स्टेनलेस स्टील्स की वेल्डिंग
स्टेनलेस स्टील को कई अन्य धातुओं की तुलना में अच्छी वेल्डेबिलिटी माना जाता है और इसे सही सेटिंग्स और शर्तों के साथ कई अलग-अलग तकनीकों द्वारा सफलतापूर्वक वेल्ड किया जा सकता है।
ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स
सामान्यतया, ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील वेल्डिंग के बाद टूटने के प्रति असंवेदनशील होते हैं। चूंकि वे ठंडा होने पर कठोर नहीं होते हैं, वे अच्छी कठोरता और लचीलापन प्रदर्शित करते हैं, जबकि वेल्ड से पहले या बाद में गर्मी उपचार की कोई आवश्यकता नहीं होती है। हालाँकि, चुनिंदा परिस्थितियों में वेल्ड (या फिलर) धातु या गर्मी प्रभावित क्षेत्र (HAZ) में दरार पड़ सकती है।
पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक संरचनाओं में वेल्ड धातु के जमने की दरार पड़ने की संभावना अधिक होती है, जो थोड़ी मात्रा में फेराइट युक्त संरचनाओं की तुलना में अधिक दरार संवेदनशील होती हैं। पूरी तरह से ऑस्टेनिटिक ग्रेड में 310, 320 और 330 ग्रेड शामिल हैं। हालाँकि, चूंकि सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील में वास्तव में थोड़ी मात्रा में फेराइट होता है, तो यह वास्तव में पहली नज़र में दिखाई देने वाली समस्या से कम है! उदाहरण के लिए, मिश्र धातु 316 में 3% से 10% फेराइट होगा। फर्मोनिक 50 (एक्सएम-19, यूएनएस एस20910, 1.3964, नाइट्रोनिक 50), फर्मोनिक 60 (यूएनएस एस21800,नाइट्रोनिक 60) औरमिश्रधातु 254(UNS S31254, 1.4547, 254SMO, 6Mo) में इसी तरह फेराइट का एक छोटा सा अनुपात होता है। मौजूद फेराइट माइक्रोस्ट्रक्चर की यह छोटी मात्रा अशुद्धियों को घोलने में सक्षम है जो अंतर-डेंड्रिटिक दरारें या कम पिघलने वाले तापमान पृथक्करण का कारण बन सकती है। ये फॉस्फोरस या सल्फर की उपस्थिति से संबंधित हैं, जिन्हें आवारा तत्व माना जाता है क्योंकि इन्हें जानबूझकर नहीं जोड़ा जाता है, बल्कि शुरुआती स्क्रैप, कच्चे माल और प्रक्रिया से उठाया जाता है।
ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स में कार्बन की उपस्थिति से वेल्डिंग के बाद वेल्ड धातु या HAZ में अंतर-क्षरण हो सकता है। क्रोमियम कार्बाइड 550-900 डिग्री तापमान रेंज में ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स की अनाज सीमाओं पर बनते हैं। इसका मतलब यह है कि कार्बाइड के आसपास के क्षेत्रों में अब क्रोमियम की मात्रा कम है, क्योंकि मूल धातु के भीतर क्रोमियम का प्रसार बहुत धीमा है। इसलिए कम क्रोमियम सामग्री वाले ये क्षेत्र संक्षारण के प्रति कम प्रतिरोधी होते हैं, और जो भी क्षरण होता है उसकी शुरुआत यहीं होने की सबसे अधिक संभावना होती है। यह घटना वेल्डिंग के दौरान अनुभव किए गए तापमान के कारण हो सकती है और इसे संवेदीकरण के रूप में जाना जाता है।
कम कार्बन सामग्री होने से वेल्डिंग के बाद संवेदनशीलता की संभावना कम हो जाएगी। इसलिए, कई मानक ग्रेड काफी कम कार्बन सामग्री के साथ उपलब्ध हैं, जैसेमिश्र धातु 316एल(सी < {0}}.03%) मिश्र धातु 316 (सी < 0.08%) की तुलना में।
मिश्र धातु 316टीआई जैसे स्थिर ग्रेड ऊंचे तापमान पर गुणों में सुधार के लिए टाइटेनियम के अतिरिक्त का उपयोग करते हैं। इससे संवेदीकरण भी कम हो जाता है क्योंकि धातु में मौजूद कोई भी कार्बन क्रोमियम के बजाय टाइटेनियम के साथ अधिमानतः संयोजित होगा।
अंत में, यदि ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स को विस्तारित अवधि के लिए 550-900डिग्री सेल्सियस के बीच उजागर किया जाता है तो मौजूद फेराइट की थोड़ी मात्रा से हानिकारक सिग्मा चरण का निर्माण संभव है। डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स के लिए यह तंत्र नीचे कवर किया गया है।
