듀플렉스 스테인레스 강의 용접 특성

듀플렉스 스테인레스 스틸은 납땜성이 우수합니다. 철소체 스테인리스강과 오스테 나이트 스테인리스강에 비해 철소체 스테인리스강의 용접 열 영향 영역과는 달리 결정립이 심하게 거칠어서 가소성이 크게 떨어지거나 오스테 나이트 스테인리스강이 용접 열 균열에 민감하지 않습니다.

듀플렉스 스테인리스강은 특수한 장점으로 석유화학설비, 해수 및 폐수 처리 설비, 석유가스관, 제지기계 등 공업 분야에 광범위하게 적용된다. 최근 몇 년 동안 교량 내력 구조 분야에서도 연구가 있어 좋은 발전 전망을 가지고 있다.

경제형 쌍상강은 종종 용접 성능 문제가 발생한다. 용접 표준 쌍상강은 문제가 되지 않으며, 어떤 공정을 사용하든 이러한 응용에 적합한 용접 재료가 있습니다. 김상의 관점에서 용접 2101(1.4162) 에는 문제가 없습니다. 사실, 이 재질은 실제로 아세틸렌 용접 공정을 통해 용접할 수 있고, 표준 쌍상강 재질의 경우 아세틸렌 용접 공정을 항상 피해야 하기 때문에 표준 쌍상강보다 용접이 더 쉽습니다. 용접 2 10 1 의 실제 문제는 용융 풀 점도가 다르기 때문에 습윤성이 약간 떨어지는 것입니다. 이로 인해 운영자는 용접 과정에서 아크 용접을 더 많이 사용하게 됩니다. 이것이 문제입니다. 초합금 용접 재료를 선택하여 보완할 수는 있지만 일치하는 용접 재료를 선택하려는 경우가 많습니다.

2 10 1 에서는 저온 HAZ 와 고온 HAZ 의 미세 조직 간에도 HAZ 상호 작용이 있어 2304, 2205 또는 2507 보다 유리합니다. 2 10 1 테스트 시 니켈 함량이 낮기 때문에 질소 함유, 망간이 많은 다양한 유형의 템퍼링 색상이 생성되어 부식 성능에 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 아크와 용융 풀의 이러한 성분 손실은 질소와 텅스텐의 증발과 퇴적으로 인해 쌍상강 등급 재질에 새로운 문제이므로 이 강의에서는 더 많은 묘사가 있을 것이다. 듀플렉스 스테인레스 강의 용접 특성은 다음과 같습니다.

정상 용액 처리 (1020 C ~1100 C 가열, 수냉) 후 듀플렉스 스테인리스강은 약 50% ~ 60% 의 오스테 나이트와 50% 를 함유하고 있습니다 가열 온도가 높아짐에 따라 2 상 비율의 변화는 뚜렷하지 않다.

듀플렉스 스테인레스 스틸은 저온 충격 인성이 우수합니다. 예를 들어 20mm 두꺼운 판의 측면 샘플은-80 C 에서 충격 흡수 에너지가 100J 이상에 이를 수 있습니다. 대부분의 매체에서는 균일한 부식과 내점식 성능이 양호하지만, 950 C 이하에서 열처리할 때, 그 내응력 부식 성능이 현저히 악화된다는 점에 유의해야 한다. Cr 당량은 Ni 당량보다 적당하기 때문에 고온가열 후 대량의 1 차 오스테 나이트 조직이 남아 냉각 시 2 차 오스테 나이트를 생성할 수 있습니다. 그 결과, 강철의 오스테 나이트 상 총량은 30 ~ 40% 이상이며, 강철의 입계 부식에 대한 내성이 우수합니다.

