Inox – Thép không gỉ cách chế tạo và đặc tính kỹ thuật

Chế tạo thép không gỉ

Giới thiệu
Thép không gỉ – Inox, đặc biệt là dòng austenit, có thể được chế tạo bằng bất kỳ phương pháp chế tạo thông thường nào. Loại Austenit thường được sử dụng có thể được tạo thành dạng tấm, cuộn tròn, láp, lục giác, ống, cán nóng hoặc cán nguội, được rèn hoặc uốn cong và gấp lại với một lực mạnh, do cường độ cao của vật liệu và tỷ lệ cứng hoàn hảo.
Inox thuộc dòng Austenit có độ dẻo rất cao, cho phép chúng được chế tạo ra những sản phẩm dập sâu. Một số kim loại khác cũng có khả năng này nhưng không tốt bằng Inox.

Làm cứng Inox
Tất cả kim loại có thể được làm cứng sau khi làm lạnh, Inox cũng vậy. Inox dòng Austenit có xu hướng làm cứng ở một tốc độ nhanh hơn, nhưng tỷ lệ làm cứng của series 400 là hơi cao hơn so với thép cacbon. Tỷ lệ làm lạnh nhanh của thép austenit làm cho chúng thích hợp cho các ứng dụng có tính chống ăn mòn cao và sức mạnh, chẳng hạn như sản xuất lò xo trong môi trường ăn mòn.

Tuy nhiên, như thép hợp kim thấp và thép cacbon, thép không gỉ martensitic có thể được làm cứng bằng cách xử lý nhiệt như làm nguội và ủ. Làm lạnh có thể làm cứng thép không rỉ ferit, như các lớp austenit. Tuy nhiên, tỷ lệ cứng rắn của rất thấp và do đó rất khó để đạt được độ bền cao.

Độ nhiễm từ
Các loại thép có tỷ lệ cứng cao nhất thường có độ nhiễm từ tính cao.

Dập sâu
Các tính chất bền kéo của Inox, như Inox 301, Inox 302 và Inox 304, có thể được tăng lên đến 2000 MPa bằng các phương pháp xử lý nguội như dập nguội. Tuy nhiên, giá trị độ bền kéo cao như vậy chỉ giới hạn ở kích thước mỏng. Với sự gia tăng kích thước của vật liệu, việc làm lạnh cần thiết để đạt được tính chịu lực cao sẽ không phù hợp, do tốc độ làm việc nhanh của các phần bề mặt lớn. Thí dụ, thép thanh dẻo loại 304 cán nguội, dày 6mm, giảm 15% diện tích sẽ có độ bền cuối cùng khoảng 800 MPa. Ngược lại, một loại thép vòng 30 mm 60 mm, được làm lạnh với tỷ lệ giảm tương tự sẽ cho thấy sức bền cuối cùng trong toàn bộ mặt. Tuy nhiên, phần tròn 60mm sẽ có tính chịu lực thấp nếu được gia công từ trung tâm của nó, trong khi phần tròn 6mm sẽ có cùng một phần. Hơn nữa, thép tròn 6mm có thể được làm lạnh để đạt được tính chịu lực cao, trong khi phần tròn 60mm phải được ủ để làm lạnh thêm, do độ cứng cao.

Độ cứng các loại inox
Series 400 có từ tính ở nhiệt độ phòng, và chúng sẽ làm cứng ở tốc độ tương đương với thép cacbon thấp. Các sản phẩm dây của dòng sản phẩm này có thể được làm lạnh để đạt được tính chịu lực cao tới khoảng 1000 MPa. Tuy nhiên, các sản phẩm thanh thường được làm lạnh ở tốc độ cao hơn 850 MPa. Các loại thép Phosphit không được xử lý bằng nhiệt, nhưng các loại thép thuộc dòng Martensit được xử lý bằng nhiệt và ủ, để đạt được tính chống ăn mòn và tính cơ lý cao nhất. Tỉ lệ làm cứng có xu hướng giảm với sự gia tăng nhiệt độ. Sự thay đổi tỷ lệ này có thể được quan sát ở nhiệt độ thấp 80 ° C.

Tốc độ biến dạng thấp
Không giống các loại thép cacbon có cùng hình dạng ở mọi điều kiện hoạt động, thép không gỉ – Inox chịu sự biến dạng nghiêm trọng ở tốc độ chậm trong quá trình làm lạnh.

Gia công
Nói chung, thép không gỉ austenit rất khó để chế tạo. Vì lý do này, các nhà chế tạo đã chế tạo một loại thép phục vụ cho chuyên ngành gia công tự do đó chính là Inox 303. Các phiên bản gia công tự do cũng có sẵn cho các loại thép martensitic và ferit. Inox 416 và Inox 430F cho thấy khả năng gia công cải tiến hơn, do sự có mặt của sulfua mangan.
Các loại Inox dùng cho gia công tự do có tính chống ăn mòn thấp hơn so với các loại khác, do sự có mặt của các phi kim loại. Những lớp này không nên được sử dụng trong các điều kiện khắc nghiệt, như môi trường biển, vì chúng sẽ bị tấn công ăn mòn rám nắng. Những lớp có mức lưu huỳnh cao đã làm giảm tính dẻo dai và do đó chúng không bị uốn cong, hàn hoặc làm nguội.

Quy phạm gia công Inox
Dưới đây là một số quy tắc chung về gia công áp dụng cho hầu hết các loại thép không gỉ:

  • Sử dụng chất bôi trơn và chất làm mát phù hợp là cần thiết. Một lượng lớn nhiệt tạo ra trong quá trình gia công các hợp kim austenit sẽ được tập trung ở các cạnh cắt của các dụng cụ do thép austenit thấp.
  • Nguồn cấp dữ liệu liên tục là điều cần thiết để đảm bảo bố trí công việc đúng cách.
  • Dụng cụ lớn có thể được sử dụng để hỗ trợ tản nhiệt.
  • Cần có một số khoảng trống lớn để ngăn cản công cụ cản trở công việc.
  • Mặc dù cần phải cắt giảm nhẹ, nhưng độ sâu của mỗi vết cắt nên đủ để ngăn cản công cụ này đẩy mạnh quá trình làm việc.
  • Cạnh cắt của các dụng cụ cần phải được giữ sắc nét, vì các công cụ mờ làm cho kính và làm việc cứng của bề mặt kim loại. Mài mòn nên được thực hiện bằng máy mài ngay sau khi chất lượng cắt giảm.
  • Công cụ máy cần phải chắc chắn và không rung, và phải có đủ công suất.

Hàn
Thép không gỉ có các mối hàn khác nhau, các hàn và vật liệu hàn khác nhau, và gần như tất cả các thép không gỉ có thể được hàn. Các loại Austenit là những kim loại dễ hàn. Khả năng hàn của thép không gỉ phụ thuộc vào nhóm mà chúng thuộc về. Tiêu chuẩn Úc AS 1554.6 cung cấp một số điều kiện tiên quyết cho việc hàn kim loại và bao gồm các kết cấu thép không gỉ. Các vật liệu hàn có đủ tiêu chuẩn để hàn các kim loại khác nhau, hoặc cùng một loại kim loại, có thể được đề cập đến trong Bảng 4.5.1 của AS 1554.6. Tiêu chuẩn này cũng bao gồm các đặc tả của các quy trình hàn phù hợp với mọi ứng dụng.

Inox dòng Austenitic
Các loại Inox austenit dễ dàng hàn bằng tất cả các quy trình hàn điện thông thường, sử dụng nhiều loại vật liệu hàn và thiết bị tiêu chuẩn. Việc sử dụng các lớp ổn định hoặc các lớp có hàm lượng carbon thấp để hàn các sản phẩm phần nặng sẽ giải quyết vấn đề ăn mòn và nhạy cảm giữa các hạt. Vật liệu mỏng có thể được hàn nhanh vì sự nhạy cảm phụ thuộc vào thời gian hoặc nhiệt độ. Cần lưu ý rằng, nếu chế tạo đã trở nên nhạy cảm trong quá trình hàn, khả năng ăn mòn của vật liệu có thể được phục hồi bằng cách xử lý đầy đủ các giải pháp.
Loại gia công tự do loại 303 chịu sự nứt nóng, và do đó nó không được ưa thích cho các ứng dụng hàn. “Ugima” cải tiến các lớp gia công, “Ugima 304” và “Ugima 316”, cung cấp khả năng gia công hợp lý và khả năng hàn tốt.

Inox dòng Duplex
Thép không gỉ Duplex có khả năng hàn tốt, mặc dù không tốt như các lớp Austenit. Tất cả các phương pháp hàn tiêu chuẩn có thể được sử dụng cùng với nhiều loại hàng tiêu dùng. Một trong những ưu điểm của thép không gỉ duplex là chúng có hệ số giãn nở nhiệt thấp khi so sánh với thép không gỉ austenit.

Thép không gỉ dòng Martensitic
Các loại thép không gỉ Martensitic (trừ lớp tự do cao có lưu huỳnh cao Inox 416) có thể được hàn thường xuyên với các thanh lót austenit để cải thiện độ dẻo của thép. Tuy nhiên, phải cẩn thận vì chúng tạo thành các vùng giòn và cứng nằm sát với mối hàn. Vết nứt cũng có thể xảy ra ở các khu vực này, và do đó cần thận trọng cần được thực hiện với các phương pháp xử lý trước và sau khi hàn.

Thép không gỉ dòng Ferritic
Các loại ferritic không có tính hàn tốt do thiếu tính mềm dẻo, nhạy cảm và tăng trưởng hạt quá mức. Xử lý sau hàn có thể được sử dụng để giải quyết một số vấn đề này. Filler kim loại, giúp tăng cường dẻo dai cho mối hàn, có thể có độ austenit hoặc có thành phần tương tự. Vấn đề tăng trưởng hạt quá mức là vô cùng khó khăn để vượt qua, và do đó, hầu hết các loại chỉ được hàn trong các máy đo mỏng. Ổn định ferritic lớp thể hiện khả năng hàn tốt hơn khi so sánh với điểm không ổn định.
Lớp 3CR12 là loại ferrit độc quyền có hàm lượng carbon rất thấp. Nó có thể được hàn ngay cả trong một tấm tấm nặng. Đối với các loại ferritic khác, việc sử dụng chất lót bằng thép không rỉ austenit là bình thường.

Cách Hàn kim loại không giống nhau
Câu chuyện liên quan
Thép không rỉ – Tính chất làm lạnh
Thép không gỉ – Vệ sinh, Chăm sóc và Bảo trì
Thép không rỉ – Nhiệt độ Nhiệt độ Cao
Hàn các kim loại khác nhau, như các lớp 304 và 430, có thể được thực hiện với một số biện pháp phòng ngừa. Các que hàn austenit hợp kim quá mức, chẳng hạn như lớp 309, được khuyến cáo để làm giảm tác động pha loãng trên thép không gỉ. Sơ đồ Schaeffler cho thấy thành phần của trầm tích hàn được tạo ra từ việc hàn lớp không giống nhau. AS 1554.6 cung cấp một bảng chỉ định các vật liệu tiêu chuẩn đã được tiêu chuẩn hóa cho mỗi sự kết hợp của các mối hàn kim loại không giống nhau

Hàn mềm
Một kim hàn chì-thiếc có thể được sử dụng để hàn tất cả các loại thép không gỉ. Nên tránh các chất hàn chì nếu sản phẩm đang được hàn cho các ứng dụng như vận chuyển, phục vụ hoặc chế biến thực phẩm. Các mối hàn tương đối yếu so với cường độ của thép, và do đó, phương pháp này không nên được sử dụng khi độ bền cơ học phụ thuộc vào mối hàn. Sức mạnh có thể được cải thiện nếu các cạnh được đinh tán, tại chỗ hàn.

