雙相不銹鋼堆焊為什么會(huì)開裂
信息來源:求和不銹鋼 時(shí)間:2019-03-26 10:05:27 瀏覽次數(shù):-
對(duì)雙相不銹鋼基材堆焊司太立而今達(dá)到硬化密封面,表面硬化(耐磨焊層的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語)通常用于所有類型閥門閥瓣和閥座的表面。盡管通常稱為‘Stellite 6’(Stellite是Deloro Stellite Company,Kennametal集團(tuán)的一部分的注冊(cè)商標(biāo)),閥門工業(yè)中的硬質(zhì)合金表面稱為‘司太立6’。這種合金通常由世界各地的客戶指定閥門規(guī)格表。因?yàn)樗亲畛R姷?,我們將首先集中討論司太?的表面硬化。
這種材料是具有約1%碳的鈷-鉻-鎢合金。這種高的碳水平導(dǎo)致由在軟基質(zhì)中的碳化物顆粒網(wǎng)絡(luò)組成的微觀結(jié)構(gòu)。取決于施用方法和稀釋量(與賤金屬的混合量),硬度可以在35-45洛氏硬度(HRC)的范圍內(nèi)。由于存在碳化物網(wǎng)絡(luò),覆蓋層有些容易開裂,盡管對(duì)于具有該硬度水平的合金的抗裂性非常好。
對(duì)于小而簡(jiǎn)單的零件,開裂不是一個(gè)通常的問題。然而,在更大和更復(fù)雜的部件中,由于由凝固收縮和熱膨脹和收縮引起的熱誘導(dǎo)應(yīng)力的積累可能發(fā)生開裂。
提高預(yù)熱溫度(在開始任何新的焊道之前的相鄰金屬的最低溫度)降低了這種趨勢(shì)。對(duì)于一些基材,這是解決問題的可接受的解決方案。然而,它不是用于雙相不銹鋼的可行方法。
由于雙相不銹鋼的組成結(jié)構(gòu)和雙相顯微組織(半奧氏體和半鐵素體),這些材料非常容易發(fā)生多相變,這會(huì)導(dǎo)致脆性或耐腐蝕性的損失。在相對(duì)低的溫度下轉(zhuǎn)變發(fā)生,這就是為什么這些材料作為一個(gè)組被限制在美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)(ASME)規(guī)范中的最高使用溫度600°F(316℃)。
為此,通常建議使用雙相不銹鋼焊接的一些參數(shù)。這些包括限制最大熱輸入(電流乘以電壓除以行進(jìn)速度)和層間溫度(在開始任何新的焊道之前相鄰金屬的最高溫度)。當(dāng)試圖滿足美國(guó)國(guó)家腐蝕工程師協(xié)會(huì)(NACE)MR0175/ISO15156和Norsok M-630規(guī)定的要求以及許多最終用戶規(guī)范時(shí),這些參數(shù)的使用是絕對(duì)必要的。即使不施加這些規(guī)格,也應(yīng)使用這些參數(shù)以避免損害基材的性能。
這是出現(xiàn)問題的地方。小型簡(jiǎn)單的雙相不銹鋼零件可以用司太立6硬化,使用適當(dāng)?shù)碾p相不銹鋼焊接參數(shù),沒有太多的麻煩。然而,當(dāng)部件變得更大或更復(fù)雜時(shí),除非預(yù)熱溫度升高,否則司太立6將開裂。如果該溫度增加到使裂紋減輕的程度,則將超過避免雙相不銹鋼母材中的不利影響所需的道間溫度。換句話說,一旦零件的尺寸或復(fù)雜性達(dá)到一定水平,您可以使用司太立6表面硬化,也不會(huì)產(chǎn)生裂紋,或者您可以使用不受影響的雙相不銹鋼,但是您不能同時(shí)使用。
