Pengenalan
Apabila mengeluarkan peralatan kimia dan petroleum, untuk menjimatkan nikel yang mahal, keluli sering dikimpal pada nikel dan aloi.
Masalah utama kimpalan
Semasa mengimpal, komponen utama dalam kimpalan ialah besi dan nikel, yang mampu mengalami keterlarutan bersama yang tidak terhingga dan tidak membentuk sebatian antara logam. Secara amnya, kandungan nikel dalam kimpalan agak tinggi, jadi dalam zon gabungan sambungan kimpalan, tiada lapisan resapan terbentuk. Masalah utama dengan kimpalan ialah kecenderungan untuk menghasilkan keliangan dan retakan panas dalam kimpalan.
1. Keliangan
Keluli dan nikel serta aloinya semasa kimpalan, faktor utama yang mempengaruhi pembentukan keliangan dalam kimpalan ialah oksigen, nikel dan unsur pengaloi lain.
① Kesan oksigen. Kimpalan, logam cecair boleh melarutkan lebih banyak oksigen, dan oksigen pada suhu tinggi dan pengoksidaan nikel, pembentukan NiO, NiO boleh bertindak balas dengan hidrogen dan karbon dalam logam cecair untuk menghasilkan wap air dan karbon monoksida dalam pemejalan kolam lebur, seperti terlalu lewat untuk keluar, sisa dalam kimpalan pada pembentukan keliangan. Dalam kimpalan arka tenggelam nikel tulen dan Q235-A kimpalan besi dan nikel, dalam kes kandungan nitrogen dan hidrogen tidak banyak berubah, semakin tinggi kandungan oksigen dalam kimpalan, semakin tinggi bilangan liang dalam kimpalan.
② Kesan nikel. Dalam kimpalan besi-nikel, keterlarutan oksigen dalam besi dan nikel adalah berbeza, keterlarutan oksigen dalam nikel cecair adalah lebih besar daripada besi cecair, manakala keterlarutan oksigen dalam nikel pepejal adalah lebih kecil daripada besi pepejal, oleh itu, keterlarutan oksigen dalam penghabluran nikel perubahan mendadak adalah lebih ketara daripada penghabluran besi perubahan mendadak. Oleh itu, kecenderungan keliangan dalam kimpalan apabila Ni adalah 15% ~ 30% adalah kecil, dan apabila kandungan Ni besar, kecenderungan keliangan akan meningkat lagi kepada 60% ~ 90%, dan jumlah keluli terlarut pasti akan berkurangan, sekali gus menyebabkan kecenderungan pembentukan keliangan menjadi lebih besar.
③ Pengaruh unsur pengaloi lain. Apabila kimpalan besi-nikel mengandungi mangan, kromium, molibdenum, aluminium, titanium dan unsur pengaloi lain atau selaras dengan pengaloian, boleh meningkatkan anti-keliangan kimpalan, ini disebabkan oleh mangan, titanium dan aluminium, dan sebagainya mempunyai peranan penyahoksigenan, manakala kromium dan molibdenum meningkatkan keterlarutan kimpalan dalam logam pepejal. Jadi kimpalan nikel dan 1Cr18Ni9Ti keluli tahan karat anti-keliangan berbanding kimpalan nikel dan keluli Q235-A. Aluminium dan titanium juga boleh mengikat nitrogen dalam sebatian yang stabil, yang juga boleh meningkatkan anti-keliangan kimpalan.
2. Keretakan terma
Keluli dan nikel serta aloinya dalam kimpalan, sebab utama keretakan haba adalah kerana, disebabkan oleh kimpalan nikel yang tinggi dengan organisasi dendritik, di pinggir butiran kasar, tertumpu pada beberapa kristal bersama takat lebur rendah, sekali gus melemahkan sambungan antara butiran, mengurangkan rintangan keretakan logam kimpalan. Di samping itu, kandungan nikel logam kimpalan yang terlalu tinggi untuk logam kimpalan menghasilkan keretakan haba mempunyai kesan yang ketara dalam kimpalan besi-nikel, oksigen, sulfur, fosforus dan bendasing lain pada kecenderungan keretakan haba kimpalan juga mempunyai kesan yang besar.
Apabila menggunakan fluks bebas oksigen, disebabkan oleh pengurangan kualiti oksigen, sulfur, fosforus dan bendasing berbahaya lain dalam kimpalan, terutamanya penurunan kandungan oksigen, jadi jumlah keretakan berkurangan dengan ketara. Kerana penghabluran kolam cair, oksigen dan nikel boleh membentuk Ni + NiO eutektik, suhu eutektik 1438 ℃, dan oksigen juga boleh menguatkan kesan berbahaya sulfur. Jadi apabila kandungan oksigen dalam kimpalan tinggi, kecenderungan keretakan haba adalah lebih besar.
Mn, Cr, Mo, Ti, Nb dan unsur pengaloi lain, boleh meningkatkan rintangan retak logam kimpal. Mn, Cr, Mo, Ti, Nb adalah agen metamorf, boleh memperhalusi organisasi kimpal, dan boleh mengganggu arah penghablurannya. Al, Ti juga merupakan agen penyahoksidaan yang kuat, boleh mengurangkan jumlah oksigen dalam kimpal. Mn boleh membentuk sebatian refraktori dengan S, MnS, yang mengurangkan kesan berbahaya sulfur.
Sifat mekanikal sambungan kimpalan
Sifat mekanikal sambungan kimpalan besi-nikel berkaitan dengan bahan logam isi dan parameter kimpalan. Apabila mengimpal nikel tulen dan keluli karbon rendah, apabila setara Ni dalam kimpalan kurang daripada 30%, di bawah penyejukan pantas kimpalan, struktur martensit akan muncul dalam kimpalan, menyebabkan keplastikan dan ketahanan sambungan menurun dengan mendadak. Oleh itu, untuk mendapatkan keplastikan dan ketahanan sambungan yang lebih baik, setara Ni dalam kimpalan besi-nikel hendaklah lebih besar daripada 30%.
Masa siaran: 10-Mac-2025