Vodiči za zavarivanje

Sadržaj ferita u zavarenim spojevima

Sadržaj ferita neophodan je u austenitnom zavarivanju kako bi se izbjegle vruće pukotine. Ferit formira granice zrna ferit-austenit koje kontroliraju sumpor i fosfor (elementi koji potiču vruće pucanje).

Potpuno austenitne naslage zavara od nehrđajućeg čelika osjetljive su na pucanje; proizvođači elektroda stoga uvode male, kontrolirane količine delta ferita u austenit prikladnom modifikacijom kemije metala zavara.

Stvaranje austenita u zavaru pospješuju nikal, ugljik i mangan. S druge strane, krom, molibden, silicij i kolumbij poznati su kao tvorci ferita. Uključivanje dušika značajno smanjuje sadržaj ferita.

Sadržaj ferita u nehrđajućem čeliku

Kada su udjeli ovih elemenata poznati, količina delta ferita u metalu zavara može se odrediti prema Schaefflerovom dijagramu ili DeLongovom dijagramu.

Općenito, ferit u austenitu je od pomoći kada su zavari ograničeni, a spojevi veliki. Ferit povećava razinu čvrstoće zavara.

U većini slučajeva nema značajan učinak na otpornost na koroziju, osim za 316 i 316L, gdje može biti štetan u nekim medijima.

Smatra se štetnim za žilavost u kriogenom radu i nepoželjnim u radu na visokim temperaturama gdje se može pretvoriti u krtu sigma fazu.

Što je ferit u metalurgiji?

Postoje tri alotropa željeza, ferit (α-Fe), BCC i FCC. Kubična (BCC) struktura je termodinamički najstabilnija faza željeza na sobnoj temperaturi.

Dakle, Ferit (α-Fe) je najstabilniji oblik željeza na sobnoj temperaturi. To je tjelesno centrirani kubni (BCC) kristal s atomima željeza na uglovima kocke i jednim atomom u središtu kocke. BCC struktura daje feritu njegovu visoku tvrdoću i snagu.
Curiejeva temperatura ferita je 769 °C (1418 °F). Iznad ove temperature, magnetizacija se smanjuje kako FCC kristalna struktura postaje povoljnija.

Ferit se koristi u mnogim primjenama gdje su potrebni čvrstoća i tvrdoća, kao što su automobilske opruge i alati. Također se koristi u magnetskim materijalima, kao što su magneti i električni motori, jer se može lako magnetizirati.

Koliki je feritni broj u zavarivanju?

Ferit je važan element u austenitnim zavarima. To je mjera količine sadržaja ferita u austenitnom nehrđajućem metalu.

Sadržaj ferita u zavaru može se odrediti brojnim metodama, ali najčešća je uporaba feritne sonde, kao što su Magne Gage, Severn Gage i Feritscope kalibrirani prema AWS A4.2/ISO 8249.

Poznavanjem kemije metala zavara, feritni broj se također može izračunati pomoću faznih dijagrama kao što su Delongov dijagram ili WRC dijagram.

Ferit se mjeri u feritnom broju ili postotku ferita. Do FN10 jednako je postotku ferita.

Dijagram feritnih brojeva

Dijagram feritnih brojeva u obliku dijagrama koji pokazuje odnos između sadržaja ferita u austenitnim nehrđajućim čelicima i njihovih kemijskih svojstava.

Prvi korak za korištenje tablice feritnih brojeva je pronaći kemijski sastav metala zavara.

Uz pomoć ove kemije zavara, vrijednosti ekvivalenta kroma i ekvivalenta nikla nalaze se pomoću sljedećih formula za WRC dijagram:

Nieq = Ni + 3 5 C + 2 0 N + 0,2 5 C u
Creq = Cr + Mo + 0,7Cb

Ove vrijednosti se ucrtavaju na dijagram, a rezultantni feritni broj se očitava s grafikona.

Dok WRC dijagram daje samo feritni broj, Delongov dijagram daje feritni broj i postotak ferita u zavarenim spojevima.

Minimalna razina ferita su austenitni zavari nehrđajućeg čelika

Austenitni zavari od nehrđajućeg čelika zahtijevaju najmanje FN 4 kako bi se eliminirala tendencija vrućih pukotina.

Legirni elementi za promoviranje ferita

Dodavanje određenih legirajućih elemenata čeliku može pospješiti stvaranje ferita. Ovi elementi uključuju:

Krom (Cr)
Molibden (Mo)
Titan (Ti)
Niobij (Nb, koji se naziva i kolumbij)

Dodatak ovih elemenata može pomoći u poboljšanju mehaničkih svojstava čelika promicanjem stvaranja ferita.

Legirni elementi koji promoviraju austenit

Legirajući elementi koji potiču austenit su oni koji povećavaju količinu austenita u materijalu.

To može biti korisno iz više razloga, uključujući povećanu čvrstoću i rastegljivost. Legirajući elementi koji potiču austenit su:

nikal
Mangan
Ugljik
Dušik

Mangan je jedan od najvažnijih elemenata koji promiču austenit. Dodaje se čelicima kako bi se povećala količina prisutnog austenita. To rezultira ukupnim povećanjem snage i žilavosti.

Ugljik je također važan element za povećanje količine prisutnog austenita. Međutim, previše ugljika može rezultirati lomljivošću, pa se mora pažljivo kontrolirati. Ostali elementi koji mogu imati ovaj učinak uključuju dušik i nikal.

Feritni broj u nehrđajućem čeliku 316l

feritni broj u nehrđajućem čeliku 316l je unutar raspona od 10 FN – 20 FN. Proizvođači zavarivanja. API 582 ograničava feritni broj na 316L maksimalno 10 FN prije PWHT.

Žica za zavarivanje 316L ima feritni broj približno 5FN. Žica za zavarivanje ER316LMn tipa 316L ima najniži feritni broj, maksimalno 0,5FN. (Ref: ASME odjeljak IIC, SFA 5.9).

Feritni broj u nehrđajućem čeliku 308L

Feritni broj u nehrđajućem čeliku 308L je približno 10 FN. API 582 ograničava feritni broj u 308L na maksimalno 10 FN prije PWHT. Zavar napravljen s E308LMo može imati FN veći od 15 FN (Budući da je molibden legirajući element koji promovira ferit).

Feritni broj u nehrđajućem čeliku 309L

Feritni broj u nehrđajućem čeliku 309L je oko 12 FN. Zavar napravljen s ER309LMo ima višu razinu ferita do 18 FN. (Ref: ASME odjeljak IIC, SFA 5.9).

Feritni broj u nehrđajućem čeliku 304l

API 582 ograničava feritni broj u 304L na maksimalno 10 FN prije PWHT.

Feritni broj u nehrđajućem čeliku 347

Feritni broj u nehrđajućem čeliku 347 mora imati najmanje 5 FN. To je potrebno kako bi zavar bio otporan na vruće pukotine. Raspon feritnog broja za 347 je od 5FN do 11 FN prema API 582.

Kada se nehrđajući čelik 347 zavaruje elektrodom za zavarivanje E16-8-2, feritni broj mora biti u rasponu od 1-5 FN (Ref: API 582).

Feritni broj u nehrđajućem čeliku 304l

Feritni broj mora biti u rasponu od 30 do 65% (ovaj raspon u postotku ferita) za Duplex i Super duplex zavare od nehrđajućeg čelika (2209, 2553 i 2594).

Za pretvaranje FN u % ferit, koristite sljedeću formulu: