듀플렉스 스테인리스강은 오스테나이트와 페라이트의 두 상으로 구성됩니다. 두 상의 비율이 약 50%인 경우, 듀플렉스 스테인리스강은 오스테나이트계 스테인리스강의 우수한 인성과 용접성을 갖고, 페라이트계 스테인리스강의 높은 강도와 내염화물 응력 내식성을 결합하여 오스테나이트계와 페라이트계 스테인리스강의 장점을 모두 갖습니다. 강철.
듀플렉스 스테인레스 스틸 2205는 스웨덴의 AvestaPolarit에서 생산됩니다. 상용 등급은 2205CodePlusTow입니다. ASTM 및 ASME의 A240 및 A480에 포함되었습니다. UNS 번호는 S32205입니다. 그것은 이중 스테인레스 스틸의 2세대에 속합니다. 2205CodePlusTow는 UNS 번호 S31803을 사용하는 동일한 이중 스테인리스 스틸 2205와 다릅니다. 이는 질소 함량의 하한을 높이고 유해한 금속상 석출 테스트를 통과합니다. 2205CodePlusTow는 용접 후 강도, 내식성 및 금속학적 안정성이 더 높습니다. 용접 조인트에서 균형 잡힌 2상 구조를 얻는 것은 쉽습니다. 높은 질소 함량은 유해한 금속상의 석출을 보다 효과적으로 억제하여 용접에 매우 유리합니다.
듀플렉스 스테인리스강 용접 제어 및 용접 후 검사는 용접 품질과 성능을 보장하기 위한 핵심 단계입니다. 용접 제어 측면에서 용접 속도, 전류 및 전압과 같은 용접 매개변수를 엄격하게 제어하여 용접 공정의 안정성과 용접 품질을 보장해야 합니다. 동시에 올바른 용접 방법과 용접 재료를 선택하는 것도 중요합니다. 이는 용접 조인트의 강도와 내식성에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다.
듀플렉스 스테인레스 스틸 2205는 용접성이 좋으며 용접시 저온 균열 및 고온 균열에 대한 민감도가 상대적으로 낮습니다. 일반적으로 용접 전에는 예열을 하지 않고, 용접 후에는 열처리를 하지 않습니다. 높은 질소 함량으로 인해 열 영향부의 단상 페라이트화 경향은 상대적으로 작습니다. 용접 재료를 합리적으로 선택하고 용접 라인 에너지를 적절하게 제어하면 용접 조인트가 종합적으로 좋은 성능을 발휘합니다.
뜨거운 균열에 대한 민감도는 오스테나이트계 스테인리스 강의 민감도보다 훨씬 작습니다. 이는 니켈 함량이 높지 않고, 불순물이 거의 없어 저융점 공융을 형성하기 쉽고, 저융점 액막 생성이 쉽지 않기 때문이다. 또한 고온에서 곡물이 급속히 성장할 위험이 없습니다.
듀플렉스 스테인레스강 용접의 주요 문제점은 용접부가 아니라 열영향부입니다. 용접 열 사이클의 작용 하에서 열 영향부는 급속 냉각 비평형 상태에 있고 냉각 후에는 항상 더 많은 페라이트가 유지되어 부식 경향이 증가하고 수소 유도 균열(취화)에 대한 민감도가 증가하기 때문입니다. ).
듀플렉스 스테인리스강은 페라이트 함량이 약 50%이고 취성도 475℃에 달하지만 페라이트계 스테인리스강만큼 민감하지는 않습니다.
듀플렉스 스테인리스강의 용접 공정 중 열 사이클의 작용에 따라 용접 금속 및 열 영향부의 조직이 일련의 변화를 겪습니다. 고온에서 모든 이중 스테인리스 강의 금속 조직은 페라이트로 구성되며 냉각 과정에서 오스테나이트가 석출됩니다. 오스테나이트 석출량은 여러 요인에 의해 영향을 받습니다.
이중 스테인리스강 용접 조인트의 기계적 특성과 내식성은 용접 조인트가 적절한 상 비율을 유지할 수 있는지 여부에 따라 달라집니다. 따라서 이중 조직을 보장하는 방법을 중심으로 용접이 수행됩니다. 페라이트와 오스테나이트의 양이 각각 50%에 가까울 때 성능이 더 좋고 모재의 성능에 가깝습니다. 이 비율을 변경하면 이중 스테인리스강 용접 조인트의 내식성과 기계적 특성이 감소합니다. 이중 스테인리스강 2205의 페라이트 함량의 최적 값은 45%입니다. 페라이트 함량이 너무 낮으면(<25%) 강도와 응력 부식 균열 저항성이 감소합니다. 페라이트 함량이 너무 높으면(>75%) 내식성이 손상되고 충격 인성이 감소합니다.
용접 접합부에서 페라이트와 오스테나이트 사이의 균형은 강철의 합금 원소 함량뿐만 아니라 용가재, 용접 열 사이클 및 보호 가스의 영향을 받습니다.
