स्टेनलेस स्टील्स की वेल्डिंग

स्टेनलेस स्टील्स को कई अन्य धातुओं की तुलना में अच्छी वेल्डेबिलिटी माना जाता है और सही सेटअप और स्थितियों के तहत कई अलग -अलग वेल्डिंग तकनीकों का उपयोग करके सफलतापूर्वक वेल्डेड किया जा सकता है।

ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स
सामान्य तौर पर, ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स वेल्डिंग के बाद क्रैकिंग का खतरा नहीं होता है। चूंकि वे ठंडा होने पर सख्त नहीं होते हैं, इसलिए उन्हें अच्छी क्रूरता और लचीलापन होता है और उन्हें पूर्व या पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट की आवश्यकता नहीं होती है। हालांकि, कुछ मामलों में, क्रैकिंग वेल्ड (या भराव) धातु या गर्मी प्रभावित क्षेत्र (HAZ) में हो सकती है।

The welding of stainless steels

पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक संरचनाएं फेराइट की छोटी मात्रा के साथ संरचनाओं की तुलना में वेल्ड धातु जमने के लिए अधिक अतिसंवेदनशील होती हैं, क्योंकि पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक संरचनाएं फेराइट की छोटी मात्रा के साथ संरचनाओं की तुलना में क्रैकिंग के लिए अतिसंवेदनशील होती हैं। पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक ग्रेड में ग्रेड 310, 320 और 330 शामिल हैं। हालांकि, चूंकि सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किए जाने वाले ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स में वास्तव में फेराइट की छोटी मात्रा होती है, यह वास्तव में एक समस्या से कम है जितना कि यह लग सकता है! उदाहरण के लिए, 316 मिश्र धातु में 3% और 10% फेराइट होता है। फर्मोनिक 50 (XM -19, UNS S20910, 1.3964, नाइट्रोनिक 50), फर्मोनिक 60 (UNS S21800, नाइट्रोनिक 60) और 254 मिश्र (UNS S31254, 1.4547, 254SMO, 6MO) में फाराइट की छोटी मात्रा भी होती है। फेराइट माइक्रोस्ट्रक्चर की छोटी मात्रा अशुद्धियों को भंग करने में सक्षम है जो इंटरड्रेंड्रिटिक क्रैकिंग या कम पिघलने बिंदु अलगाव गठन का कारण बन सकती है। ये अशुद्धियाँ फास्फोरस या सल्फर की उपस्थिति से संबंधित हैं, जिन्हें ट्रम्प तत्व माना जाता है क्योंकि वे जानबूझकर नहीं जोड़े जाते हैं, लेकिन शुरुआती स्क्रैप, कच्चे माल और प्रक्रियाओं से अवशोषित होते हैं।

ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स में कार्बन की उपस्थिति वेल्डिंग के बाद वेल्ड मेटल या हीट प्रभावित ज़ोन (HAZ) में इंटरग्रेन्युलर जंग का कारण बन सकती है। क्रोमियम कार्बाइड 550-900 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स के अनाज की सीमाओं पर बनता है। इसका मतलब यह है कि कार्बाइड्स के आसपास के क्षेत्र में क्रोमियम सामग्री कम हो जाती है क्योंकि मूल धातु में क्रोमियम का प्रसार बहुत धीमा होता है। इसलिए, कम क्रोमियम सामग्री वाले इन क्षेत्रों में संक्षारण प्रतिरोध कम होता है और किसी भी संक्षारण में यहां शुरू होने की सबसे अधिक संभावना होती है। यह घटना वेल्डिंग के दौरान तापमान के कारण हो सकती है और इसे संवेदीकरण के रूप में जाना जाता है।

कम कार्बन सामग्री वेल्डिंग के बाद संवेदीकरण की संभावना को कम करती है। इसलिए, कई मानक ग्रेड में कार्बन सामग्री काफी कम होती है, जैसे कि 316L मिश्र धातु (कार्बन सामग्री <0। 0 3%) और 316 मिश्र धातु (कार्बन सामग्री <0.08%) और भी कम।

स्थिर ग्रेड (जैसे कि 316ti मिश्र धातु) ने टाइटेनियम के अलावा उच्च तापमान गुणों में सुधार किया है। यह भी संवेदीकरण को कम करता है क्योंकि धातु में मौजूद कोई भी कार्बन क्रोमियम के बजाय टाइटेनियम के साथ अधिमानतः गठबंधन करेगा।

अंत में, यदि ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स को लंबे समय तक 550-900 ° C के उच्च तापमान के संपर्क में लाया जाता है, तो उनमें छोटी मात्रा में फेराइट की छोटी मात्रा में हानिकारक सिग्मा चरण बनाने की क्षमता होती है। यह तंत्र डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स के लिए नीचे वर्णित है।

