Neljä ruostumattoman teräksen tyyppiä ja seosaineiden rooli:
Ruostumaton teräs voidaan luokitella neljään päätyyppiin: austeniittiseen, martensiittiseen, ferriittiseen ja duplex-ruostumattomaan teräkseen (taulukko 1). Tämä luokitus perustuu ruostumattoman teräksen mikrorakenteeseen huoneenlämpötilassa. Kun vähähiilinen teräs kuumennetaan 1550 °C:seen, sen mikrorakenne muuttuu huoneenlämpöisestä ferriitistä austeniitiksi. Jäähtyessään mikrorakenne muuttuu ferriitiksi. Austeniitti, jota esiintyy korkeissa lämpötiloissa, on ei-magneettinen ja sillä on yleensä pienempi lujuus, mutta parempi sitkeys verrattuna huoneenlämpöiseen ferriittiin.
Kun teräksen kromi (Cr) pitoisuus ylittää 16 %, huoneenlämpötilainen mikrorakenne kiinnittyy ferriittifaasiin, jolloin ferriitti pysyy kaikilla lämpötila-alueilla. Tätä tyyppiä kutsutaan ferriittiseksi ruostumattomaksi teräkseksi. Kun sekä kromi (Cr) pitoisuus on yli 17 % ja nikkeli (Ni) pitoisuus yli 7 %, austeniittifaasista tulee stabiili, jolloin austeniitti pysyy alhaisista lämpötiloista sulamispisteeseen asti.
Austeniittista ruostumatonta terästä kutsutaan tyypillisesti "Cr-N"-tyypiksi, kun taas martensiittisia ja ferriittisiä ruostumattomia teräksiä kutsutaan suoraan "Cr"-tyypeiksi. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut elementit ja täytemetallit voidaan luokitella austeniittia ja ferriittiä muodostaviin elementteihin. Ensisijaisia austeniittia muodostavia alkuaineita ovat Ni, C, Mn ja N, kun taas ensisijaiset ferriittiä muodostavat alkuaineet ovat Cr, Si, Mo ja Nb. Näiden elementtien pitoisuutta säätämällä voidaan hallita ferriitin osuutta hitsiliitoksessa.
Austeniittista ruostumatonta terästä, erityisesti kun se sisältää alle 5 % typpeä (N), on helpompi hitsata ja se tarjoaa paremman hitsauslaadun verrattuna ruostumattomiin teräksiin, joiden N-pitoisuus on pienempi. Austeniittisilla ruostumattoman teräksen hitsausliitoksilla on hyvä lujuus ja sitkeys, mikä usein eliminoi esihitsauksen ja hitsauksen jälkeisen lämpökäsittelyn tarpeen. Ruostumattoman teräksen hitsauksen alalla austeniittisen ruostumattoman teräksen osuus on 80 % kaikesta ruostumattoman teräksen käytöstä, joten se on tämän artikkelin pääpaino.
Kuinka valita oikearuostumattoman teräksen hitsauskulutustarvikkeet, johdot ja elektrodit?
Jos perusmateriaali on sama, ensimmäinen sääntö on "sovittaa perusmateriaalia". Jos esimerkiksi kivihiili liitetään ruostumattomaan teräkseen 310 tai 316, valitse vastaava hiilimateriaali. Kun hitsaat erilaisia materiaaleja, noudata ohjetta valita perusmateriaali, joka sopii korkeaan seosainepitoisuuteen. Esimerkiksi, kun hitsaat ruostumatonta terästä 304 ja 316, valitse 316-tyyppiset hitsausaineet. On kuitenkin myös monia erikoistapauksia, joissa ei noudateta ”jalometallin yhteensopivuuden” periaatetta. Tässä skenaariossa on suositeltavaa "katsoa hitsaustarvikkeiden valintataulukkoa". Esimerkiksi tyypin 304 ruostumaton teräs on yleisin perusmateriaali, mutta tyypin 304 hitsauspuikkoa ei ole.
Jos hitsausmateriaalin on vastattava perusmetallia, kuinka valita hitsausmateriaali ruostumattoman 304-teräslangan ja -elektrodin hitsaukseen?
Kun hitsaat ruostumatonta terästä 304, käytä tyypin 308 hitsaustarvikkeita, koska ruostumattoman teräksen 308 lisäelementit voivat vakauttaa hitsausalueen paremmin. 308L on myös hyväksyttävä valinta. L tarkoittaa alhaista hiilipitoisuutta, 3XXL ruostumaton teräs tarkoittaa 0,03 % hiilipitoisuutta, kun taas standardi 3XX ruostumaton teräs voi sisältää jopa 0,08 % hiilipitoisuutta. Koska L-tyypin hitsausaineet kuuluvat samaan luokkaan kuin muut kuin L-tyypin hitsausaineet, valmistajien tulisi harkita L-tyypin hitsausaineiden käyttöä erikseen, koska niiden alhainen hiilipitoisuus voi vähentää rakeiden välisen korroosion taipumusta. Itse asiassa kirjoittaja uskoo, että jos valmistajat haluavat päivittää tuotteitaan, L-muotoisia keltaisia materiaaleja käytetään laajemmin. GMAW-hitsausmenetelmiä käyttävät valmistajat harkitsevat myös 3XXSi-tyypin ruostumattoman teräksen käyttöä, koska SI voi parantaa kostuvia ja vuotavia osia. Tapauksessa, jossa hiilipalalla on korkeampi huippu tai hitsausaltaan liitos on huono kulmahitaan sauman tai kiertohitsauksen hitsauskärjessä, S:tä sisältävän kaasusuojatun hitsauslangan käyttö voi kostuttaa hiilisauman ja parantaa laskeutumisnopeutta .
Postitusaika: 26.9.2023