Hvernig stjórnar rúmmálshlutfalli frumferríts í 316L hitaslíðurslöngum eftir háan-hita (1.150 gráður) lausnarglæðingu stjórn á storknun sprungunæmis meðan á endalokasuðu stendur

Ferrítglugginn fyrir suðuhæfni austenítískra ryðfríu stáli

Rúmmálshlutfall aðal delta ferríts sem haldið hefur verið eftir eftir lausnarglæðingu við 1.150 gráður (hærra en 1.040-1.080 gráður sem venjulega eru tilgreindar) stjórnar beint næminu fyrir storknunarsprungum við sjálfgenga gas wolframbogsuðu (GTAW) á 316L rafsuðu lokuðu loki úr rafsuðu, hitafríu stáli sem krafist er. Ferrítinnihald í 316L er um það bil 3-8% (fer eftir efnafræði) við algengt hitastig fyrir lausnarglæðingu (1.040-1.080 gráður). Hins vegar, lausnarglæðing við 1150 gráður (oft notuð til að leysa alfarið upp karbíð eða til að grófa korn fyrir skriðþol) færir fasajafnvægið í átt að austeníti við hærra hitastig, sem gefur ferrít rúmmálshlutfallið 0-3% við kælingu. Sýnt var fram á að við suðu storknar suðumálmur með ferrítstyrk minni en 2-3% í fullkomlega austenítískum ham sem er sérstaklega viðkvæmur fyrir heitsprungum vegna aðskilnaðar lágbræðslumarka óhreininda (P, S, Si) í kornamörk. Mikilvægur ferrítþröskuldur fyrir sprungulausa suðu er 3-8% ferrít í suðumálmi (4-10% ferrít í grunnmálmi fyrir sjálfsuðu). Í þessari grein eru tengslin milli hitastigs við glæðingu lausnar, rúmmálshlutfalls ferríts og næmi fyrir heitsprungu suðu magngreind.

Vélbúnaður ferrítstýrðrar storknunarsprungu

316L Fyrsti áfanginn sem þróast úr vökvanum við storknun 316L suðumálms verður delta ferrít ef samsetningin er innan ferrít-austenítsviðs Schaeffler skýringarmyndarinnar. Leysni óhreininda (P, S, Si) í ferrítfasanum er meiri en í austenítinu. Við storknun skiptast þessi óhreinindi í ferrítið og hindra framleiðslu á lágum-bræðslu-vökvafilmum við austenítkornamörkin. Magn ferríts sem er eftir við stofuhita (venjulega 3-8%) gefur til kynna að storknun hafi átt sér stað í ferrít-austenítham (FA ham), sem er sprunguþolinn. Ef ferrítstyrkurinn er minni en 2-3% fer storknunin áfram í austenítham (A ham). Í þessum ham myndast austenít dendrítar beint úr vökvanum og óhreinindi safnast saman í þau svæði sem síðast storkna og mynda vökvafilmur sem splundrast við hitasamdráttarálag.

Mælt tengsl milli hitastigs við útgræðslu lausnar, ferríts og suðusprungna

Eftirfarandi ferrítinnihald og sprungutíðni kemur í ljós með stýrðri lausnarglæðingu á 316L slöngum (0,02%C, 11,5% Ni, 2,2% Mo, jafnvægi dæmigert) við mörg hitastig, fylgt eftir með sjálfgena GTAW (engin fylliefni, hitainntak 0,5 kJ/mm) og þverbeygjuprófun.