一些人聲稱他們可以使用合適的焊接參數(shù)成功地用司太立6成功地硬化大的復(fù)雜的雙相不銹鋼部件,但是他們可能誤用層間溫度規(guī)則,假設(shè)每個(gè)層通過螺旋焊接在部件的內(nèi)部或外部直徑上產(chǎn)生過程是單個(gè)‘通過’。不是這種情況,在這種過程中的一次旋轉(zhuǎn)是一次通過,并且焊接進(jìn)程必須在通過前的溫度超過層間溫度時(shí)停止,即使層不完全。如果遵循不當(dāng)?shù)淖龇?,直到層完成之后才測(cè)量層間溫度’,這導(dǎo)致通過焊接熱輸入過度預(yù)熱部件。這種過度預(yù)熱防止開裂,但它也不利地影響雙相不銹鋼基材的性能。遺憾的是,基底材料的這種降解不是外部明顯的,并且直到部件使用之前它不會(huì)表現(xiàn)出來。
這種材料是具有約1%碳的鈷-鉻-鎢合金。這種高的碳水平導(dǎo)致由在軟基質(zhì)中的碳化物顆粒網(wǎng)絡(luò)組成的微觀結(jié)構(gòu)。取決于施用方法和稀釋量(與賤金屬的混合量),硬度可以在35-45洛氏硬度(HRC)的范圍內(nèi)。由于存在碳化物網(wǎng)絡(luò),覆蓋層有些容易開裂,盡管對(duì)于具有該硬度水平的合金的抗裂性非常好。
對(duì)于小而簡(jiǎn)單的零件,開裂不是一個(gè)通常的問題。然而,在更大和更復(fù)雜的部件中,由于由凝固收縮和熱膨脹和收縮引起的熱誘導(dǎo)應(yīng)力的積累可能發(fā)生開裂。
提高預(yù)熱溫度(在開始任何新的焊道之前的相鄰金屬的最低溫度)降低了這種趨勢(shì)。對(duì)于一些基材,這是解決問題的可接受的解決方案。然而,它不是用于雙相不銹鋼的可行方法。
由于雙相不銹鋼的組成結(jié)構(gòu)和雙相顯微組織(半奧氏體和半鐵素體),這些材料非常容易發(fā)生多相變,這會(huì)導(dǎo)致脆性或耐腐蝕性的損失。在相對(duì)低的溫度下轉(zhuǎn)變發(fā)生,這就是為什么這些材料作為一個(gè)組被限制在美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)(ASME)規(guī)范中的最高使用溫度600°F(316℃)。
為此,通常建議使用雙相不銹鋼焊接的一些參數(shù)。這些包括限制最大熱輸入(電流乘以電壓除以行進(jìn)速度)和層間溫度(在開始任何新的焊道之前相鄰金屬的最高溫度)。當(dāng)試圖滿足美國(guó)國(guó)家腐蝕工程師協(xié)會(huì)(NACE)MR0175/ISO15156和Norsok M-630規(guī)定的要求以及許多最終用戶規(guī)范時(shí),這些參數(shù)的使用是絕對(duì)必要的。即使不施加這些規(guī)格,也應(yīng)使用這些參數(shù)以避免損害基材的性能。
這是出現(xiàn)問題的地方。小型簡(jiǎn)單的雙相不銹鋼零件可以用司太立6硬化,使用適當(dāng)?shù)碾p相不銹鋼焊接參數(shù),沒有太多的麻煩。然而,當(dāng)部件變得更大或更復(fù)雜時(shí),除非預(yù)熱溫度升高,否則司太立6將開裂。如果該溫度增加到使裂紋減輕的程度,則將超過避免雙相不銹鋼母材中的不利影響所需的道間溫度。換句話說,一旦零件的尺寸或復(fù)雜性達(dá)到一定水平,您可以使用司太立6表面硬化,也不會(huì)產(chǎn)生裂紋,或者您可以使用不受影響的雙相不銹鋼,但是您不能同時(shí)使用。
一些人聲稱他們可以使用合適的焊接參數(shù)成功地用司太立6成功地硬化大的復(fù)雜的雙相不銹鋼部件,但是他們可能誤用層間溫度規(guī)則,假設(shè)每個(gè)層通過螺旋焊接在部件的內(nèi)部或外部直徑上產(chǎn)生過程是單個(gè)‘通過’。不是這種情況,在這種過程中的一次旋轉(zhuǎn)是一次通過,并且焊接進(jìn)程必須在通過前的溫度超過層間溫度時(shí)停止,即使層不完全。如果遵循不當(dāng)?shù)淖龇?,直到層完成之后才測(cè)量層間溫度’,這導(dǎo)致通過焊接熱輸入過度預(yù)熱部件。這種過度預(yù)熱防止開裂,但它也不利地影響雙相不銹鋼基材的性能。遺憾的是,基底材料的這種降解不是外部明顯的,并且直到部件使用之前它不會(huì)表現(xiàn)出來。