Roestvrij staalROESTVRIJ staal is de afkorting van roestvrij zuurbestendig staal, en staalsoorten die bestand zijn tegen zwakke corrosieve media zoals lucht, stoom en water, of die roestvrije eigenschappen bezitten, worden roestvrij staal genoemd.
De term "roestvrij staal"Roestvrij staal" verwijst niet simpelweg naar één soort roestvrij staal, maar naar meer dan honderd soorten industrieel roestvrij staal, die elk goede prestaties leveren in hun specifieke toepassingsgebied.
Ze bevatten allemaal 17 tot 22% chroom, en betere staalsoorten bevatten ook nikkel. Door molybdeen toe te voegen kan de weerstand tegen atmosferische corrosie verder worden verbeterd, met name de weerstand tegen corrosie in chloridehoudende atmosferen.
I. Classificatie van roestvrij staal
1. Wat is roestvrij staal en zuurbestendig staal?
Antwoord: Roestvrij staal is de afkorting van roestvrij zuurbestendig staal, dat bestand is tegen zwakke corrosieve media zoals lucht, stoom en water. Gecorrodeerde staalsoorten worden zuurbestendig staal genoemd.
Door het verschil in chemische samenstelling is hun corrosiebestendigheid verschillend. Gewoon roestvrij staal is over het algemeen niet bestand tegen corrosie door chemische media, terwijl zuurbestendig staal doorgaans wel roestvrij is.
2. Hoe classificeer je roestvrij staal?
Antwoord: Afhankelijk van de structuur kan het worden onderverdeeld in martensitisch staal, ferritisch staal, austenitisch staal, austenitisch-ferritisch (duplex) roestvast staal en precipitatiegehard roestvast staal.
(1) Martensitisch staal: hoge sterkte, maar slechte plasticiteit en lasbaarheid.
De meest gebruikte soorten martensitisch roestvast staal zijn 1Cr13, 3Cr13, enz. Vanwege het hoge koolstofgehalte hebben ze een hoge sterkte, hardheid en slijtvastheid, maar de corrosiebestendigheid is iets minder. Ze worden gebruikt voor toepassingen waarbij hoge mechanische eigenschappen en corrosiebestendigheid vereist zijn, zoals veren, stoomturbinebladen, hydraulische perskleppen, enz.
Dit type staal wordt gebruikt na afschrikken en temperen, en na smeden en stempelen is gloeien vereist.
(2) Ferritisch staal: 15% tot 30% chroom. De corrosiebestendigheid, taaiheid en lasbaarheid nemen toe met het toenemende chroomgehalte, en de weerstand tegen chloride-spanningscorrosie is beter dan die van andere soorten roestvast staal, zoals Cr17, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti, Cr28, enz.
Door het hoge chroomgehalte is de corrosie- en oxidatiebestendigheid relatief goed, maar de mechanische eigenschappen en verwerkbaarheid zijn slecht. Het wordt voornamelijk gebruikt voor zuurbestendige constructies met weinig belasting en als anti-oxidatiestaal.
Dit type staal is bestand tegen corrosie door de atmosfeer, salpeterzuur en zoutoplossingen, en heeft de eigenschappen van een goede oxidatieweerstand bij hoge temperaturen en een lage thermische uitzettingscoëfficiënt. Het wordt gebruikt in apparatuur voor salpeterzuur- en voedingsmiddelenfabrieken, en kan ook worden gebruikt voor onderdelen die bij hoge temperaturen werken, zoals onderdelen van gasturbines, enz.
(3) Austenitisch staal: Het bevat meer dan 18% chroom en daarnaast ongeveer 8% nikkel en een kleine hoeveelheid molybdeen, titanium, stikstof en andere elementen. Goede algemene prestaties, bestand tegen corrosie door diverse media.
Over het algemeen wordt een oplossingsbehandeling toegepast, dat wil zeggen dat het staal wordt verhit tot 1050-1150 °C en vervolgens wordt afgekoeld met water of lucht om een eenfasige austenietstructuur te verkrijgen.