연구와 수많은 테스트에 따르면 모재의 질소 함량은 매우 중요합니다. 질소는 용접 후 용접 금속과 열 영향부에 충분한 오스테나이트가 형성되도록 하는 데 중요한 역할을 합니다. 질소는 니켈과 마찬가지로 오스테나이트를 형성하고 팽창시키는 원소이지만 질소의 능력은 니켈보다 훨씬 뛰어납니다. 고온에서 질소의 오스테나이트 안정화 능력은 니켈보다 커서 용접 후 단상 페라이트의 출현을 방지하고 유해한 금속상의 석출을 방지할 수 있습니다.
용접열사이클의 영향으로 자기용접이나 용가재의 조성이 모재와 같을 경우 용접금속 중의 페라이트 함량이 급격하게 증가하여 순수한 페라이트 조직까지 나타난다. 용접부의 과도한 페라이트 증가를 억제하기 위해 듀플렉스 스테인레스강의 용접 추세는 오스테나이트가 지배적인 용접 금속을 사용하는 것입니다. 일반적으로 용접 재료에 니켈을 늘리거나 질소를 추가하는 두 가지 접근 방식이 채택됩니다. 일반적으로 니켈 함량은 모재보다 2%~4% 더 높습니다. 예를 들어, 2205 필러 금속의 니켈 함량은 8%~10%만큼 높습니다. 니켈만을 증가시키는 충전재보다 질소 함유 충진재를 사용하는 것이 좋습니다. 두 원소 모두 오스테나이트 상의 비율을 증가시키고 안정화시킬 수 있지만, 질소를 첨가하면 금속간 상의 석출을 지연시킬 수 있을 뿐만 아니라 용접 금속의 강도와 내식성을 향상시킬 수 있습니다.
현재 충진재는 일반적으로 니켈을 증가시킨 다음 모재 함량에 해당하는 질소를 추가하는 것을 기반으로 합니다.
듀플렉스 스테인리스강 2205의 경우 텅스텐 불활성 가스 아크 용접에는 Sandvik22.8.3.L(ER2209) 용접 와이어를 사용하고 용접 재료의 요구 사항을 충족하기 위해 아크 용접에는 Avesta2205AC/DC 용접봉을 사용합니다. 듀플렉스 스테인레스강 2205와 합금 원소의 용접 재료의 이러한 특성은 용접 공정 매개변수, 즉 용접 라인 에너지 선택을 위한 특정 범위를 제공하며 이는 용접에 매우 유용합니다.
듀플렉스 스테인레스강 용접의 가장 큰 특징은 용접 열주기가 용접 조인트의 구조에 영향을 미친다는 것입니다. 상변화는 용접부와 열영향부 모두에서 발생하며 이는 용접 조인트의 성능에 큰 영향을 미칩니다. 따라서 다층 및 다중 패스 용접이 유리합니다. 후속 용접은 이전 용접에 열처리 효과를 줍니다. 용접 금속의 페라이트는 오스테나이트로 더 변형되어 오스테나이트가 지배하는 2상 구조가 됩니다. 용접부에 인접한 열 영향부의 오스테나이트 상도 그에 따라 증가하고 페라이트 입자를 미세화할 수 있으며 입자 및 입자 경계에서 탄화물 및 질화물의 석출을 감소시켜 전체 용접 조인트의 구조 및 성능을 크게 향상시킵니다. .
용접 공정 매개변수, 즉 용접 라인 에너지도 이중 구조의 균형에 중요한 역할을 합니다. 듀플렉스 스테인리스강은 고온에서 100% 페라이트이므로 라인에너지가 너무 작으면 열영향부가 빨리 냉각되어 오스테나이트가 석출될 시간이 없으며 과잉 페라이트는 상온에서 과냉각 상태로 유지됩니다. 라인 에너지가 너무 크고 냉각 속도가 너무 느리면 충분한 오스테나이트를 얻을 수 있지만 열 영향부에서 페라이트 결정립 성장과 σ 상과 같은 유해한 금속상의 석출을 유발하여 접합 취성을 유발합니다. .
위와 같은 상황을 피하기 위해서는 용접선 에너지와 층간 온도를 조절하고 용가재를 사용하는 것이 가장 좋은 방법이다.
텅스텐 불활성 가스 용접 시 아르곤 가스에 2% 질소를 첨가하면 확산으로 인한 용접 표면의 질소 손실을 방지할 수 있어 페라이트와 오스테나이트의 균형을 맞추는 데 도움이 됩니다.
용접 공정에서는 일반적으로 용접 라인 에너지 범위와 가장 높은 층간 온도를 지정해야 합니다. 일반적으로 라인 에너지는 110-215kJ/mm, 층간 온도는 150℃ 이하로 제어하는 것이 좋습니다.
일반적으로 예열은 필요하지 않습니다. 용접 전 작업물이 젖어 있거나 작업물 온도가 5℃ 이하인 경우 적절하게 예열해야 합니다. 제약이 크고 특히 벽이 두꺼운 구조인 경우도 있습니다. 100℃로 예열하는 것이 좋습니다. 예열에 대한 자세한 내용은 문의하시기 바랍니다. 옥시아세틸렌 화염이 재료 표면에 직접 닿아서는 안 되며, 뜨거운 지점이 나타나서는 안 됩니다.
