Svařitelnost korozivzdorných ocelí

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Svařitelnost korozivzdorných ocelí"

Jiřina Němcová
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 Svařitelnost korozivzdorných ocelí FAKULTA STROJNÍ, ÚSTAV STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIE L. Kolařík

2 Rozdělení ocelí podle struktury (podle chemického složení) Podle obsahu legujících prvků můžeme dosáhnout různých typů mikrostruktur které dávají různé vlastnosti Feritické oceli (Cr, Cr-Mo) Martenzitické oceli (Cr, Cr- Mo + C) Austenitické oceli (Cr-Ni +Mo, Mn) A-F duplexní oceli Feritická Austenitická Duplexní Martenzitická

3 Rozdělení podle TNI CEN ISO/TR Svařování Směrnice pro zařazování kovových materiálů do skupin 7. Feritické, martenzitické a precipitačně vytvrzené chrómové korozivzdorné oceli s C 0,35% a 10,5% Cr 30,0% 7.1 feritické korozivzdorné oceli 7.2 martenzitické korozivzdorné oceli 7.3 feritické, martenzitické a precipitačně vytvrzované oceli 8. Austenitické korozivzdorné oceli, 8.1 Austenitické korozivzdorné oceli s Cr 19 % 8.2 Austenitické korozivzdorné oceli s Cr > 19 % 8.3 Manganové austenitické oceli s 4 < Mn 12 % 10. Austeniticko-feritické (duplexní) oceli Austenitickoferitické korozivzdorné oceli Cr 24,0 % 10.2 Austenitickoferitické korozivzdorné oceli Cr > 24,0 %

4 Základní vlastnosti korozivzdorných ocelí Korozivzdornost schopnost oceli vytvářet na povrchu pasivační vrstvu, která dává těmto ocelím odolnost proti elektrochemické korozi v oxidačních prostředích (vzduch, vodní pára, páry chloru) Podmínka pasivace oceli: obsah Cr v tuhém roztoku musí být větší než 11,7 hm.%!!! Žáruvzdornost odolnost vůči oxidaci a korozi (chemické) za zvýšených teplot (nad 600 C) - Cr, Si, Al

6 Rozdělení legujících prvků 1. Skupina austenitotvorných prvků rozšiřují oblast austenitu Fe γ C, Ni, Mn, Cu, N 2. Skupina feritotvorných prvků zužují v rovnovážném diagramu oblast austenitu Feγ, zvětšují oblast feritu Fe α Cr, Mo, Si, Al, W, Ti, Nb, V

7 Vyjádření vlivu chemického složení Chromový ekvivalent : = vyjádření vlivu feritotvorných prvků CrE = Cr + Mo + 0,5 W + V +1,5 Si + 0,5 Nb + Ti [hm %] Niklový ekvivalent : = vyjádření vlivu austenitotvorných prvků NiE = Ni + 30 C + 0,5 Mn [hm %]

8 Schaefflerův konstituční diagram

9 Schaefflerův konstituční diagram

10 De Longův diagram

11 De Longův diagram A + M

12 Austenitické Cr-Ni oceli + výborná svařitelnost (za dodržení specifických podmínek) + vysoká houževnatost + vysoká žáruvzdornost (až do 1150 C) + žáropevnost (až do 750 C) vysoká cena (velké množství Ni) nižší mez kluzu špatná tepelná vodivost obtížná obrobitelnost nejsou feromagnetické, jen paramagnetické sklon ke koroznímu praskání pod napětím Používají se v chemickém průmyslu (bez přítomnosti síry), tlak. nádoby, potrubí a zařízení pro potravinářský průmysl a energetiku, jako součásti sklářských a keramických pecí, na topné odpory, kuchyňské náčiní atd.

