Inngangur
Við framleiðslu á efna- og jarðolíubúnaði er stál oft soðið við nikkel og málmblöndur til að spara dýrt nikkel.
Helstu vandamálin við suðu
Við suðu eru helstu efnisþættirnir í suðunni járn og nikkel, sem eru óendanlega leysanleg og mynda ekki millimálmasambönd. Almennt er nikkelinnihaldið í suðunni tiltölulega hátt, þannig að í samsuðusvæði suðusamskeytsins myndast ekkert dreifilag. Helsta vandamálið við suðu er tilhneigingin til að mynda gegndræpi og heitar sprungur í suðunni.
1. Götótt
Þegar stál, nikkel og málmblöndur þess eru suðaðar eru helstu þættirnir sem hafa áhrif á myndun gegndræpis í suðunni súrefni, nikkel og önnur málmblönduefni.
① Áhrif súrefnis. Við suðu getur fljótandi málmur leyst upp meira súrefni og oxun nikkels við hátt hitastig veldur myndun NiO. NiO getur hvarfast við vetni og kolefni í fljótandi málminum og myndað vatnsgufu og kolmónoxíð í bráðnu vatni. Þetta storknar svo of seint og leifar myndast í suðunni og mynda poru. Í hreinum nikkel og Q235-A kafibogasuðu á járni og nikkel breytist innihald köfnunarefnis og vetnis ekki mikið. Því hærra sem súrefnisinnihaldið í suðunni er, því fleiri porur eru í henni.
② Áhrif nikkels. Í járn-nikkel suðu er leysni súrefnis í járni og nikkel mismunandi, leysni súrefnis í fljótandi nikkel er meiri en í fljótandi járni, en leysni súrefnis í föstu nikkel er minni en í föstu járni, þess vegna er leysni súrefnis í skyndilegum breytingum á nikkel kristöllun meiri en í skyndilegum breytingum á járn kristöllun. Þess vegna er tilhneiging til gegndræpis í suðunni lítil þegar Ni er 15% ~ 30%, og þegar Ni innihaldið er hátt eykst tilhneiging til gegndræpis enn frekar í 60% ~ 90%, og magn uppleysts stáls minnkar óhjákvæmilega, sem veldur því að tilhneiging til myndunar gegndræpis eykst.
③ Áhrif annarra málmblönduþátta. Þegar járn-nikkel suðan inniheldur mangan, króm, mólýbden, ál, títan og önnur málmblönduþætti eða eru í samræmi við málmblönduna, getur það bætt gegndræpi suðunnar, þar sem mangan, títan og ál o.fl. gegna súrefnissnauðu hlutverki, en króm og mólýbden bæta leysni suðunnar í föstu málminum. Þess vegna eru nikkel og 1Cr18Ni9Ti ryðfrítt stál gegndræpari en nikkel og Q235-A stálsuðan. Ál og títan geta einnig bundið köfnunarefni í stöðugum efnasamböndum, sem getur einnig bætt gegndræpi suðunnar.
2. Hitasprungur
Í stáli, nikkel og málmblöndum þess í suðu er aðalástæðan fyrir hitasprungum sú að vegna mikils nikkelinnihalds í suðu með dendritískum skipulagi myndast fjöldi lágbræðslumarks samkristalla á brúnum grófra korna, sem veikir tenginguna milli kornanna og minnkar sprunguþol suðumálmsins. Þar að auki er nikkelinnihald suðumálmsins of hátt til að hitasprungur myndist í suðumálminum og hefur það veruleg áhrif á járn-nikkel suðu. Óhreinindi eins og súrefni, brennisteinn, fosfór og aðrir hafa einnig mikil áhrif á hitasprungur í suðu.
Þegar súrefnislaust flúx er notað, vegna lækkunar á gæðum súrefnis, brennisteins, fosfórs og annarra skaðlegra óhreininda í suðunni, sérstaklega lækkun á súrefnisinnihaldi, sem dregur verulega úr sprungumyndun. Vegna kristöllunar í bráðnu lauginni geta súrefni og nikkel myndað Ni + NiO evtektísk efni, evtektískt hitastig upp á 1438 ℃, og súrefni getur einnig aukið skaðleg áhrif brennisteins. Þannig er tilhneiging til varmasprungu meiri þegar súrefnisinnihaldið í suðunni er hátt.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb og önnur málmblönduefni geta bætt sprunguþol suðumálmsins. Mn, Cr, Mo, Ti og Nb eru myndbreytingarefni sem geta fínpússað suðufyrirkomulagið og raskað kristöllunarstefnu þess. Al og Ti eru einnig sterk afoxunarefni sem geta dregið úr magni súrefnis í suðunni. Mn getur myndað eldföst efnasambönd með S og MnS, sem dregur úr skaðlegum áhrifum brennisteins.
Vélrænir eiginleikar suðusamskeyta
Vélrænir eiginleikar járn-nikkel suðusamskeyta tengjast fyllingarefninu og suðubreytum. Þegar hreint nikkel og lágkolefnisstál eru suðuð, og Ni-jafngildið í suðunni er minna en 30%, mun martensítbygging myndast í suðunni við hraðri kælingu suðunnar, sem veldur því að sveigjanleiki og seigla samskeytisins lækkar verulega. Þess vegna, til að fá betri sveigjanleika og seiglu samskeytisins, ætti Ni-jafngildið í járn-nikkel suðunni að vera meira en 30%.
Birtingartími: 10. mars 2025