또한 위에서 설명한 대로 이 강철을 용접할 때 균열 경향이 매우 낮으며 예열 및 용접 후 열처리가 필요하지 않습니다. 모재의 N 함량이 높기 때문에 용접 부근 지역은 단상 철소체 영역을 형성하지 않으며 오스테 나이트 함량은 일반적으로 30% 이상이다. 적용 가능한 용접 방법에는 TIG 용접 및 봉 아크 용접 등이 있습니다. 일반적으로 용접 근처의 입자가 거칠어지는 것을 방지하기 위해 용접 시 가능한 저선 에너지 용접을 사용해야 합니다. 듀플렉스 스테인리스강 용접의 품질에 영향을 미치는 요소는 주로 다음과 같은 측면에 반영됩니다.

질소 함량의 영향

고메스 드 사라자 JM 등은 보호가스 중 다른 N2 함량이 듀플렉스 스테인리스강의 성능에 미치는 영향을 연구했다. 그 결과, 혼합가스에서 N2 분압 PN2 가 증가함에 따라 용접 중 질소의 질량점수 ω(N) 이 빠르게 증가한 후 크게 변하지 않는 것으로 나타났다. 용접 중 철소체 함량 φ (α) 은 ω(N) 이 증가함에 따라 선형으로 감소하지만, 인장 강도 및 신장율에 대한 ω(N) 의 영향은 정반대입니다. 철소체상 함량이 같은 경우 모재의 인장 강도와 신장률이 용접보다 높다. 이것은 미세 구조의 차이 때문입니다. 듀플렉스 스테인리스강 용접 금속의 N 함량을 높이면 접합부의 충격 인성이 높아진다. 이는 용접 금속의 플루토늄 함량이 높아져 Cr2N 의 석출이 줄어들기 때문이다.

열 입력 효과

용접 영역과 달리 용접 중 열 영향 영역의 ω(N) 은 변경되지 않고 모재의 ω(N) 이므로 현재 조직 및 성능에 영향을 미치는 주요 요인은 용접 중 열 입력입니다. 문헌에 따르면 용접할 때 적절한 선 에너지를 선택해야 한다. 용접 시 열 입력이 너무 크면 용접 열 영향 영역의 범위가 커지고, 김상 조직이 굵고 무질서하게 되어 바삭해지며, 주로 용접 접합부의 가소성 지수가 떨어지는 것으로 나타납니다. (데이비드 아셀, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 용접명언) 용접 열 입력이 너무 작으면 조직 경화와 균열이 발생하기 쉬우며 열 영향 영역에 대한 충격 인성도 불리하다. 또한 냉각 속도에 영향을 주는 모든 요소는 시트 두께 및 접합 형태와 같은 HAZ 의 충격 인성에 영향을 줍니다.

σ 상취화

외국 문헌은 2 차 가열이 쌍상 스테인리스강과 용접 금속의 텅스텐을 바삭하게 만드는 것을 소개했다. 모재와 용접 금속의 재가열 과정에서, 은 상에 의해 작은 2 차 오스테 나이트 γ * 을 형성한 다음, 시그마상을 석출한다. 그 결과, 바삭한 균열은 플루토늄과 기체와 플루토늄의 인터페이스에서 발생한다는 것을 알 수 있다. 모재 단절에 대한 관찰에 따르면, 플루토늄 주변 지역에 인소가 있고, 대량의 플루토늄 상봉이 넓어 인성을 낮추는 것으로 나타났다. 그러나 용접에서, 플루토늄 상구는 작고, 단구는 여전히 바삭하게 부러진다. 소량의 플루토늄이 생성되는 한 용접 금속의 인성이 떨어진다. 따라서 용접 금속에서 텅스텐의 바삭한 경향은 모재보다 훨씬 크다.

수소가 균열을 일으키다

듀플렉스 스테인리스강 용접 접합부의 수소 바삭함은 보통 플루토늄상에서 발생하며, 용접 과정에서 최고 온도가 높아지면서 수소 바삭 민감성이 높아진다. 현미조직의 변화는 피크 온도가 높아지고, 플루토늄 함량이 감소하고, 플루토늄 함량이 증가하고, 알파 결정계와 내부에서 석출된 Cr2N 수가 늘어나면 수소 바삭이 발생하기 쉽다는 것이다.