डुप्लेक्स और सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स
सबसे आम ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स के साथ, माइक्रोस्ट्रक्चर में फेराइट की छोटी मात्रा की उपस्थिति वेल्डिंग के दौरान गर्म दरार की संभावना को कम करने में मदद करती है। यह निश्चित रूप से एक समस्या नहीं है कि डुप्लेक्स और सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स में ऑस्टेनाइट और फेराइट के लगभग समान अनुपात हैं। इसलिए डुप्लेक्स स्टील्स वेल्ड करना आसान है, लेकिन एक अवांछनीय माइक्रोस्ट्रक्चर बनाने से बचने के लिए वेल्डिंग प्रक्रिया को सत्यापित और नियंत्रित किया जाना चाहिए।

डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स के साथ मुख्य समस्या फेराइट के परिवर्तन के माध्यम से एक सिग्मा चरण माइक्रोस्ट्रक्चर बनाने की उनकी प्रवृत्ति है। यह परिवर्तन तापमान और समय की एक सीमा पर होता है, जिसे टीटीटी (तापमान-समय-परिवर्तन) आरेख द्वारा सबसे अच्छा दिखाया जा सकता है। सिग्मा चरण एक गैर-चुंबकीय इंटरमेटालिक चरण है जो लोहे और क्रोमियम में समृद्ध है। सिग्मा चरण के आसपास के क्षेत्र में कम क्रोमियम सामग्री होती है और इसलिए यह बहुत कम संक्षारण प्रतिरोधी होता है। इसके अलावा, सिग्मा चरण में फेराइट का परिवर्तन voids बना सकता है, जिससे दरारें की उपस्थिति हो सकती है और यांत्रिक शक्ति को काफी कम कर सकता है, विशेष रूप से प्रभाव को प्रभावित करता है। इसलिए, उच्च तापमान के संपर्क में आने पर उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और डुप्लेक्स और सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स के यांत्रिक गुण पूरी तरह से खो जाते हैं।

टीटीटी ग्राफ से पता चलता है कि फेरालियम 255 (UNS S32550, F61, 1.4507) S32760 (F55, 1.4501, Zeron 100), S32750 (F53, 1.4410, SAF2507), या S32205 (F51,) जैसे ग्रेड की तुलना में सिग्मा चरण बनाने की संभावना है।

सिग्मा चरण के गठन से बचने के लिए, वेल्डिंग की स्थिति को नियंत्रित करने के लिए नियंत्रित किया जाना चाहिए ताकि वेल्डिंग तापमान बनाए रखा जा सके। जैसा कि टीटीटी ग्राफ में दिखाया गया है, सिग्मा चरण 800-900 डिग्री सेल्सियस के आसपास तापमान पर अपेक्षाकृत कम समय में बन सकता है। वेल्ड क्षेत्र के सापेक्ष मूल सामग्री के बड़े आकार के कारण, वेल्डिंग गर्मी आमतौर पर जल्दी से विघटित हो जाती है। कम तापमान पर लंबे समय तक वेल्डिंग अंततः एक ही microstructural परिवर्तन की ओर ले जाएगा। इसलिए, मल्टी-पास वेल्डिंग के लिए, वेल्डिंग तापमान को सीमित करना महत्वपूर्ण है। यह वेल्डिंग हीट इनपुट को कम करके और वेल्ड पास के बीच कुछ शीतलन या ठहराव प्रदान करके प्राप्त किया जा सकता है।

वेल्डिंग डुप्लेक्स और सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स में एक और बड़ी चुनौती एक संतुलित ऑस्टेनाइट को बनाए रख रही है: फेराइट माइक्रोस्ट्रक्चर। वेल्ड धातु क्षेत्र में, नाइट्रोजन हानि आमतौर पर होती है। चूंकि नाइट्रोजन ऑस्टेनाइट के लिए एक स्टेबलाइजर है, वेल्ड क्षेत्र में नाइट्रोजन की हानि फेराइट का एक बढ़ा हुआ अनुपात है, जिसके परिणामस्वरूप यांत्रिक और संक्षारण गुणों का नुकसान होता है। यह एक ओवर-ऑलॉयड फिलर मेटल का चयन करके, यानी एक उच्च निकल सामग्री (एक और ऑस्टेनाइट स्टेबलाइजर) के साथ, या नाइट्रोजन को परिरक्षण गैस के रूप में उपयोग करके, वेल्ड धातु नाइट्रोजन की छोटी मात्रा को अवशोषित करने के लिए दूर किया जा सकता है।