डुप्लेक्स और सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स
सबसे आम ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स की तरह, माइक्रोस्ट्रक्चर में कुछ फेराइट की उपस्थिति वेल्डिंग के दौरान गर्म क्रैकिंग की संभावना को सीमित करने में मदद कर सकती है। यह देखते हुए कि डुप्लेक्स और सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स में ऑस्टेनाइट और फेराइट का अनुपात लगभग बराबर है तो यह निश्चित रूप से कोई मुद्दा नहीं है। इसलिए, डुप्लेक्स स्टील्स आसानी से वेल्ड करने योग्य होते हैं, लेकिन अवांछित माइक्रोस्ट्रक्चर बनाने से बचने के लिए वेल्डिंग प्रक्रिया योग्य और नियंत्रित होनी चाहिए।
डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स के साथ मुख्य मुद्दा फेराइट के परिवर्तन से सिग्मा चरण माइक्रोस्ट्रक्चर बनाने की उनकी प्रवृत्ति है। यह परिवर्तन विभिन्न तापमानों और समयों की एक श्रृंखला में होता है, जैसा कि टीटीटी (तापमान-समय - परिवर्तन) चार्ट में सबसे अच्छा प्रदर्शन किया गया है। सिग्मा एक गैर-चुंबकीय इंटरमेटेलिक चरण है, जो लौह और क्रोमियम से समृद्ध है। सिग्मा चरण के आसपास के क्षेत्रों में क्रोमियम सामग्री कम होगी, और इसलिए बहुत कम संक्षारण प्रतिरोध होगा। इसके अलावा, फेराइट के सिग्मा में परिवर्तन के परिणामस्वरूप रिक्त स्थान हो सकते हैं जिससे दरारें की उपस्थिति हो सकती है और यांत्रिक शक्ति और विशेष रूप से प्रभाव क्रूरता में महत्वपूर्ण गिरावट आ सकती है। इसलिए, उच्च तापमान के संपर्क में आने पर डुप्लेक्स और सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स के उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और यांत्रिक गुण पूरी तरह से समाप्त हो जाते हैं।
टीटीटी चार्ट से पता चलता है कि फेरालियम 255 (यूएनएस एस32550, एफ61, 1.4507) में एस32760 (एफ55, 1.4501, जीरोन 100), एस32750 (एफ53, 1.4410, एसएएफ2507) या एस32205 (एफ51, 1.4462, डुप्लेक्स 220) की तुलना में सिग्मा बनने की संभावना थोड़ी कम है। 5 ) ग्रेड.
सिग्मा के गठन से बचने के लिए, तापमान पर समय को सीमित करने के लिए वेल्ड स्थितियों को नियंत्रित किया जाना चाहिए। जैसा कि टीटीटी आरेख द्वारा दिखाया गया है, 800-900डिग्री सेल्सियस पर या उसके आसपास सापेक्ष छोटी अवधि सिग्मा चरण का निर्माण कर सकती है। वेल्ड क्षेत्र की तुलना में मूल धातु के अपेक्षाकृत बड़े आकार के कारण, वेल्डिंग की गर्मी आमतौर पर बहुत जल्दी नष्ट हो जाती है। कम तापमान पर लंबे समय तक रहने से अंततः समान सूक्ष्म संरचनात्मक परिवर्तन हो सकता है। इसलिए, मल्टी-पास वेल्ड के लिए, वेल्ड तापमान को सीमित करना महत्वपूर्ण है। इसे वेल्ड ताप इनपुट को कम करके, पासों के बीच कुछ हद तक शीतलन या ठहराव प्रदान करके प्राप्त किया जा सकता है।
डुप्लेक्स और सुपर डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स की वेल्डिंग के साथ दूसरी मुख्य चुनौती संतुलित ऑस्टेनाइट: फेराइट माइक्रोस्ट्रक्चर को बनाए रखना है। वेल्ड धातु क्षेत्र में, आमतौर पर नाइट्रोजन की हानि होगी। चूँकि नाइट्रोजन एक ऑस्टेनाइट स्टेबलाइज़र है, वेल्ड क्षेत्र से नाइट्रोजन की हानि फेराइट के अधिक अनुपात को प्रोत्साहित करती है जिसके परिणामस्वरूप यांत्रिक और संक्षारण गुणों का नुकसान होता है। इसे एक भराव धातु का चयन करके दूर किया जा सकता है जो अधिक-मिश्र धातु है यानी जिसमें निकल का अधिक प्रतिशत (एक और ऑस्टेनाइट स्टेबलाइज़र) या नाइट्रोजन को परिरक्षण गैस के रूप में उपयोग किया जाता है ताकि वेल्ड धातु थोड़ी मात्रा में नाइट्रोजन उठा सके।