응력 부식 균열

모재와 용접 금속의 균열은 모두 플루토늄/플루토늄 인터페이스의 한쪽에서 시작되어 플루토늄 상에서 확장됩니다. 오스테 나이트 (γ) 는 고유의 저 수소 취성 민감성으로 인해 균열 성장을 예방할 수 있습니다. DSS 에는 일정량의 오스테 나이트가 포함되어 있기 때문에 응력 부식 균열 경향이 적습니다.

점식 문제

내점식성은 쌍상 스테인리스강의 중요한 특성으로, 화학 성분과 현미조직과 밀접한 관련이 있다. 점식은 일반적으로 플루토늄/플루토늄 인터페이스에서 발생하므로, 은 () 과 () 상 사이에 있는 () 상으로 여겨진다. 이것은 γ * 상 Cr 함량이 γ 상 이하라는 것을 의미합니다. γ * 상 성분은 γ 상 (γ * 상) 의 Cr 및 Mo 함량이 초기 γ 상 (γ 상) 보다 낮기 때문에 γ 상 (γ 상) 상 (γ 상) 과 다르다. 추가 연구에 따르면 질소량이 낮은 강철의 점식 전위는 냉각 속도에 민감하다. 따라서 낮은 N 함량의 듀플렉스 스테인리스강을 용접할 때 냉각 속도에 대한 제어 요구 사항이 더욱 엄격해집니다. 듀플렉스 스테인리스강 용접 과정에서 용접 선 에너지를 합리적으로 제어하는 것이 고품질 듀플렉스 스테인리스강 커넥터를 얻는 열쇠입니다. 선 에너지가 너무 작으면 용접 금속과 열 영향 구역의 냉각 속도가 너무 빨라서 오스테 나이트가 석출되지 않아 조직의 철소체 상 함량이 증가합니다. 라인 에너지가 너무 크면 조직에 충분한 오스테 나이트가 형성 될 수 있지만 페라이트 결정립 성장 및 열 영향 영역 σ-과 같은 유해한 상 석출도 발생할 수 있습니다. 일반적으로 용접봉 금속 아크 용접 (SMAW), 가스 아르곤 아크 용접 (GTAW), 약심 용접사 아크 용접 (FCAW), 플라즈마 아크 용접 (PAW) 등의 용접 방법을 사용하여 듀플렉스 스테인리스강을 용접할 수 있으며 용접 전에 예열 조치가 필요하지 않습니다. 1 합금 원소 및 냉각 속도

실험과 이론적 계산에 따르면 임계 영역 가열 후 쌍상 조직을 얻는 데 필요한 임계 냉각 속도는 강철의 플루토늄 함량과 어느 정도 관련이 있다. 루트 강철의 합금 원소를 통해 쌍상 조직을 얻는 데 필요한 임계 냉각 속도를 추정할 수 있으며 쌍상 강철 제품을 열처리할 때 적절한 냉각 방법을 선택할 수 있는 근거를 제공합니다.

강철의 화학 성분이 일정할 때 쌍상 조직을 보장하는 전제 하에 냉각 속도는 가능한 한 낮아야 하며, 철소체의 탄소가 오스테 나이트로 확산될 수 있는 충분한 시간이 있어야 쌍상 강철의 항복 강도를 낮추고 소성을 높일 수 있다. 강철의 합금 원소 함량이 4 이면 임계 냉각 속도가 너무 높고, 냉각 후 철소체에 고용액 탄소가 함유되어 있어 성능이 우수한 쌍상강을 얻는 데 도움이 되지 않는다. 이때 강철의 화학성분을 바꾸고, 강철의 합금 원소 함량을 증가시켜 임계 냉각 속도를 낮추거나, 쌍상강 생산 과정에서 보충 템퍼링 공정을 늘려 철소체의 용해탄소를 줄이고 쌍상강의 성능을 높여야 한다. 강철에 강한 탄화물 형성 원소가 포함되어 있는 경우 임계 냉각 속도를 추정할 때 임계 영역 가열 중 오스테 나이트 형성에 미치는 담금질성과 유익한 영향을 고려해야 합니다. V 와 Ti 의 탄화물 입자는 상계면의 못 박는 작용을 통해 오스테 나이트의 담금질성을 높이고 임계 냉각 속도를 낮춘다.