Lausn Hitastig (gráða) Grunnmálmur ferrít rúmmálshlutfall (%) (ferritescope) Weld Metal Ferrite rúmmálshlutfall (%) (eiginlegt) Storknunarhamur Heitt sprungutíðni (% sjónræn við 10x) Soðið endalokaþjónusta 1.400<0.1 <0.1 A (austenitic) >80% No 1,150 0-1 0-1 A (austenitic) 50-80% No 1,120 1-2 0.5-1.5 A (austenitic) 30-60% No 1,100 2-3 1-2 AF (austenite-ferrite) 15-30% Marginal 1,{{12} 1,060 4-6 3-5 FA 2-8% Já 1,040 5-8 4-6 FA 1-5% Já (best) 1,020 6-10 5-8 FA<2%Yes (but sigma risk) 980 8-12 7-10 FA <2% Yes (but carbide risk)
Hlutverk níóbíns og annarra Austeníta stöðugleika

Innihald austenít-stöðugleikaþátta (Ni, N, C, Cu) færir ferrítinnihaldið niður á við við tiltekið glæðingarhitastig.

Alloy Ni (wt%) N (wt%) Ferrite @ 1,040 °C (%) Ferrite @ 1,100 °C (%)Recommended Max Annealing Temp for >3% suðuferrít 316L (lágt Ni) 10.0-10.5 0.04-0.06 6-10 3-5 1,100 gráður 316L (venjulegt) 10.5-11.0 0.06-0.08 5-8 2-4 1,080 gráður 316L (hátt Ni) 11.0-11.5 0.08-0.10 4-6 1-3 1,060 gráður 316L (mjög hátt Ni) 11.5-12.0 0.10-0.12 3-5 0-2 1,040 gráður 347 (Nb-{1.0}}stöðugt{1,0 9 (Nb-{1.0) 5-8 2-5 1,080 gráðu hagnýtar ráðleggingar fyrir soðið hitaraframleiðslu

316L hitaslíður sem þarfnast endaloksuðu skulu uppfylla eftirfarandi kröfur um lausnarglæðingu og ferrít.

Æskilegt suðuheilleikastig Lágmarks suðumálmsferrít fyrir sprungu-Frjáls suðu (%) Lausn Hitastigssvið (gráða) grunnmálmsferrítmarkmið (%) Staðfestingaraðferð
Lágt (þurr þjónusta, ekki mikilvægt)2 1,060-1,080 3-5 Ferritescope<5 %
Venjulegt (vatnsdýfing) 3 1,040-1,060 4-6 Ferritescope 4-8%
High (pressurised, corrosive) 4 1,020-1,040 5-8 Ferritescope >5% + WPS hæfi
Mikilvægt (kjarnorku, háþrýstingur) 5 1,000-1,020 6-10 Full suðuaðferð
Ferrít og suðuhæfni sannprófun

Buyers that need weldable 316L sheath tubing can verify this in two ways. The first is ferritescope measurement on the base metal in the as-received condition. GTAW standard: >4% ferrite in base metal (weld metal ferrite >3%). Annað er suðupróf: framleiðið sjálfgena GTAW suðu á sýnisrör, þversnið, pússað, etsið og greint með tilliti til ör-sprungna. Samþykkisskilyrði Engin beinbrot við 200× stækkun

Niðurstaða: Forskrift um hitastig lausnar fyrir soðanlegt 316L

Fyrir 316L hitari slíður úr ryðfríu stáli sem krefjast sprungulausar -endalokasuðu, ætti að stjórna hitastigi lausnarinnar til að viðhalda rúmmálshlutfalli grunnmálmferríts upp á 4-8%, sem framleiðir suðumálmsferrít upp á 3-6% og tryggir FA (ferrít-austenít) storknun. Þetta ferrítsvið er framleitt með lausnarglæðingu við venjulega 1.040-1.080 gráður. Glæðing við 1.100 gráður og yfir leiðir til<2-3% ferrite, resulting in full austenitic solidification. Hot cracking rates are 30-60%. The fabrication of the welded heater is carried out with 316L sheaths having annealed tubing and an allowable solution annealing temperature of 1080°C with a minimum base metal ferrite of 4% (by ferritescope). For alloys with higher nickel contents (Ni > 11.5%), a lower annealing temperature (≤1,040°C) may be necessary to retain sufficient ferrite. The framework given here allows the purchasers to set the tube annealing parameters to assure reliable end cap welding by correlating solution annealing temperature with ferrite volume fraction and weld hot cracking susceptibility .