(4) Austenitisch-ferritisch (duplex) roestvrij staal: Dit heeft de voordelen van zowel austenitisch als ferritisch roestvrij staal en is superplastic. Austeniet en ferriet vormen elk ongeveer de helft van het roestvrij staal.
Bij een laag koolstofgehalte ligt het chroomgehalte tussen de 18% en 28%, en het nikkelgehalte tussen de 3% en 10%. Sommige staalsoorten bevatten ook legeringselementen zoals molybdeen, koper, silicium, niobium, titanium en stikstof.
Dit type staal heeft de eigenschappen van zowel austenitisch als ferritisch roestvast staal. In vergelijking met ferriet heeft het een hogere plasticiteit en taaiheid, geen brosheid bij kamertemperatuur, een aanzienlijk verbeterde weerstand tegen interkristallijne corrosie en betere lasprestaties, terwijl het de brosheid van ijzer behoudt. Roestvast staal wordt bros bij 475 °C, heeft een hoge thermische geleidbaarheid en vertoont superplasticiteit.
Vergeleken met austenitisch roestvast staal heeft het een hoge sterkte en een aanzienlijk verbeterde weerstand tegen intergranulaire corrosie en chloride-spanningscorrosie. Duplex roestvast staal heeft een uitstekende weerstand tegen putcorrosie en is bovendien een nikkelbesparend roestvast staal.
(5) Neerslaggehard roestvrij staal: de matrix bestaat uit austeniet of martensiet, en de meest gebruikte soorten neerslaggehard roestvrij staal zijn O4Cr13Ni8Mo2Al enzovoort. Het is een roestvrij staal dat gehard (versterkt) kan worden door neerslagharding (ook wel verouderingsharding genoemd).
Op basis van de samenstelling wordt het onderverdeeld in chroomroestvrij staal, chroom-nikkelroestvrij staal en chroom-mangaan-stikstofroestvrij staal.
(1) Chroomroestvrij staal heeft een zekere corrosiebestendigheid (tegen oxiderende zuren, organische zuren en cavitatie), hittebestendigheid en slijtvastheid en wordt over het algemeen gebruikt als materiaal voor apparatuur in energiecentrales, de chemische industrie en de aardolie-industrie. De lasbaarheid is echter slecht en er moet aandacht worden besteed aan het lasproces en de warmtebehandelingsomstandigheden.
(2) Tijdens het lassen wordt chroom-nikkelroestvast staal herhaaldelijk verhit, waardoor carbiden neerslaan, wat de corrosiebestendigheid en de mechanische eigenschappen zal verminderen.
(3) De sterkte, ductiliteit, taaiheid, vervormbaarheid, lasbaarheid, slijtvastheid en corrosiebestendigheid van chroom-mangaanroestvast staal zijn goed.
II. Moeilijke problemen bij het lassen van roestvrij staal en een inleiding tot het gebruik van materialen en apparatuur.
1. Waarom is het lassen van roestvrij staal moeilijk?
Antwoord: (1) Roestvrij staal is relatief sterk hittegevoelig en de verblijftijd in het temperatuurbereik van 450-850 °C is iets langer, waardoor de corrosiebestendigheid van de las en de warmtebeïnvloede zone aanzienlijk wordt verminderd;
(2) vatbaar voor thermische scheuren;
(3) Slechte bescherming en ernstige oxidatie bij hoge temperaturen;
(4) De lineaire uitzettingscoëfficiënt is groot, waardoor er gemakkelijk grote lasvervormingen kunnen ontstaan.
2. Welke effectieve technologische maatregelen kunnen worden genomen voor het lassen van austenitisch roestvast staal?
Antwoord: (1) Kies lasmaterialen strikt op basis van de chemische samenstelling van het basismetaal;
(2) Snel lassen met een lage stroomsterkte en een lage lijnenergie vermindert de warmte-inbreng;
(3) Dunne lasdraad, lasstaaf, geen zwenking, meerlaags meerpasslassen;
(4) Geforceerde koeling van de lasnaad en de warmtebeïnvloede zone om de verblijftijd bij 450-850°C te verkorten;
(5) Argonbescherming aan de achterzijde van de TIG-las;
(6) De lassen die in contact komen met het corrosieve medium worden uiteindelijk gelast;
(7) Passiveringsbehandeling van de lasnaad en de warmtebeïnvloede zone.