2 단계 냉각 공정

강철의 합금 원소 함량이 낮을 때 냉각 속도가 느릴 때 철소체 주광체 조직을 얻을 수 있다. 냉각 속도가 빠르면 철소체에 남아 있는 고탄소가 높아 항복 강도를 낮추고 소성을 높이는 데 도움이 되지 않는다. 쌍상강의 성능은 임계 난방 온도에서 일정 온도로 천천히 식힌 다음 빠르게 냉각되는 2 단계 냉각으로 개선할 수 있습니다. 느린 냉각은 철소체의 탄소를 변하지 않은 오스테 나이트로 농축시킬 수 있다. 빠른 냉각은 변하지 않은 오스테 나이트의 등온 분해를 방지하고 필요한 쌍상 조직과 성능을 보장합니다. 예를 들어 0.08%C- 1.4%Mn 강, 800 C 에서 수냉식으로 가열된 후의 기계적 성질은 σ0.2 = 365 MPa, σb=700MPa, σ0.2/σb=0.52, eu= 18%, et = 2/kloc-입니다 2 단계 냉각 공정을 사용하면 800 ℃에 있습니다. 가열 후, 600 ℃까지 공냉식; , 다음 물 냉각, 성능: σ0.2=280MPa, σb=600MPa, σ0.2/σb=0.47, eu=2 1%, et = 29 두 단락의 냉각은 쌍상강의 항복 강도를 낮추고 그 연성을 향상시켰다.

열간 압연 후 2 상 강판의 코일 온도에 미치는 영향

지정된 강철 성분의 경우 임계 영역 가열 중 오스테 나이트의 담금질성은 열간 압연 후 고온 코일로 수정할 수 있습니다. 고온 코 일러는 두 번째 그룹 (펄라이트 또는 베이 나이트) 의 탄소, 망간 및 기타 합금 원소를 상당히 풍부하게 할 수 있습니다. 후속 임계 영역 처리는 쌍상강의 종합 성능을 높이는 데 도움이 된다. 0.049% c-1.99% Mn-0.028% al-0.0019% n 강의 시험 결과를 예로 들면 두 가지 공정 과정이 사용됩니다. 하나는 일반제입니다 → 오일은 600 ℃로 냉각됩니다. 코 일러 → 드라이어는 실온으로 냉각됩니다 → 냉간 압연 70%→ 연속 어닐링. 두 가지 코 일러 프로세스의 탄소 및 망간 분포에 대한 분석 결과에 따르면 고온 코 일러는 탄소 및 망간을 제 2 상에서 크게 농축 할 수 있으며 일반 압연 공정에서는 망간이 농축되지 않는 경향이 있음을 보여줍니다.

관련 공장의 열처리 쌍상강 생산에 고온 코일 링 기술을 사용하여 후속 임계 영역 처리에서 저합금 함량 강철의 담금질성을 보정하고 열처리 쌍상강의 항복 강도를 낮추며 연성을 개선했습니다. 얻은 열처리 쌍상 강판의 종합 성능은 양호하고, 판재의 각 부분의 성능은 균일하며, 종횡 성능은 일치한다. 예를 들어 0.09% c-0.44 si-1.54% Mn-0.023% al 강의 경우. 1. 위상 비율을 제어해야 합니다. 가장 적합한 비율은 철소체상과 오스테 나이트가 반으로 만나는 것으로, 1 상 수는 최대 65% 를 초과할 수 없어 최적의 종합 성능을 보장할 수 있다. 두 단계의 비율이 불균형하면 (예: 철소체상 과다) 용접 열 영향 영역은 단상 철소체를 형성하기 쉬우며, 일부 매체에서는 응력 부식 균열에 민감하다.

