Penyelidikan mengenai teknologi kimpalan aloi tahan karat berasaskan nikel
1. Pengenalan
Aloi dengan pecahan massa nikel lebih daripada 30% biasanya dipanggil aloi tahan karat berasaskan nikel, yang serupa dengan keluli tahan karat austenitik. Struktur mikro aloi tahan karat berasaskan nikel adalah austenit fasa tunggal, dan tidak ada perubahan fasa dalam keadaan pepejal. Biji -bijian bahan induk dan logam kimpalan tidak dapat disempurnakan oleh rawatan haba.
Ia mempunyai sifat rintangan fizikal, kimia dan kakisan yang unik. Ia boleh menahan kakisan dari pelbagai media menghakis dalam julat 200-1090 darjah. Pada masa yang sama, ia juga mempunyai sifat mekanikal suhu tinggi dan rendah yang baik. Ia digunakan secara meluas dalam industri petrokimia, nuklear, aeroangkasa dan industri lain.
Aloi tahan karat berasaskan nikel yang biasa digunakan boleh dibahagikan kepada empat siri utama:
① Sistem Ni-Cu terdiri daripada Ni dan Cu sebagai unsur-unsur utama, yang dipanggil Monel Alloy, diwakili oleh nombor siri 4000;
② Sistem NICRFE terutamanya terdiri daripada Ni, Cr adalah lebih daripada Fe, yang dipanggil Inconel Alloy, yang diwakili oleh 6000 siri nombor;
③ Sistem nikel-besi-kromium, kandungan Ni kurang daripada 50%, Fe lebih daripada CR, yang dipanggil aloi incoloy, diwakili oleh 8000 nombor siri;
Sistem Ni Mo atau Ni Mo CR dipanggil Hastelloy Alloy, dengan Ni sebagai elemen utama dan kandungan MO yang tinggi.
2. Masalah biasa dalam proses kimpalan aloi berasaskan nikel
2.1 retak panas
Dalam proses kimpalan aloi berasaskan nikel, kimpalan terdedah kepada keretakan makro (retak pemadaman) dan retak mikro (retak poligonal), atau kedua-duanya.
Filem cecair intergranular adalah faktor metalurgi utama yang menyebabkan keretakan pemejalan dalam kimpalan austenit fasa tunggal aloi berasaskan nikel. Apabila aloi berasaskan nikel kimpalan, kekotoran seperti S dan SI mengasingkan dalam logam kimpalan untuk membentuk eutektik yang rendah (NINIS, 645 darjah).
Semasa penghabluran logam kimpalan, filem cecair eutektik yang berpotensi rendah kekal di kawasan sempadan bijian. Oleh kerana pekali pengembangan linear yang besar bagi aloi berasaskan nikel, tekanan tegangan yang ketara dihasilkan semasa kimpalan, dan filem cecair terdedah kepada retak di bawah tindakan tekanan pengecutan semasa penghabluran.
Struktur mikro aloi aloi berasaskan nikel adalah austenit fasa tunggal. Pembentukan dan pembangunan sempadan bijian poligonal antara logam tulen dan kimpalan aloi fasa tunggal adalah sebab utama bagi penjanaan retak poligonal dalam kimpalan aloi berasaskan nikel.
Untuk meningkatkan keupayaan logam kimpalan aloi austenitik tunggal untuk menahan keretakan haba, MO, W, MN, TA, CR, NB dan lain-lain penyelesaian pengukuhan penyelesaian pepejal ditambah kepada bahan kimpalan, yang dapat menghalang pembentukan dan pembangunan retak panas dan batas polygonal.
2.2 Porositas
Pelbagai aloi berasaskan nikel adalah antara 1287 dan 1446 darjah, dan perbezaan suhu pepejal cecair adalah sangat kecil. Logam yang disimpan adalah likat dan mempunyai ketidakstabilan yang buruk. Di bawah keadaan penyejukan dan penghabluran yang cepat, gas tidak mempunyai masa untuk melarikan diri dan membentuk liang -liang di kimpalan.
2.3 Kemasukan Slag
Oksida aloi nikel dan nikel tulen berbeza daripada keluli. Sebagai contoh, titik lebur besi tulen ialah 1538 darjah, FEO adalah 1420 darjah, dan Fe3O2 adalah 1565 darjah. Oleh itu, semasa kimpalan keluli, oksida dan logam induk hampir cair.
Walau bagaimanapun, terdapat perbezaan yang signifikan dalam titik lebur nikel dan nikel oksida, seperti titik lebur nikel tulen adalah 1446 darjah, manakala titik lebur NIO adalah 2090 darjah. Ia dapat dilihat bahawa oksida aloi nikel dikekalkan dalam bentuk pepejal semasa kimpalan, mengakibatkan gabungan yang tidak lengkap dan kemasukan oksida yang tidak berterusan.
2.4 Bawah
Oleh kerana ketidakstabilan miskin logam kimpalan aloi berasaskan nikel, kedalaman penembusan yang diperlukan dapat dicapai dengan menggunakan teknik berayun sedikit. Walau bagaimanapun, apabila berayun ke kedudukan yang melampau setiap sisi, jika masa pegangan terlalu pendek dan tidak ada masa yang cukup untuk mengisi logam kimpalan cair, ia akan menyebabkan pemotongan.
3. Titik utama proses kimpalan
3.1 Pemilihan Kaedah Kimpalan
Untuk kimpalan aloi berasaskan nikel, kimpalan arka kayu, kimpalan arka tungsten gas dan kimpalan arka logam gas lebih disukai. Kimpalan arka terendam automatik juga boleh digunakan untuk kimpalan pantat plat tebal.
Banyak proses kimpalan yang berbeza sesuai untuk bahan dan aplikasi yang berbeza. Ini termasuk:
Kimpalan arka logam terlindung (SMAW): Juga dikenali sebagai kimpalan kayu, SMAW menggunakan elektrod yang boleh digunakan dengan fluks untuk kimpalan.
Kimpalan arka logam gas (GMAW\/MIG): Ia menggunakan dawai pepejal yang berterusan yang diberi makan melalui pistol kimpalan dan gas perisai untuk melindungi kolam kimpalan dari pencemaran.
Gas Tungsten Arc Welding (GTAW\/TIG): Proses ini menggunakan elektrod tungsten yang tidak boleh dimakan dan gas perisai. Jika diperlukan, logam pengisi boleh diberi makan secara berasingan.
Kimpalan arka fluks (FCAW): Sama seperti kimpalan MIG, teras dawai dipenuhi dengan fluks.
Kimpalan arka tenggelam (SAW): Proses ini melibatkan pembentukan arka di antara dawai kimpalan yang berterusan dan bahan kerja, menenggelamkan kawasan kimpalan di bawah lapisan fluks.