3. Waarom zouden we lasdraad en elektroden uit de 25-13-serie kiezen voor het lassen van austenitisch roestvast staal, koolstofstaal en laaggelegeerd staal (het lassen van ongelijksoortige staalsoorten)?
Antwoord: Bij het lassen van ongelijksoortige staalverbindingen tussen austenitisch roestvast staal en koolstofstaal en laaggelegeerd staal, moet voor het lasmetaal lasdraad van de 25-13-serie (309, 309L) en lasstaven (Austenitisch 312, Austenitisch 307, enz.) worden gebruikt.
Als andere lasmaterialen voor roestvrij staal worden gebruikt, zullen er martensitische structuren en koudscheuren ontstaan op de smeltlijn aan de zijde van koolstofstaal en laaggelegeerd staal.
4. Waarom wordt bij het lassen van massieve roestvrijstalen lasdraden 98% Ar + 2% O2 als beschermgas gebruikt?
Antwoord: Bij MIG-lassen van massief roestvrijstalen draad is de oppervlaktespanning van het smeltbad hoog als er puur argon als beschermgas wordt gebruikt. Hierdoor ontstaat een slecht gevormde lasnaad met een bultvorm. Door 1 tot 2% zuurstof toe te voegen, kan de oppervlaktespanning van het smeltbad worden verlaagd, waardoor de lasnaad glad en mooi wordt.
5. Waarom wordt het oppervlak van massief roestvrijstalen MIG-lasdraad zwart? Hoe kan dit probleem worden opgelost?
Antwoord: De MIG-lassnelheid van massief roestvrijstalen lasdraad is relatief hoog (30-60 cm/min). Wanneer de beschermgasmond het smeltbad bereikt, bevindt de lasnaad zich nog in een gloeiendhete toestand, waardoor deze gemakkelijk oxideert door de lucht en er oxiden op het oppervlak ontstaan. De lasnaad wordt zwart. Door middel van beitsen en passiveren kan deze zwarte laag worden verwijderd en de oorspronkelijke oppervlaktekleur van het roestvrij staal worden hersteld.
6. Waarom is een gepulseerde stroomvoorziening nodig voor het lassen van massief roestvrijstalen lasdraad om een vloeiende overgang en spatvrij lassen te bereiken?
Antwoord: Bij MIG-lassen met massieve roestvrijstalen draad (φ1.2 lasdraad) kan een straalvorming plaatsvinden wanneer de stroomsterkte I ≥ 260 ~ 280 A; bij een lagere stroomsterkte treedt een druppelvorming op, waarbij veel spatten ontstaan. Dit wordt over het algemeen afgeraden.
Alleen door gebruik te maken van een MIG-voeding met pulsfunctie kan de pulsdruppelgrootte variëren van klein naar groot (kies de minimale of maximale waarde afhankelijk van de draaddiameter), waardoor spatvrij lassen mogelijk is.
7. Waarom wordt de gevulde roestvrijstalen lasdraad beschermd door CO2-gas in plaats van door een gepulseerde stroomvoorziening?
Antwoord: De momenteel gangbare gevulde roestvrijstalen lasdraad (zoals 308, 309, enz.) heeft een fluxformule die is ontwikkeld op basis van de chemisch-metallurgische reactie tijdens het lassen onder bescherming van CO2-gas. Daarom is een pulsbooglasvoeding over het algemeen niet nodig (pulsbooglassen vereist doorgaans een menggas). Als u echter de druppelovergang wilt versnellen, kunt u ook een pulsboogvoeding of een conventionele gasbeschermde lasmethode met menggas gebruiken.
Geplaatst op: 24 maart 2023