13 Austenitické Cr-Ni oceli Typické chemické složení % Cr, % Ni, % Mo, - max. 0,2 % C - Obsahují nejméně 6% niklu!!! Vlastnosti Odolná proti všem druhům korozních prostředí, tvárná, houževnatá, vysoká tažnost a vrubová houževnatost za nízkých teplot (-196ºC), náchylná ke vzniku trhlin za tepla, často obsahuje 2-8 % feritu Nemaganetická

14 Austenitické Cr-Ni oceli Typické chemické složení % Cr, % Ni, % Mo, - max. 0,2 % C - Obsahují nejméně 6% niklu!!! Vlastnosti Odolná proti všem druhům korozních prostředí, tvárná, houževnatá, vysoká tažnost a vrubová houževnatost za nízkých teplot (-196ºC), náchylná ke vzniku trhlin za tepla, často obsahuje 2-8 % feritu Nemaganetická

15 Nejpoužívanější typy austenitických ocelí ASTM AISI Sk. dle ČSN EN ČSN EN X5CrNi L 8.1 (8.2) X2CrNi X5CrNiMo L 8.1 X2CrNiMo X6CrNiTi X6CrNiNb Austenitické korozivzdorné oceli s Cr 19 hmot. % ASTM AISI Sk. dle ČSN EN ČSN EN X15CrNiSi X15CrNiSi Austenitické korozivzdorné oceli s Cr > 19 hmot. %

16 Hlavní problémy při svařování Náchylnost k tvorbě trhlin za tepla (krystalizační a likvační), příčinou jsou prvky S, P, Si, Ti, Nb, Precipitace karbidů MKK (nestabilizované oceli) Vznik σ fáze zkřehnutí (při vysokých obsazích Cr,Mo, Si)

17 Doporučení pro svařování austenitických ocelí Snížit možnost vzniku trhlin za tepla: Svařování bez předehřevu, Limitovat tepelný příkon - max. 15 kj/cm Předepsat teplotu interpass na max. 150 C. TZ po svařování obvykle neaplikujeme (příp. rozpouštěcí žíhání) = žíhání při teplotě C s následným prudkým ochlazením ve vodě V případě, že není možné použít TZ je vhodné použít stabilizované materiály nebo materiály s nízkým obsahem C PM volit stejného chemického složení + vhodný je obsah δ feritu cca 2-6%

18 Sigma fáze - Fáze SIGMA je tvrdá a křehká intermetalická sloučenina, která vzniká v intervalu teplot 500 až 800 C místním přelegováním Cr (obsah Cr nad 25 hm. %) - Na vznik této fáze jsou náchylné oceli se zvýšeným obsahem Cr - Důvodem vzniku může být příliš velký obsah delta feritu v austenitické struktuře = příčina zkřehnutí vysokolegovaných ocelí

19 Náchylnost k MKK Závislost náchylnosti MKK na čase ukazují tzv. Rollandsonovy C křivky 1 nestabilizovaná ocel 2 stabilizovaná ocel Teorie ochuzení 1 2

20 Doporučení pro svařování austenitických ocelí Vhodná příprava svarových ploch (EN ISO 9692) Vzhledem k velkému teplotnímu koeficientu roztažnosti se doporučuje svařovat tenké plechy na chladící podložce Limitovat vnesené teplo Použití vhodných WPS Použití vhodných svařovacích materiálů (PM, ochranné plyny) Použití vhodných plynů obsahujících příměsi N 2 a CO 2, Dodržovat zásady pro svařování

21 Metody svařování MMA TIG (WIG) MAG SAW

23 Využití Schaefflerova diagramu

24 Děkuji za pozornost doc. Ing. Ladislav Kolařík, Ph.D., IWE Ústav strojírenské technologie , ladislav.kolarik@fs.cvut.cz

Podobné dokumenty

5/2.7.10.3 Austenitické vysokolegované žáruvzdorné oceli

SVAŘOVÁNÍ KOVŮ V PRAXI část 5, díl 2, kap. 7.10.3, str. 1 5/2.7.10.3 Austenitické vysokolegované žáruvzdorné oceli Austenitické vysokolegované chrómniklové oceli obsahují min. 16,5 hm. % Cr s dostatečným