تم التعرف على نطاق واسع على أنه على نطاق واسع لمقاومة التآكل الممتازة وأداء درجات الحرارة العالية. كمورد لـ UNS S32100 ، شهدت استخدامها الواسع في مختلف الصناعات ، بما في ذلك المعالجة الكيميائية والغذاء والمشروبات والنفط والغاز. واحدة من أكثر عمليات التصنيع شيوعًا لهذه المادة هي اللحام. في هذه المدونة ، سوف نستكشف آثار اللحام على الخصائص الميكانيكية لـ UNS S32100.
1. نظرة عامة على UNS S32100
يحتوي UNS S32100 على الكروم والنيكل والتيتانيوم. إضافة التيتانيوم تستقر الفولاذ ضد التآكل بين الخلايا من خلال الجمع بين الكربون لتشكيل كربيد التيتانيوم بدلاً من كروم الكروم. هذه الخاصية تجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتعرض فيها المواد لبيئات درجة حرارة عالية لفترات طويلة. يتضمن تركيبها الكيميائي عادة حوالي 17 - 19 ٪ من الكروم ، 9 - 12 ٪ من النيكل ، وبلغ لا يقل عن 5 × (C ٪) التيتانيوم.
الخصائص الميكانيكية لـ AS - التي تم استلامها S32100 مثيرة للإعجاب. لديها الحد الأدنى من قوة العائد البالغة 205 ميجا باسكال ، الحد الأدنى قوة الشد يبلغ 515 ميجا باسكال ، واستطالة لا يقل عن 40 ٪. تساهم هذه الخصائص في استخدامها في التطبيقات الهيكلية والضغط - التي تحتوي على التطبيقات.
2. عمليات اللحام لـ UNS S32100
هناك العديد من عمليات اللحام التي يمكن استخدامها لـ UNS S32100 ، بما في ذلك لحام قوس التنغستن الغاز (GTAW) ، ولحام قوس المعادن الغازية (GMAW) ، ولحام القوس المعدني المحمي (SMAW). كل عملية لها مزاياها وعيوبها.
غالبًا ما يفضل GTAW للتطبيقات ذات الجدران الرقيقة وعندما تكون اللحامات عالية الجودة مطلوبة. إنه يوفر تحكمًا ممتازًا في عملية اللحام ، مما يؤدي إلى اللحامات النظيفة والدقيقة. GMAW ، من ناحية أخرى ، أكثر ملاءمة للأقسام الأكثر سمكا ولحام الإنتاجية العالي. SMAW هي عملية متعددة الاستخدامات يمكن استخدامها في مختلف الظروف الميدانية ولكنها قد تنتج المزيد من الرش في GTAW و GMAW.
3. آثار اللحام على الخصائص الميكانيكية
3.1 صلابة
يمكن أن يؤثر اللحام بشكل كبير على صلابة UNS S32100. أثناء عملية اللحام ، يتسبب مدخلات الحرارة في تكوين الهياكل المجهرية المختلفة في المنطقة المصابة بالحرارة (HAZ) ومعدن اللحام. في HAZ ، يمكن أن يؤدي التدفئة السريعة والتبريد إلى تكوين Martensite أو غيرها من المراحل الصلبة ، خاصة إذا كان معدل التبريد مرتفعًا.
يمكن أن تكون الزيادة في الصلابة في HAZ مصدر قلق لأنها قد تؤدي إلى انخفاض ليونة وزيادة التعرض للتكسير. على سبيل المثال ، في بعض الحالات ، يمكن أن تزداد صلابة HAZ من القيمة الأصلية من حوالي 180 - 200 HV إلى أكثر من 300 HV. يمكن تخفيف هذا التغيير في الصلابة عن طريق التدفئة المسبقة وبعد الحمل.
3.2 قوة الشد
قوة الشد للمفصل الملحوم هي خاصية ميكانيكية مهمة أخرى. بشكل عام ، غالبًا ما تكون قوة الشد لمعدن اللحام قابلة للمقارنة أو أقل قليلاً من المعدن الأساسي. يمكن أن يؤدي وجود عيوب لحام مثل المسامية أو عدم وجود الانصهار أو الادراج إلى تقليل المساحة المتقاطعة الفعالة للحام ، وبالتالي تقليل قوة الشد.
ومع ذلك ، إذا تم التحكم في عملية اللحام بشكل جيد ، فإن قوة الشد الإجمالية للهيكل الملحوم لا تزال تفي بمتطلبات التصميم. على سبيل المثال ، عند استخدام معايير الحشو المناسبة ومعلمات اللحام ، يمكن للمفصل الملحوم تحقيق قوة شد بالقرب من المعدن الأساسي ، مما يضمن السلامة الهيكلية للمكون.
3.3 ليونة
الليونة هي مقياس لقدرة المادة على التشوه بشكل بلوبي قبل الكسر. يمكن أن يكون لحام تأثير سلبي على ليونة UNS S32100. إن تشكيل المراحل الصلبة في HAZ ووجود الضغوط المتبقية يمكن أن يقلل من قدرة المادة على التمدد والتشوه.
في بعض المفاصل الملحومة ، يمكن أن ينخفض الاستطالة من 40 ٪ الأصلي في المعدن الأساسي إلى أقل من 20 ٪ في المنطقة الملحومة. يمكن أن يكون هذا التخفيض في ليونة مشكلة في التطبيقات التي تتعرض فيها المادة للتحميل الديناميكي أو الدوري ، حيث قد يزيد من خطر فشل التعب.
3.4 تأثير المتانة
التأثير هي قدرة المادة على امتصاص الطاقة أثناء تحميل التأثير. يمكن لحام أن يقلل من تأثير الصلابة في UNS S32100. يمكن أن تؤدي التغيرات المجهرية في HAZ والمعدن اللحام إلى انخفاض في قدرة امتصاص الطاقة للمادة.
على سبيل المثال ، قد يكون للمفصل الملحوم قيمة صلابة تأثير أقل بكثير من قيمة المعدن الأساسي. يمكن أن يكون هذا التخفيض في صلابة التأثير أمرًا بالغ الأهمية في التطبيقات التي تتعرض فيها المواد لأحمال التأثير المفاجئة ، كما هو الحال في بناء الآلات أو معدات النقل.
4. تخفيف تغييرات الممتلكات الناجمة عن اللحام
4.1 قبل التدفئة
قبل تسخين المعدن الأساسي قبل اللحام يمكن أن يساعد في تقليل معدل التبريد في HAZ ، وبالتالي تقليل تكوين المراحل الصلبة والهشة. قد تتراوح درجة حرارة التدفئة النموذجية للاشمئزاز الخاصة بـ UNS S32100 من 100 إلى 200 درجة مئوية ، اعتمادًا على سمك المادة وعملية اللحام المستخدمة.
4.2 بعد المعالجة الحرارية لحام (PWHT)
يمكن استخدام PWHT لتخفيف الضغوط المتبقية وتحسين الخواص الميكانيكية للمفصل الملحوم. بالنسبة إلى UNS S32100 ، يمكن أن يساعد حل الحل في حوالي 925 - 1050 درجة مئوية متبوعًا بالتبريد السريع في استعادة البنية المجهرية الأصلية والخصائص الميكانيكية. يمكن أن يقلل هذا العلاج من الصلابة في HAZ ، ويزيد من الليونة ، ويحسن من صلابة المفصل الملحوم.
4.3 اختيار المعادن الحشو
يعد اختيار معدن الحشو أمرًا بالغ الأهمية في تحديد الخواص الميكانيكية للمفصل الملحوم. بالنسبة إلى UNS S32100 ، غالبًا ما يتم استخدام المعادن الحشو مع تركيبة كيميائية مماثلة للمعدن الأساسي. على سبيل المثال ، يمكن استخدام سلك حشو ER321 في عمليات GTAW و GMAW. تساعد هذه المعادن الحشو على ضمان توافق جيد مع المعدن الأساسي ويمكن أن يحسن الأداء العام للمفصل الملحوم.
5. مقارنة مع الفولاذ المقاوم للصدأ الأخرى
عند مقارنة UNS S32100 مع الفولاذ المقاوم للصدأ الأخرى مثلالفولاذ المقاوم للصدأ 904L / UNS N08904 / 1.4539والفولاذ المقاوم للصدأ 304L / UNS S30403 / 1.4306 ، 1.4307، والفولاذ المقاوم للصدأ 316 / الولايات المتحدة S31600 / 1،4401يمكن أن يختلف سلوك اللحام وتأثيره على الخواص الميكانيكية.
الفولاذ المقاوم للصدأ 904L هو الفولاذ المقاوم للصدأ أوسنيتي عالي مع مقاومة تآكل ممتازة ، وخاصة في البيئات المتآكلة للغاية. ومع ذلك ، يمكن أن يجعل محتوى السبائك العالي من الصعب اللحام مقارنة بـ UNS S32100 ، وقد يكون لعملية اللحام تأثير أكثر أهمية على خصائصها الميكانيكية.
الفولاذ المقاوم للصدأ 304L و 316 أكثر شيوعا الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي. من الأسهل عمومًا اللحام من UNS S32100 ، ولكنها قد تكون أكثر عرضة للتآكل بين الخلايا في HAZ دون تثبيت مناسب. يمنحه تثبيت التيتانيوم من UNS S32100 ميزة في التطبيقات عالية درجة الحرارة والتآكل حيث يلزم اللحام.
6. الخلاصة والدعوة إلى العمل
في الختام ، يكون لحام تأثير كبير على الخصائص الميكانيكية لـ UNS S32100. يمكن أن تتأثر جميع الصلابة ، وقوة الشد ، والليونة ، وصبقة التأثير بعملية اللحام. ومع ذلك ، مع التدفئة المسبقة ، والمعالجة الحرارية بعد اللحام ، واختيار معادن الحشو ، يمكن تخفيف هذه التأثيرات لضمان أداء الهيكل الملحوم.
كمورد لـ UNS S32100 ، أفهم أهمية توفير مواد عالية الجودة والدعم الفني لتطبيقات اللحام. إذا كنت تفكر في استخدام UNS S32100 في مشاريعك وتحتاج إلى مساعدة في اللحام أو لديك أي أسئلة حول خصائصه الميكانيكية ، فلا تتردد في الاتصال بي للحصول على مزيد من المعلومات ومناقشة احتياجات المشتريات الخاصة بك.
مراجع
- كتيب ASM المجلد 6: اللحام ، والنحاس ، واللحام. ASM International.
- دليل اللحام الفولاذ المقاوم للصدأ. مؤسسة جيمس ف. لينكولن آرك لحام.
- لحام المعادن وقابلية اللحام من الفولاذ المقاوم للصدأ. جون سي. ليبولد وديفيد ج. كوتيكي.