2. 쌍상 스테인리스강의 조직 변화 법칙을 파악하고 각종 강철의 TTT 와 CCT 전환 곡선에 익숙한 것은 쌍상 스테인리스강 열처리와 열성형 공정 제정을 올바르게 지도하는 관건이다. 쌍상 스테인리스강의 바삭한 단계의 석출은 오스테 나이트 스테인리스강보다 훨씬 민감하다.

3. 듀플렉스 스테인레스 스틸의 연속 사용 온도 범위는-50 ~ 250 C 이며 하한은 강철의 연성 취성 전이 온도에 따라 다르며 상한선은 취성에 의해 475 C 로 제한되며 상한선은 300 C 를 초과할 수 없습니다.

4. 듀플렉스 스테인리스강 용액 처리 후 빠른 냉각이 필요합니다. 느린 냉각은 바삭한 상석출로 이어질 수 있으며, 이로 인해 인성 감소, 특히 강철의 국부 내식성이 떨어집니다.

5. 고 크롬 몰리브덴 듀플렉스 스테인레스 스틸 열간 가공 및 열 성형의 하한 온도는 950℃ 이상이어야하며, 슈퍼 듀플렉스 스테인레스 스틸은 980℃ 이상이어야하며, 저 크롬 몰리브덴 듀플렉스 스테인레스 스틸은 처리 중 취성 상 석출로 인한 표면 균열을 피하기 위해 900℃ 이상이어야한다.

6. 오스테 나이트 계 스테인레스 스틸에서 일반적으로 사용되는 650-800℃ 응력 제거 처리는 사용할 수 없으며 일반적으로 용액 어닐링 처리가 사용됩니다. 저합금강 표면에 쌍상 스테인리스강을 용접한 후 600-650 C 에서 전체 탈응력 처리를 해야 할 때는 바삭한 석출로 인한 인성과 내식성, 특히 국부 내식성 저하를 고려해야 합니다. 온도 범위 내의 가열 시간을 최대한 줄여야 합니다. 저합금강과 쌍상 스테인리스강 복합판의 열처리도 같은 방식으로 고려해야 한다.

7. 듀플렉스 스테인리스강의 용접 규칙에 익숙해야 합니다. 모든 오스테 나이트 스테인리스강을 용접에 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 듀플렉스 스테인레스 스틸 장비의 안전한 사용 여부는 강철의 용접 공정을 정확하게 파악하는 것과 관련이 있으며, 일부 장비의 고장은 종종 용접과 관련이 있습니다. 관건은 선 에너지와 층간 온도 조절이며 용접 재료의 올바른 선택도 중요하다. 용접 조인트 (용접 금속 및 용접 열 영향 영역) 의 두 가지 비교, 특히 용접 열 영향 영역에서 필요한 오스테 나이트 양을 유지하는 것이 용접 조인트의 성능을 모재와 동일하게 유지하는 데 중요합니다.

8. 서로 다른 부식 환경에서 듀플렉스 스테인리스강을 선택할 때 강철의 내식성은 항상 상대적이라는 점에 유의해야 한다. 듀플렉스 스테인리스강은 국부 부식에 대한 내성이 좋지만 듀플렉스 스테인리스강의 경우 온도, 압력, 미디어 농도, pH 값 등 적절한 미디어 조건 범위도 있으므로 신중하게 선택해야 합니다. 문헌 및 매뉴얼에서 얻은 많은 데이터는 프로젝트의 실제 상황과 다른 실험실 부식 테스트의 결과입니다. 따라서 재료 선택에주의를 기울여야하며 필요한 경우 실제 매체의 부식 테스트, 현장 조건에서의 서스펜션 테스트 및 시뮬레이션 장치 테스트가 필요합니다.