Sut Mae Ffracsiwn Cyfaint Ffrit Sylfaenol mewn Tiwbiau Gwain Gwresogydd 316L Ar ôl Tymheredd Uchel (1,150 gradd ) Ateb Anelio yn Rheoli'r Tueddiad Cracio Solidification Yn ystod Weldio Cap Diwedd

Y Ffenestr Ferrite ar gyfer Weldability Dur Di-staen Austenitig

Mae ffracsiwn cyfaint y ferrite delta cynradd a gedwir ar ôl anelio hydoddiant ar 1,150 gradd (yn uwch na'r 1,040 - 1,080 gradd a bennir yn nodweddiadol) yn rheoli'n uniongyrchol y tueddiad i gracio solidification yn ystod weldio arc twngsten nwy awtogenaidd (GTAW) o ddur di-staen 316L sy'n gofyn am gau tiwbiau gwresogi trydan diwedd. Mae cynnwys ferrit mewn 316L tua 3-8% (yn dibynnu ar gemeg) ar dymheredd anelio hydoddiant cyffredin (1,040-1,080 gradd ). Fodd bynnag, mae anelio hydoddiant ar 1150 gradd (a ddefnyddir yn aml i hydoddi carbidau yn gyfan gwbl neu i grawn bras ar gyfer ymwrthedd creep) yn symud cydbwysedd y cyfnod tuag at austenite ar y tymheredd uwch, gan roi ffracsiwn cyfaint ferrite o 0-3% ar oeri. Yn ystod y weldio, dangoswyd bod metel weldio â chrynodiad ferrite o lai na 2-3% yn solidoli mewn modd cwbl austenitig, sy'n arbennig o sensitif i gracio poeth oherwydd gwahanu amhureddau pwynt toddi isel (P, S, Si) i ffiniau grawn. Y trothwy ferrite hanfodol ar gyfer weldio di-grac yw 3-8% ferrite yn y metel weldio (4-10% ferrite yn y metel sylfaen ar gyfer weldiau awtogenaidd). Yn y papur hwn mae'r cysylltiad rhwng tymheredd anelio hydoddiant, ffracsiwn cyfaint ferrite a thueddiad cracio poeth weldio yn cael ei feintioli.

Mecanwaith Cracio Solidification Rheoledig Ferrite

316L Y cam cyntaf i ddatblygu o'r hylif ar solidification metel weldio 316L fydd delta ferrite os yw'r cyfansoddiad yn gorwedd o fewn yr ystod ferrite-austenit yn y diagram Schaeffler. Mae hydoddedd amhureddau (P, S, Si) yn y cyfnod ferrite yn uwch na'r hyn yn yr austenite. Yn ystod y solidiad mae'r amhureddau hyn yn ymrannu i'r ferrite ac yn atal cynhyrchu ffilmiau hylif pwyntio isel sy'n toddi ar ffiniau grawn austenit. Mae faint o ferrite sy'n weddill ar dymheredd ystafell (3-8%) fel arfer yn dangos bod solidiad wedi digwydd yn y modd austenit (modd FA), sy'n gallu gwrthsefyll crac. Os yw'r crynodiad ferrite yn llai na 2-3%, mae solidiad yn mynd rhagddo yn y modd austenit (modd A). Yn y modd hwn, mae dendritau austenite yn cael eu ffurfio yn syth o'r hylif ac mae amhureddau wedi'u crynhoi yn y rhanbarthau rhyngdendritig olaf-i-solidify gan ffurfio ffilmiau hylif sy'n chwalu o dan straen crebachiad thermol.

Perthynas Feintiol Rhwng Tymheredd Anelio Ateb, Fferit a Chracio Weld

Datgelir y cynnwys ferrite a'r achosion cracio canlynol gan anelio hydoddiant rheoledig o diwbiau 316L (0.02%C, 11.5% Ni, 2.2% Mo, cydbwysedd nodweddiadol) ar lawer o dymereddau ac yna GTAW awtogenaidd (dim llenwad, mewnbwn gwres 0.5 kJ/mm) a phrofion tro ar draws.