Khuyến nghị
Các thủ tục được đề nghị cho hàn như sau:
Các bề mặt thép phải sạch sẽ và không bị oxy hóa.
Một bề mặt thô làm tăng sự dính chặt của mối hàn, và, do đó, làm thô với giấy thô mài mòn, file hoặc mài bánh xe được ưa thích.
Thông lượng axit phosphoric được khuyến cáo. Axít hydrochloric không được khuyến cáo vì chúng cần được trung hòa sau khi hàn.
Flux nên được thực hiện bằng cách sử dụng một bàn chải chỉ để các khu vực đang được hàn.
Có thể sử dụng sắt nóng lớn. Nhiệt độ để hàn thép không gỉ có thể được duy trì như thép cacbon, nhưng cần thời gian lâu hơn, do tính dẫn nhiệt thấp của thép không gỉ.
Có thể sử dụng bất kỳ loại hàn nào, nhưng ít nhất 50% thiếc được khuyến cáo. Hàn với 30-40% chì và 60-70% thiếc có sức mạnh lớn hơn và phù hợp màu sắc tốt hơn.

Hàn (Bạc Soldering)
Hàn sét được sử dụng khi hàn là không thể và một khớp mạnh là cần thiết. Nó rất hữu ích cho việc gia nhập niken, đồng, thép không gỉ, đồng và các kim loại màu khác. Khả năng chống ăn mòn của một khớp được tạo ra bằng cách hàn sẽ thấp hơn một chút so với thép không gỉ, nhưng các khớp nối bằng brazed đáp ứng các yêu cầu trong điều kiện hoạt động ăn mòn và điều kiện ăn mòn nhẹ.

Khuyến cáo cách hàn bạc
Sau đây là các thủ tục được đề nghị cho brazing:
Sử dụng hợp kim đồng bạc với các điểm nóng chảy từ 590-870 ° C.
Loại bỏ các chất bẩn và oxit khỏi bề mặt thép và áp dụng ngay chất thông lượng.
Một ngọn lửa giảm nhẹ nên được sử dụng để thống nhất làm nóng khớp.
Đối với các công việc sản xuất cao, sử dụng lò nung bầu khí quyển có kiểm soát hoặc sưởi ấm cảm ứng.
Loại bỏ tất cả các dòng chảy còn lại bằng nước nóng, hoặc hơi nước áp suất cao, sau khi hàn.
Khi hàn lớp 430, sử dụng chất hàn bạc chứa 3% niken. Kết hợp với các lớp austenit, hợp kim này giúp giảm sự ăn mòn của khe hẹp.
Bảng dưới đây phác thảo các khuyến cáo khác nhau cho việc hàn thép không gỉ.

Grade

Pre-heat

Post Weld Heat Treatment

Filler

304

(a)

Cool rapidly from 1010-1090°C only if corrosion conditions are severe.

308L

304L

(a)

Not required

308L

309

(a)

Usually unnecessary, as this grade is generally used at high temperatures (b).

309

310

(a)

As for 309

310

316

(a)

Cool rapidly from 1060-1150°C if corrosion conditions are severe

316L

316L

(a)

Not required

316L

321

(a)

Not required

347

347

(a)

Not required

347

410

(c)

Air cool from 650-760°C

410 (d)

430

(c)

Air cool from 650-760°C

430 (d)

434

(c)

Air cool from 760-790°C

430 (d)

3CR12

nil

Not required

309 (e)

2205

(f)

Not generally required

2209

Notes

  1. Unnecessary when the steel is above 15°C.
  2. Where corrosion is a factor, 309S and 310S (0.08% carbon maximum) are used, with a post-weld heat treatment of cooling rapidly from 1120-1180°C.
  3. Pre-heat at 200-320°C; a light gauge sheet is frequently welded without pre-heat.
  4. May be welded with 308L, 309 or 310 electrodes without pre-heat if the steel is above 15°C.
  5. May be welded with 309, 309L, 309Mo, 309MoL, 316L or 308L.
  6. If temperature below 10°C a 50°C pre-heat is recommended.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *