Giáo trình Công nghệ hàn điện nóng chảy (Tập 2 - Ứng dụng): Phần 2

Phần 2 cuốn giáo trình "Công nghệ hàn điện nóng chảy (Tập 2 - Ứng dụng)" cung cấp cho người đọc các kiến thức: Công nghệ hàn thép hợp kim cao, công nghệ hàn gang, đặc điểm công nghệ hàn kim loại màu, công nghệ hàn kim loại nhẹ và hợp kim của chúng, công nghệ hàn kim loại cho hoạt tính cao và nhiệt độ nóng chảy cao, công nghệ hàn vật liệu khác chủng loại. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Công nghệ hàn điện nóng chảy (Tập 2 - Ứng dụng): Phần 2 CHƯONG 4: CÔNG NGHỆ HÀN THÉP HỢP KIM CAO Trang 4.1 Công nghệ hàn thép không gỉ crom 159 4.2 Công nghệ hàn thép không gỉ austenit 175 4.3 Công nghệ hàn thép không gỉ duplex 202 4.4 Công nghệ hàn thép không gỉ biến cứng kết tủa 217 4.5 Công nghệ hàn thép mactenzit hóa già 221 4.6 Công nghệ hàn thép austenit mangan 224 Sau k ọ xong ltiđ c chương này, hạn • Đ ặc m ê i v đà tínhhàn cùa nhải thuộccác nhóm thép không thé austenit mangan.• • phương pháp lựachọn vật liệu chê độ hàn pháp cô n g nghệ đ ế đạt đượchàn h ợ p với đ iều kiện vậnhành. 157 CHƯƠNG 4: CỒNG NGHỆ HÀN THÉP HỢP KIM CAO Theo AISI, thép được coi là thép hợp kim cao khi tổng lượng các nguyên tố hợp kim vượt quá 8%. Tiêu chuẩn Nga GOST 5632-72 định nghĩa: thép hợp kim cao là các hợp kim nền sắt chứa trên 45% Fe, với tổng lượng các nguyên tố hợp kim không nhỏ hon 10% và hàm lượng nguyên tố họp kim chính không nhỏ hơn 8%. Trong chưong này chúng ta sẽ tìm hiểu công nghệ hàn các loại thép hợp kim cao sau đây: thép không gỉ, thép mactenzit hóa già (thép maraging) và thép austenit mangan. Riêng thép không gỉ được chia thành 5 nhóm nhỏ là: • Thép không gỉ mactenzit. • Thép không gỉ ferit. • Thép không gi austenit. • Thép không gỉ duplex (còn gọi là thép 2 pha ferit - austenit). • Thép không gỉ biến cứng kết tủa. Thép không gi ferit và thép không gỉ mactenzit (kể cả thép không gỉ hỗn họp mactenzit - ferit) còn được biết dưới tên gọi chung là thép không gỉ crom. Thép không gỉ austenit còn được gọi là thép không gỉ C r-N i. Thông thường trong thép không gi, hàm lượng crom tối thiểu là 10,5%. Thép không gi có được đặc tính không gi nhờ vào lớp oxit bề mặt giàu crom rất bền vững. Các nguyên tố khác (Ni, Mo, Cu, Ti, Al, Si, Nb, N, s, Se) được đưa vào thép không gỉ nhằm cải thiện một số tính chất nhất định của thép. Hàm lượng cacbon trong thép không gỉ thường từ dưới 0,03% đến trên 1,0% (trong một số loại thép không gỉ mactenzit). Cùng một loại thép hợp kim cao nhưng có thể sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau (chống ăn mòn, chịu nhiệt, bền nhiệt, V .V .) , do đó chế độ hàn cũng có thể khác nhau. 158 4.1 Công nghệ hàn thép không gỉ crom 4.1.1 Thành phần và tính chất kim cơ bản Thép không gỉ crom có nhiều loại. Theo phân loại AISI, chúng thường được biết đến dưới tên gọi thép loạt 400, ví dụ, thép 410 (chứa 11,5 +13,5% Cr; tối đa 0,15% C ) , thép 430 (chứa 15+17% Cr; tối đa 0,12% C), thép 446 (chứa 27,5+29,5% Cr; tối đa 0,20% C) là các loại được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Chúng được dùng để chế tạo các chi tiết như dụng cụ mổ y tế, bộ đồ ăn, bề mặt làm việc của các loại van, bom, ống xả xe hơi, chi tiết động cơ phản lực, v.v. Cũng có thể sử dụng ký hiệu thép không gỉ crom theo thành phần hóa học, ví dụ, 08X13 (theo tiêu chuẩn GOST của Nga), trong đó 08 là hàm lượng cacbon (0,08%) và 13 là hàm lượng crom (13%). Crom có cấu trúc tinh thể lập phương thể tâm, đồng hình với or-ferit. Do đó, khi họp kim hóa Fe bàng Cr, vùng dung dịch rắn ^austenit sẽ bị thu hẹp và vùng ư-ferit sẽ được mở rộng. Crom ở hàm lượng 12% sẽ tạo thành màng oxit mang tính thụ động trên bề mặt thép, làm cho thép trở nên không gỉ ở nhiệt độ bình thường (để thép không gỉ ở nhiệt độ cao, hàm lượng Cr > 30%). Với oxi, crom tạo thành Cr2Ũ3 có nhiệt độ nóng chảy cao. Crom có ái lực mạnh với cacbon, tạo thành cacbit Cr7C3 và Cr23C6. Nó cũng có thể hòa tan trong cementit để thạo thành (Fe, Cr)3C hoặc tạo hỗn họp cacbit có hòa tan Fe như (Fe, Cr)23C6. Cacbit crom 1 20 50 40 50 60 70 80 Cr%ng.t. 0 có tính ổn định nhiệt cao hơn cementit: chúng bị hòa tan vào trong thép ở nhiệt độ cao hơn và quá trình hòa tan cũng xảy ra chậm hom (ờ thép cacbon bình thường, nhiệt độ A, là 710 °c, còn với thép không gi N crom là 900 °C). Otóỉữ Ỉ0 w t60 70 S0Cr,%kh.lg. Trên giản đồ Hình trạng thái Fe - Cr (hình 4-1Giản đồ trạng thái Fe Cr [2] 159 4-1 và hình 4-2), vùng tồn tại của dung dịch rắn y-austenit trong thép không gỉ crom thay đổi tùy theo hàm lượng crom và cacbon và một số nguyên tổ khác nữa như niken, molybden, v.v. Có thể thấy, ở hàm lượng trên 16% Cr và dưới 0,2% c , thép không còn chứa ỵ - austenit ở bất kỳ hàm lượng và nhiệt độ nào nữa. ực 1300 1100 900 0 0fi ụ ực/4 Hình 4-2 Vùng tồn tại dung dịch rắn ỵ-austenit theo hàm lượng cacbon và crom [2] Crom trong thép sẽ làm quá trình phân hủy ỵ - a bị chậm lại, làm giảm đáng kể tốc độ nguội tới hạn (đẩy đường cong phân hủy austenit dạng chữ c sang bên phải). Do đó, có thể xuất hiện mactenzit trong thép không gỉ crom, như là kết quả của quá trình biến đổi pha không khuyếch tán từ austenit, ngay cả khi lượng cacbon tương đổi nhỏ và tốc độ nguội chậm (nhỏ hơn và chậm hơn so với thép cacbon không hợp kim có cùng hàm lượng ca ...