Vistas:67 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2024-12-10 Origen:Sitio
El acero inoxidable dúplex se compone de dos fases, austenita y ferrita. Cuando la proporción de las dos fases es aproximadamente del 50%, el acero inoxidable dúplex combina la excelente tenacidad y soldabilidad del acero inoxidable austenítico con la mayor resistencia y resistencia a la corrosión por tensión de cloruro del acero inoxidable ferrítico, lo que lo hace tener las ventajas del acero inoxidable austenítico y ferrítico. acero.
El acero inoxidable dúplex 2205 es producido por AvestaPolarit de Suecia. El grado comercial es 2205CodePlusTow. Se ha incluido en A240 y A480 de ASTM y ASME. El número UNS es S32205. Pertenece a la segunda generación de acero inoxidable dúplex. 2205CodePlusTow es diferente del mismo acero inoxidable dúplex 2205 con número UNS S31803. Aumenta el límite inferior de contenido de nitrógeno y pasa la prueba de precipitación dañina de fase metálica. 2205CodePlusTow tiene mayor resistencia, resistencia a la corrosión y estabilidad metalúrgica después de la soldadura. Es fácil obtener una estructura bifásica equilibrada en la unión soldada. El alto contenido de nitrógeno inhibe más eficazmente la precipitación de fases metálicas nocivas, lo que resulta muy beneficioso para la soldadura.
El control de la soldadura de acero inoxidable dúplex y la inspección posterior a la soldadura son pasos clave para garantizar la calidad y el rendimiento de la soldadura. En términos de control de soldadura, los parámetros de soldadura como la velocidad, la corriente y el voltaje de soldadura deben controlarse estrictamente para garantizar la estabilidad del proceso de soldadura y la calidad de la soldadura. Al mismo tiempo, también es crucial elegir el método de soldadura y los materiales de soldadura correctos, ya que afectan directamente la resistencia y la resistencia a la corrosión de la unión soldada.
El acero inoxidable dúplex 2205 tiene buena soldabilidad y la sensibilidad a las grietas en frío y en caliente en la soldadura es relativamente baja. Por lo general, no se realiza ningún precalentamiento antes de soldar y no se realiza ningún tratamiento térmico después de soldar. Debido al alto contenido de nitrógeno, la tendencia a la ferritización monofásica de la zona afectada por el calor es relativamente pequeña. Cuando el material de soldadura se selecciona razonablemente y la energía de la línea de soldadura se controla adecuadamente, la junta soldada tiene un buen rendimiento integral.
La sensibilidad a las grietas por calor es mucho menor que la del acero inoxidable austenítico. Esto se debe a que el contenido de níquel no es alto y hay muy pocas impurezas que sean fáciles de formar eutécticos de bajo punto de fusión, y no es fácil producir películas líquidas de bajo punto de fusión. Además, no existe peligro de que los granos crezcan rápidamente a altas temperaturas.
El principal problema de la soldadura de acero inoxidable dúplex no es la soldadura, sino la zona afectada por el calor. Debido a que bajo la acción del ciclo de calor de soldadura, la zona afectada por el calor se encuentra en un estado de no equilibrio de enfriamiento rápido, y siempre se retiene más ferrita después del enfriamiento, aumentando así la tendencia a la corrosión y la sensibilidad al agrietamiento inducido por hidrógeno (fragilidad). ).
El acero inoxidable dúplex contiene aproximadamente un 50 % de ferrita y también tiene una fragilidad de 475 ℃, pero no es tan sensible como el acero inoxidable ferrítico.
Durante el proceso de soldadura de acero inoxidable dúplex, bajo la acción del ciclo térmico, la organización del metal de soldadura y la zona afectada por el calor sufre una serie de cambios. A alta temperatura, la estructura metalográfica de todos los aceros inoxidables dúplex está compuesta de ferrita y la austenita precipita durante el proceso de enfriamiento. La cantidad de precipitación de austenita se ve afectada por muchos factores.
Las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión de las uniones soldadas de acero inoxidable dúplex dependen de si las uniones soldadas pueden mantener una relación de fases adecuada. Por tanto, la soldadura se realiza en torno a cómo asegurar su organización dúplex. Cuando la cantidad de ferrita y austenita es cercana al 50% cada una, el rendimiento es mejor y cercano al rendimiento del material base. Cambiar esta relación reducirá la resistencia a la corrosión y las propiedades mecánicas de las uniones soldadas de acero inoxidable dúplex. El valor óptimo del contenido de ferrita del acero inoxidable dúplex 2205 es del 45%. Un contenido de ferrita demasiado bajo (<25%) conducirá a una disminución de la resistencia y de la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión; Un contenido de ferrita demasiado alto (>75%) también dañará la resistencia a la corrosión y reducirá la tenacidad al impacto.
El equilibrio entre ferrita y austenita en la unión soldada se ve afectado por el contenido de elementos de aleación en el acero, así como por el metal de aportación, el ciclo térmico de soldadura y el gas protector.
