب در ارتباط با مقاومت خوردگی و چقرمگی را به حداقل می رسانند. به علاوه، استحکام فولادهای زنگ نزن آستینتی را نیز می توان نوسط کار سرد و تشککیل مارتنزیت در اثر کرنش افزایش داد. همچنین سختی و استحکام فولادهای زنگ نزن مارتنزیتی را می توان توسط سرد کردن سریع و بازپخت به حداکثر مقدار خود افزایش داد. فولادهای زنگ نزن رسوب سختی نیز، با افزودن عناصری چون Cu، Al و Ti و رسوب یک فاز ثانویه در زمینه مارتنزیت کم کربن ایجاد می گردد.
خواص فولاد های زنگ نزن
سیستم آلیاژی و فازهای موجود، خواص مکانیکی و فیزیکی کلی فولاد را کنترل می کند. انبساط حرارتی، هدایت حرارتی و مقاومت الکتیکی تأثیرات قابل ملاحظه ای بر میزان جوش پذیری فولاد دارند.
به دلیل بالاتر بودن ضریب انبساط حرارتی و پایین بودن هدایت حرارتی فولاد های زنگ نزن آستنیتی، کنترل اعوجاج در هنگام جوشکاری نسبت به فولادهای ساده کربنی، با دقت بیشتری باید انجام گردد. پایین بودن هدایت حرارتی فولادهای زنگ نزن، نشان دهنده نیاز کمتر آنها به حرارت ورودی در مقایسه با فولادهای کربنی است. همچنین به دلیل بالاتر بودن مقاومت الکتریکی آنها نسبت به فولادهای کربنی، جریان الکتریکی لارم برای جوشکاری مقاومتی نقطه ای و نواری آنها کمتر است.
فولادهای زنگ نزن آستنیتی اصولاٌ غیر مغناطیس بوده (نفوذ پذیری مغناطیسی آنها حدود ۱/۰۲ است)، اما کار سرد انجام گرفته بر روی آنها جهت بهبود استحکام، موجب افزایش نفوذپذیری مغناطیسی آنها می شود. فولادهای زنگ نزن فریتی و مارتنزیتی دارای نفوذ پذیری مغناطیسی بین ۶۰۰-۱۱۰۰ هستند، اما انواع رسوب سختی ضریب نفوذشان زیر ۱۰۰ می باشد.
نمودار های تعادلی
برای اینکه آلیاژهای آهنی خاصیت زنگ نزن داشته باشند، میزان کروم آنها باید بیشتر از ۱۲ در صد وزنی باشد. در این حالت، افزایش مقاومت خوردگی مستلزم توانایی کروم به تشکیل و بقای لایه ای اکسیدی چسبنده بر روی سطح است. این لایه بسیار نازک بوده (با ضخامتی در حد چند اتم ) و به طور موثر فولاد را در بسیاری از محی های خورنده حفاظت یا رویین می کند. بنابراین فولاد های زنگ نزن مقادیر زیادی کروم دارند، لذا نقطه شروع برای شناخت و مطالعه ریز ساختار و ارتباط فازی در ای فولادها نمودار تعادلی آهن – کروم است.
نکته قابل توجه آن است که نمودارهای تعادلی تنها تقریبی از ریز ساختار ایجاد شده در فلز جوش می باشند زیرا:
- فولاد زنگ نزن و فلزات پر کننده دارای عناصر آلیاژی مختلفی هسند که موثر بر شکل نمودار می باشد.
- نمودارهای تعادل براساس شرایط تعادلی ترسیم شده اند، در حالیکه شرایط سریع گرم و سرد شدن جوشها، شرایط غیر تعادلی را همراه خواهد داشت.
جوش پذیری
تحقیقاتی که در ارتباط با جوشکاری فولادهای زنگ نزن انجام شده است مربوط به آلیاژهای کروم متوسط می باشد. در آلیاژهای کم کروم احتمال بروز ترک های جوشکاری فولادهای زنگ نزن شامل ترک های سرد و گرم کم است و در آلیاژهای پر کروم به منظور جلوگیری از ترک، جوشکاری فولادهای زنگ نزن، در شرایط بسیار کنترل شده ای باید انجام شود.
کابران گرامی می توانند جهت دریافت فایل کامل «کتاب جوشکاری فولادهای زنگ نزن» به بخش دانلود مراجعه نمایند…
مطالب مرتبط
نظرات
برچسب ها
دیدگاه خود را بنویسید
دیدگاهتان را بنویسید
