Giriş
Kimya və neft avadanlıqları istehsal edərkən, bahalı nikelə qənaət etmək üçün polad tez-tez nikel və ərintilərə qaynaqlanır.
Qaynaq işlərinin əsas problemləri
Qaynaq zamanı qaynaqdakı əsas komponentlər sonsuz qarşılıqlı həllolma qabiliyyətinə malik olan və metallararası birləşmələr əmələ gətirməyən dəmir və nikeldir. Ümumiyyətlə, qaynaqdakı nikel miqdarı nisbətən yüksəkdir, buna görə də qaynaqlanmış birləşmənin ərimə zonasında diffuziya təbəqəsi əmələ gəlmir. Qaynaqla bağlı əsas problem qaynaqda məsaməlilik və isti çatlar əmələ gətirmə meylidir.
1. Məsaməlilik
Polad və nikel və onun ərintiləri qaynaq zamanı məsaməliliyin əmələ gəlməsinə təsir edən əsas amillər oksigen, nikel və digər ərinti elementləridir.
① Oksigenin təsiri. Qaynaq zamanı maye metal daha çox oksigen həll edə bilər və yüksək temperaturda nikel oksidləşir, NiO əmələ gəlir. NiO maye metaldakı hidrogen və karbonla reaksiyaya girərək su buxarı və karbonmonoksit əmələ gətirir, ərimiş hovuzda bərkiyir, məsələn, qaynaqda qalıq məsamə əmələ gətirir. Saf nikel və Q235-A sualtı qövs qaynağında dəmir və nikel qaynağında azot və hidrogen miqdarı çox dəyişmir, qaynaqdakı oksigen miqdarı nə qədər yüksəkdirsə, qaynaqdakı məsamələrin sayı da bir o qədər çox olur.
2 Nikelin təsiri. Dəmir-nikel qaynağında oksigenin dəmir və nikeldə həllolma qabiliyyəti fərqlidir, maye nikeldə oksigenin həllolma qabiliyyəti maye dəmirdəkindən daha yüksəkdir, bərk nikeldə oksigenin həllolma qabiliyyəti isə bərk dəmirdəkindən daha kiçikdir, buna görə də qəfil dəyişikliyin nikel kristallaşmasında oksigenin həllolma qabiliyyəti qəfil dəyişikliyin dəmir kristallaşmasında olduğundan daha çox nəzərə çarpır. Buna görə də, Ni 15% ~ 30% olduqda qaynaqda məsaməlilik meyli azdır və Ni miqdarı çox olduqda məsaməlilik meyli daha da 60% ~ 90% -ə qədər artır və həll olmuş poladın miqdarı azalmağa məcburdur və beləliklə məsaməlilik əmələ gəlmə meylinin artmasına səbəb olur.
③ Digər ərinti elementlərinin təsiri. Dəmir-nikel qaynağı manqan, xrom, molibden, alüminium, titan və digər ərinti elementlərini ehtiva etdikdə və ya ərinti ilə uyğun olaraq qaynaq məsaməliyini artıra bilər. Bu, manqan, titan və alüminium və s.-nin oksigensizləşdirmə rolunu oynaması, xrom və molibdenin isə bərk metalda qaynaq həllolma qabiliyyətini artırması ilə əlaqədardır. Beləliklə, nikel və 1Cr18Ni9Ti paslanmayan polad nikel və Q235-A polad qaynağına nisbətən məsaməliyi azaldır. Alüminium və titan da sabit birləşmələrdə azotu fiksasiya edə bilər ki, bu da qaynaq məsaməliyini azalda bilər.
2. Termal krekinq
Polad və nikel və onun ərintilərində qaynaqda termal çatlamanın əsas səbəbi, dendritik quruluşa malik yüksək nikel qaynağı səbəbindən, kənarlarında bir sıra aşağı ərimə nöqtəsi olan ko-kristalların cəmləşməsi və beləliklə, dənəciklər arasındakı əlaqəni zəiflətməsi və qaynaq metalının çatlama müqavimətini azaltmasıdır. Bundan əlavə, qaynaq metalının nikel tərkibinin çox yüksək olması qaynaq metalının termal çatlama yaratması üçün dəmir-nikel qaynağına əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir, oksigen, kükürd, fosfor və digər çirklər də qaynaqda termal çatlama meylinə böyük təsir göstərir.
Oksigensiz flüs istifadə edildikdə, qaynaqdakı oksigen, kükürd, fosfor və digər zərərli çirklərin keyfiyyətinin azalması, xüsusən də oksigen miqdarının azalması səbəbindən çatlama miqdarı xeyli azalır. Əridilmiş hovuz kristallaşması səbəbindən oksigen və nikel Ni + NiO evtektikası əmələ gətirə bilər, evtektik temperatur 1438 ℃-dir və oksigen kükürdün zərərli təsirlərini də gücləndirə bilər. Beləliklə, qaynaqdakı oksigen miqdarı yüksək olduqda, termal çatlama meyli daha böyükdür.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb və digər ərinti elementləri qaynaq metalının çatlama müqavimətini artıra bilər. Mn, Cr, Mo, Ti, Nb metamorfik agentdir, qaynaq quruluşunu incələşdirə və onun kristallaşma istiqamətini poza bilər. Al, Ti həmçinin güclü deoksidləşdirici agentdir, qaynaqdakı oksigen miqdarını azalda bilər. Mn S, MnS ilə odadavamlı birləşmələr əmələ gətirə bilər ki, bu da kükürdün zərərli təsirlərini azaldır.
Qaynaqlanmış birləşmələrin mexaniki xüsusiyyətləri
Dəmir-nikel qaynaq birləşmələrinin mexaniki xüsusiyyətləri doldurucu metal materialları və qaynaq parametrləri ilə əlaqədardır. Saf nikel və aşağı karbonlu polad qaynaq edilərkən, qaynaqdakı Ni ekvivalenti 30%-dən az olduqda, qaynağın sürətli soyuması nəticəsində qaynaqda martensit strukturu yaranacaq və bu da birləşmənin plastikliyinin və möhkəmliyinin kəskin şəkildə aşağı düşməsinə səbəb olacaq. Buna görə də, birləşmənin daha yaxşı plastikliyi və möhkəmliyi əldə etmək üçün dəmir-nikel qaynaqdakı Ni ekvivalenti 30%-dən çox olmalıdır.
Yazı vaxtı: 10 Mart 2025