Según investigaciones y numerosos ensayos, el contenido de nitrógeno en el metal base es muy importante. El nitrógeno juega un papel importante para garantizar que se forme suficiente austenita en el metal de soldadura y en la zona afectada por el calor después de la soldadura. El nitrógeno, como el níquel, es un elemento que forma y expande la austenita, pero la capacidad del nitrógeno es mucho mayor que la del níquel. A altas temperaturas, la capacidad del nitrógeno para estabilizar la austenita también es mayor que la del níquel, lo que puede prevenir la aparición de ferrita monofásica después de la soldadura y evitar la precipitación de fases metálicas dañinas.
Debido al efecto del ciclo térmico de soldadura, cuando la composición de la soldadura autógena o del metal de aportación es la misma que la del metal base, la cantidad de ferrita en el metal de soldadura aumenta bruscamente e incluso aparece una estructura de ferrita pura. Para suprimir el aumento excesivo de ferrita en la soldadura, la tendencia de soldadura del acero inoxidable dúplex es utilizar un metal de soldadura dominado por austenita. Generalmente, se adoptan dos enfoques: aumentar el níquel o agregar nitrógeno al material de soldadura. Normalmente, el contenido de níquel es entre un 2% y un 4% mayor que el del material original. Por ejemplo, el contenido de níquel del metal de aportación 2205 alcanza entre el 8% y el 10%. Usar materiales de relleno que contengan nitrógeno es mejor que materiales de relleno que solo aumentan el níquel. Ambos elementos pueden aumentar la proporción de fase austenita y estabilizarla, pero agregar nitrógeno no solo puede retrasar la precipitación de fases intermetálicas, sino también mejorar la resistencia y la resistencia a la corrosión del metal de soldadura.
En la actualidad, los materiales de relleno generalmente se basan en aumentar el níquel y luego agregar el equivalente de nitrógeno al contenido del material original.
Para el acero inoxidable dúplex 2205, se utiliza alambre de soldadura Sandvik22.8.3.L (ER2209) para soldadura por arco de gas inerte de tungsteno, y varilla de soldadura Avesta2205AC/DC se utiliza para soldadura por arco para cumplir con los requisitos de los materiales de soldadura. Estas características del acero inoxidable dúplex 2205 y los materiales de soldadura en elementos de aleación proporcionan un cierto rango para la selección de parámetros del proceso de soldadura, es decir, la energía de la línea de soldadura, lo cual es muy beneficioso para la soldadura.
La característica más importante de la soldadura de acero inoxidable dúplex es que el ciclo térmico de soldadura tiene un impacto en la estructura de la junta soldada. Se producirá un cambio de fase tanto en la soldadura como en la zona afectada por el calor, lo que tiene un gran impacto en el rendimiento de la unión soldada. Por lo tanto, la soldadura multicapa y multipasada es beneficiosa. Las soldaduras posteriores tienen un efecto de tratamiento térmico sobre las soldaduras anteriores. La ferrita en el metal de soldadura se transforma aún más en austenita, convirtiéndose en una estructura de dos fases dominada por la austenita; la fase de austenita en la zona afectada por el calor adyacente a la soldadura también aumenta en consecuencia y puede refinar los granos de ferrita, reducir la precipitación de carburos y nitruros de los granos y los límites de los granos, mejorando así significativamente la estructura y el rendimiento de toda la unión soldada. .
Los parámetros del proceso de soldadura, concretamente la energía de la línea de soldadura, también desempeñan un papel clave en el equilibrio de la estructura dúplex. Dado que el acero inoxidable dúplex es 100 % ferrita a alta temperatura, si la energía de la línea es demasiado pequeña, la zona afectada por el calor se enfría rápidamente, la austenita no tiene tiempo de precipitar y el exceso de ferrita se mantendrá subenfriado a temperatura ambiente. Si la energía de la línea es demasiado grande y la velocidad de enfriamiento es demasiado lenta, aunque se puede obtener suficiente austenita, también provocará el crecimiento del grano de ferrita en la zona afectada por el calor y la precipitación de fases metálicas dañinas como la fase σ, provocando fragilidad en las juntas. .
Para evitar la situación anterior, la mejor medida es controlar la energía de la línea de soldadura y la temperatura de la capa intermedia, y utilizar metal de aportación.
Cuando se suelda con gas inerte de tungsteno, se puede agregar un 2% de nitrógeno al gas argón para evitar la pérdida de nitrógeno en la superficie de soldadura debido a la difusión, lo que ayuda a equilibrar la ferrita y la austenita.
El proceso de soldadura normalmente debe especificar el rango de energía de la línea de soldadura y la temperatura más alta de la capa intermedia. Generalmente se recomienda que la energía de la línea sea de 110-215 kJ/mm y que la temperatura de la capa intermedia se controle por debajo de 150 ℃.
Por lo general, no es necesario precalentar. Antes de soldar, si la pieza de trabajo está mojada o la temperatura de la pieza de trabajo es inferior a 5 ℃, se debe precalentar adecuadamente. También hay casos con grandes limitaciones y estructuras de paredes especialmente gruesas. Es beneficioso precalentarlo a 100 ℃. Se deben consultar más detalles sobre el precalentamiento. La llama de oxiacetileno no debe entrar en contacto directo con la superficie del material y no deben aparecer puntos calientes.