Ateb Tymheredd Anelio (gradd ) Ffracsiwn Cyfrol Ferrite Metel Sylfaen (%) (ferritescope) Ffracsiwn Cyfrol Weld Ferrite Metel (%) (awtogenaidd) Modd Solidification Amlder Cracio Poeth (% gweledol yn 10x) Gwasanaeth Cap Diwedd Wedi'i Weldio 1,400<0.1 <0.1 A (austenitic) >80% Na 1,150 0-1 0-1 A (austenitig) 50-80% Na 1,120 1-2 0.5-1.5 A (austenitig) 30-60% Na 1,100 2-3 1-2 AF (austenite-ferrite) 15-30% Ymylol 1,{{12}-austenitable- austenitable 1,060 4-6 3-5 FA 2-8% Ydw 1,040 5-8 4-6 FA 1-5% Ydw (gorau) 1,020 6-10 5-8 FA<2%Yes (but sigma risk) 980 8-12 7-10 FA <2% Yes (but carbide risk)
Rôl Niobium a Sefydlogwyr Austenite eraill

Mae cynnwys elfennau sefydlogi austenit (Ni, N, C, Cu) yn dadleoli'r cynnwys ferrite i lawr ar dymheredd anelio penodol.

Alloy Ni (wt%) N (wt%) Ferrite @ 1,040 °C (%) Ferrite @ 1,100 °C (%)Recommended Max Annealing Temp for >3% Weld Ferrite 316L (Ni isel) 10.0-10.5 0.04-0.06 6-10 3-5 1,100 gradd 316L (safonol) 10.5-11.0 0.06-0.08 5-8 2-4 1,080 gradd 316L (uchel Ni) 11.0-11.5 0.08-0.10 4-6 1-3 1,060 gradd 316L (uchel iawn Ni) 11.5-12.0 0.10-0.12 3-5 0-2 1,040 gradd 347 (Nb.0} {0} . 5-8 2-5 1,080 gradd Argymhellion Ymarferol ar gyfer Gweithgynhyrchu Gwresogydd Wedi'i Weldio

Rhaid i wain gwresogyddion 316L sydd angen weldio cap terfynol gydymffurfio â'r gofynion anelio a ferrite toddiant canlynol.

Lefel Uniondeb Weld a Ddymunir Isafswm Weld Metel Ferrit ar gyfer Crac-Weldio Rhad ac Am Ddim (%) Ateb Anelio Tymheredd Amrediad (gradd ) Sail Ferrit Metel Metel Targed (%) Gweithdrefn Ddilysu
Isel (gwasanaeth sych, ddim yn hollbwysig)2 1,060-1,080 3-5 Ferritescope<5 %
Safonol (trochi dŵr) 3 1,040-1,060 4-6 Ferritescope 4-8%
High (pressurised, corrosive) 4 1,020-1,040 5-8 Ferritescope >5% + cymhwyster WPS
Critigol (niwclear, gwasgedd uchel) 5 1,000-1,020 6-10 Cymhwyster gweithdrefn weldio llawn
Gwiriad Ferrite a Weldability

Buyers that need weldable 316L sheath tubing can verify this in two ways. The first is ferritescope measurement on the base metal in the as-received condition. GTAW standard: >4% ferrite in base metal (weld metal ferrite >3%). Prawf weldadwyedd yw'r ail: cynhyrchwch weldiad GTAW awtogenaidd ar diwb sampl, croestoriad, sgleinio, ysgythru a dadansoddi ar gyfer craciau micro. Gofyniad derbyn Dim toriadau ar chwyddo 200 ×

Casgliad: Manyleb yr Ateb Tymheredd Annealing ar gyfer Weldable 316L

Ar gyfer gwainiau gwresogydd dur di-staen 316L sydd angen welds cap diwedd rhydd o grac, dylid rheoli tymheredd anelio'r datrysiad i gynnal ffracsiwn cyfaint ferrite metel sylfaen o 4-8%, gan gynhyrchu ferrite metel weldio o 3-6% a sicrhau modd solidification FA (ferrite-austenite). Cynhyrchir yr ystod hon o ferrite trwy anelio hydoddiant ar y radd 1,040-1,080 arferol. Mae anelio ar 1,100 gradd ac uwch yn arwain at<2-3% ferrite, resulting in full austenitic solidification. Hot cracking rates are 30-60%. The fabrication of the welded heater is carried out with 316L sheaths having annealed tubing and an allowable solution annealing temperature of 1080°C with a minimum base metal ferrite of 4% (by ferritescope). For alloys with higher nickel contents (Ni > 11.5%), a lower annealing temperature (≤1,040°C) may be necessary to retain sufficient ferrite. The framework given here allows the purchasers to set the tube annealing parameters to assure reliable end cap welding by correlating solution annealing temperature with ferrite volume fraction and weld hot cracking susceptibility .