EWE III 2.15 1

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

STALE WYSOKOSTOPOWE

(NIERDZEWNE)

EWE III

4 godz.

EWE III 2.15 2

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Grupy stali Cr-Ni:

¾ Cr

4

÷ 27 % Cr

¾ Cr – Ni 18

÷ 26 % Cr + 0 ÷37 % Ni

Dodatki: Mn, Si, Mo, Ti, Nb, Cu, V, W

Zastosowanie:

¾ stale nierdzewne, gdy Cr >12%

¾ żaroodporne

¾ nierdzewne i kwasoodporne

EWE III 2.15 3

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Wykres Schaefflera

EWE III 2.15 4

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Struktura stali:

¾ ferrytyczne

¾ austenityczne

¾ ferrytyczno – austenityczne (mała zawartość ferrytu)

¾ ferrytyczno – austenityczne DUPLEX (duża zawartość ferrytu)

¾ martenzytyczne

¾Martenzytyczne z miękkim martenzytem

¾martenzytyczno – ferrytyczne (półferrytyczne)

Własności:

¾ duży współczynnik rozszerzalności cieplnej

¾ mały współczynnik przewodzenia ciepła

EWE III 2.15 5

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

EWE III 2.15 6

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Stale nierdzewne

Cr -martenzytyczne

Podhartowania

Naprężenia strukturalne

Pęknięcia zimne

B. Ograniczona

spawalność

Cr -ferrytyczne

Rozrost ziaren,

Wydzielenia węglików.

Pęknięcia na zimno,

korozja

Ograniczona

spawalność

Cr-Ni

z miękkim martenzytem

Naprężenia strukturalne

Pęknięcia na zimno

Stosunkowo

dobra spawalność

Cr-Ni-Mo

Austenityczno-ferrytyczne

Rozrost ziaren,

Wydzielenia,

Ferrytyzacja,

Korozja, kruchość,

Pęknięcia na zimno

Dobra spawalność

Cr-Ni-Mo

austenityczne

Eutektyki,

Wydzielenia węglikowe,

Wydzielenia fazowe.

Pęknięcia na gorąco,

Korozja, kruchość

B. Dobra

spawalność

Możliwe wady

Wpływ wad na złącze

Rodzaj stali

EWE III 2.15 7

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Stale Cr:

¾ martenzytyczne

¾ pół ferrytyczne (martenzyt + ferryt)

¾ ferrytyczne

Cr = 4

÷ 10%

Cr = 11

÷ 18%

C

≈ 0,1%

-

hartowanie na martenzyt lub martenzyt + ferryt

- wymagane: podgrzewanie T~300ºC

odpuszczanie T~650

÷750ºC

-spoiwa o składzie MR, gdy ważna jest odporność na obciążenia
dynamiczne,

-Spoiwa austenityczne, w innych przypadkach.

-

silne hartowanie na martenzyt,

- wymagane: podgrzewanie T~300ºC

odpuszczanie T~700

÷750ºC

temp. pracy < 620

0

C

-Zastosowanie: łopatki turbin, wały pomp, zawory, tłoczyska, noże,
nożyce, narzędzia hirurgiczne, łożyska (wyższa zawartość C)

Wpływ C: Zwiększenie zawartości C powoduje wzrost zawartości martenzytu

gdy C<0,4% stal do ulepszania cieplnego , C>0,4 do 1,2% -hartowanie

EWE III 2.15 8

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Cr = 18

÷ 28%

C

≈ 0,1%

- struktura ferrytyczna

- kruchość wywołana rozrostem ziaren

-temperatura podgrzewania wstępnego – 200 – 300

0

C

-Stosować niską energię liniową,

-Spoiwo o składzie MR, gdy styka się z gazami
zawierającymi siarkę lub nawęglającymi,

-Po spawaniu obróbka cieplna 700- 750

0

C,

-Elektrody i topniki suszyć przed spawaniem.

-Spawalność ograniczona.

Stale X6Cr13, X10Cr13, X6Cr17,

Zastosowanie: rafinerie, wyposażenie hotelowe – noże,
sztućce, itp..

EWE III 2.15 9

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Stale chromowe

Stale odporne na korozję (nierdzewne i kwasoodporne) wg PN-71/H-86020 oraz stale

żaroodporne wg PN-71/H-86022.

Znak stali

Zawartość, %

Stale

żaroodpornych

C

Mn, maks.

Si

P, maks. S, maks.

Cr

Ni, maks.

inne

OH13 ......................

maks. 0,08

0,8

maks. 0,8

0,040

0,030

12,0

÷14,0

0,6

—

OH13J ..…..............

maks. 0,08

1,0

maks. 1,0

0,040

0,030

11,5

÷14,0

0,6

0,1

÷0,3 Al

1H13

......................

0,09

÷0,15

0,8 maks.

0,8

0,040 0,030

12,0

÷14,0

0,6

—

H17 ........................

maks. 0,10

0,10

maks. 0,8

0,040

0,030

16,0

÷18,0

0,6 —

OH17T ....………...

maks. 0,08

0,8

maks. 0,8

0,040

0,030

16,0

÷18,0

0,6

(5 x C%) Ti do 0,8

H5M (650

°C) ..........

maks. 0,15

0,5

maks. 0,5

0,035

0,030

4,5

÷6,0

0,5

0,45

÷0,60 Mo

H6S2 (800

°C) ..…...

maks. 0,15

0,7

1,5

÷2,0

0,040 0,030 5,0

÷6,5

0,6 —

2H17

(850

°C) ..…....

maks. 0,15

0,7

maks. 1,2

0,040

0,030

16,0

÷18,0

0,6 —

H13JS (950°C) ……

maks. 0,12

0,8

1,0

÷1,3 0,040 0,030 12,0÷14,0

0,5 0,8

÷1,1 Al

H18JS

(1050°C)

….

maks.

0,12

0,8 0,8

÷1,1

0,040 0,030

17,0

÷19,0

0,5

0,7

÷1,2 Al

H24JS (1200°C) ….

maks. 0,12

1,0

1,3

÷1,6

0,045 0,030

23,0

÷25,0

0,5

1,3

÷1,6 Al

H25T(1100°C) …..

maks. 0,15

0.8

maks. 1,0

0.045

0.030

24,0

÷27,0

0,6 (4

x

C%)

Ti

do

0,8

Nierdzewne

Ż

aroodporne

EWE III 2.15 10

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Metody spawania:

¾ MMA

¾ MIG (Ar, Ar+CO

2

, Ar+O

2

)

¾ TIG

Materiały dodatkowe do spawania stali chromowych.

Znak stali

Elektrody (spawanie ręczne)

Druty (spawanie metodą

TIG i MIG)

OH13 .............................. ES18-8-6B lub ES13CrB, ES018-8R

OH13J ............................ ES18-8-6B lub ES13CrR, ES018-8R

1H13 ............................... ES18-8-6B lub ES18-8R, ES18-8B

H17 ................................. ES18-8-6B lub ES17CrB, ES018-8R

OH17T ........................... ES18-8-6B lub ES17CrB, ES018-8R

Sp06H19N9

H5M................................ ES5CrMoB, ES18-8-6B, ES18-8R, ES18-8B

Sp20H23N18

H6S2 .............................. ES18-8

-

6B

Sp06H19NllM2

2H17................................ ES18-8

-

6B

H13JS ............................. ES18-8-6B lub ES13CrR, ES018-8R

H18JS ............................. ES18-8-6B, ES24

-

18B

H24JS ............................. ES18-8-6B, ES24

-

18B

H25T .............................. ES18-8-6B, ES24

-

18B

EWE III 2.15 11

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Struktura stali Cr – Ni:

¾ austenit

¾ austenit + ferryt

Problemy spawalnicze:

¾ korozja (ogólna, międzykrystaliczna, naprężeniowa)

¾ faza

σ i δ

¾ pękanie na gorąco

EWE III 2.15 12

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Korozja ogólna:

¾ zależna od składu chemicznego,

¾struktury,

¾stanu powierzchni

Stan powierzchni:

¾ technika spawania

¾ rodzaj otuliny (rutylowe – wyższa gładkość)

Korozja stali Cr-Ni

EWE III 2.15 13

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Korozja międzykrystaliczna.

Powstaje na granicach ziaren wskutek zubożenia ziaren austenitu w
chrom w warstwie przypowierzchniowej jako skutek wydzielania się
węglików chromu.

Schemat rozkładu chromu w ziarnie
austenitu stali 18-8 po nagrzaniu w
krytycznym zakresie temperatur;

1- ziarno austenitu,

2- węgliki chromu i żelaza

3- strefa ziarna zubożonego w chrom

4- rozkład chromu w ziarnie austenitu

EWE III 2.15 14

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Schemat korozji
międzykrystalicznej stali
chromowo – niklowej.

Wpływ temperatury i czasu na
skłonność do korozji
międzykrystalicznej stali 18-8.

EWE III 2.15 15

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Ograniczenie uwrażliwienia na korozję:

¾ ograniczenie C<0,02%,

¾ stabilizacja austenitu Ti, Nb, Ta - wiążą węgiel i nie dopuszczają do tworzenia C – Cr

¾Sposobem na uwolnienie się od uwrażliwienia na korozję międzykrystaliczną
jest też przesycanie z temperatury powyżej 1000

o

C

Przy spawaniu należy dążyć do szybkiego chłodzenia,

Niedopuszczalne jest podgrzewanie wstępne i spawanie z dużą energią
liniową.

EWE III 2.15 16

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Stale odporne na korozję (nierdzewne i kwasoodporne) wg PN-71/H-86020 oraz stale żaroodporne wg PN-71/H-86022

Stale

Znak

Zawartość, %

stali

C

Mn

Si

P, maks.

S, maks.

Cr

Ni

inne

OH17N4G8 ...……. maks. 0,07

7,0

÷9,0

maks. 0,8

0,050

0,030

16.0

÷18.0 4,0÷5.0 0,12÷0,25 N

1H17N4G9 ...…….. maks. 0,12

8,0

÷10,5

maks. 0,8

0,050

0,030

16,0

÷18,0 3,5÷4,5 0,15÷0,25 N

1H18N9 ....………... maks. 0,12

maks. 2,0

maks. 0,8

0,045 0,030

17,0

÷19,0 8,0÷10,0

—

OH18N9 ...………... maks. 0,07

maks. 2,0

maks. 0,8

0,045 0,030

17,0

÷19,0 9,0÷11,0

—

OOH18N10 ...…….. maks. 0,03

maks. 2,0

maks. 0,8

0,045 0,030

17,0

÷19,0 10,0÷12,5

—

1H18N9T ...………. maks. 0,10

maks. 2,0

maks. 0,8

0,045 0,030

17,0

÷19,0 8,0÷10,0

(5xC%)Ti do 0,8

OH18N10T ............ maks. 0,08

maks. 2,0

maks. 0,8

0.045 0,030

17,0

÷19,0 9,0÷11,0

(5 x C%) Ti do 0,7

1H18N12T ...……... maks. 0,10

maks. 2,0

maks. 0,8

0,045 0,030

17,0

÷19,0 11,0÷13,0 (5 x C%) Ti do 0,8

OH18N12Nb .…….. maks. 0,08

maks. 2,0

maks. 0,8

0,045

0,030

17,0

÷19,0 10,0÷13,0 (10xC%) Nb do 1,1

H18N10MT ………. maks. 0,10

maks. 2,0

maks. 0,8

0,045

0,030

17,0

÷20.0 9,0÷11,0 1,5÷2,2 Mo

(5 x C%) Ti do 0,8

H17N13M2T .…….. maks. 0,08

maks. 2,0

maks. 0,8

0,045

0,030

16,0

÷18,0 11,0÷14,0 2÷2,5 Mo

(5xC%)Ti

do

0,7

OOH17N14M2 …… maks. 0,03

maks. 2,0

maks. 0,8

0,045

0,030

16,0

÷18,0 12,0÷15,0 2,0÷2,5 Mo

OH17N16M3T ....... maks. 0,08

maks. 2,0

maks. 0,8

0,045 0,030

16,0

÷18,0 14,0÷16,0 0.3÷0,6 Ti

3,0

÷4,0 Mo

OH23N28M3TCu ... maks. 0,06

maks. 2,0

maks. 0,8

0,045

0,030

22,0

÷25.0 26,0÷29,0 0,5÷0,9 Ti

2,5

÷3.0 Mo

2,5

÷3,5 Cu

OH22N24M4TCu ... maks. 0,06

1,2

÷2,0 0,17÷1,0

0,045 0,030

20,0

÷22,0 24,0÷26,0

(5xC%)Ti do 0,7

4,0

÷5,0 Mo

N

ier

d

ze

w

ne

i k

w

as

oo

d

p

orn

e

1,3

÷1,8 Cu

H26N4 ...………….. maks. 0,20

maks. 0,8

maks. 2,5

0,045 0,030

24.0

÷28,0 4,0÷5,0

Dopuszcza się

H18N9S ................. 0,10

÷0,20 maks. 2,0

0,8

÷2,0

0,045 0,030

17,0

÷20,0 8,0÷11,0

zawartość Mo

H23N13 ................. maks. 0,20

maks. 2,0

maks. 1,0

0,045 0,030

22,0

÷25,0 12,0÷15,0

i W maks. 0,5%

H20N12S2 ..……… maks. 0,20

maks. 1,5

1,8

÷2,5

0,045 0,030

19,0

÷22,0 11,0÷13,0

każdego

H23N18 ................. maks. 0,20

maks. 1,5

maks. 1,0

0.045 0,030

22,0

÷25,0 17,0÷20,0

i zawartość

H25N20S2 ............. maks. 0,20

maks. 1,5

2,0

÷3,0

0,045 0,030

24,0

÷27,0 18,0÷21,0 V maks. do 0,2%.

Ż

ar

ood

p

or

ne

H16N36S2 ...……... maks. 0,15

maks. 2,0

1,5

÷2,0

0,045 0,030

15,0

÷17,0 34,0÷37,0

EWE III 2.15 17

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Korozja naprężeniowa:

¾ środowisko z jonami chloru (ciecze i gazy),

¾ naprężenia.

Zarodkowanie – od mikrowżerów

Występuje w SWC (najczęściej) stali stabilizowanych wskutek
rozpuszczenia TiC, NbC, TaC i wtórne wydzielenie Cr

x

C

y

Korozja wżerowa:

N

Mo

Cr

PRE

N

30

3

,

3

+

+

=

Odporność większa dla większego PRE

N

EWE III 2.15 18

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Faza σ i ferryt δ

Dla

∼ 40 ÷60%Cr w temperaturze 600

÷ 800°C, tworzy się FeCr (σ) Faza σ
ma dużą twardości i kruchość.

Na szybkość tworzenia σ wpływa:

¾ istnienie ferrytu

δ

,

¾ obecność naprężeń (zgniotu na zimno),

¾ miejscowe nagrzewanie (spawanie),

¾ obecność: Cr, Mo, Si, Ti, Nb.

EWE III 2.15 19

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Faza σ:

¾ kruchość na zimno (niska udarność),

¾ skłonność do korozji,

Zapobieganie:

¾ mała energia liniowa q

l

,

¾ unikanie przegrzewania nawet krótkotrwałego,

¾ unikanie powtórnego nagrzewania do 600

÷ 850°C,

¾ ograniczenie

δ

.

EWE III 2.15 20

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Pękanie na gorąco

Występuje:

¾ w spoinie, czasem w SWC,

¾ jako międzykrystaliczne,

¾ dla struktury czysto austenitycznej.

Sposoby zapobiegania:

¾ spoina o strukturze austenityczno – ferrytycznej (

δ= 5 ÷10%),

¾ ogólne znane sposoby wynikające z mechanizmu

pękania krystalicznego.

EWE III 2.15 21

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Wykres DeLonga

Ni equivalent= Ni + 30C +

30N

+ 0.5Mn

EWE III 2.15 22

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Wykres WRC 1992

EWE III 2.15 23

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Pomiary zawartości ferrytu

δ

¾ metalograficzne,

¾ magnetyczne,

Skale zawartości (miary)

¾ % zawartość ferrytu,

¾ FN – Liczba Ferrytowa.

EWE III 2.15 24

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95 100

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

Zaleznosc % ferrytu od FN

Liczba ferrytowa FN

Zawartosc ferrytu [%]

80.21

0

F FN

(

)

100

0

FN

EWE III 2.15 25

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Wpływ ferrytu na własności spoiny austenitycznej

Ferryt niepożądany:

-spoiny niemagnetyczne FN=0

-Szczególna odporność

na korozję FN<0,5

-Stosowanie w

b. Niskich T, FN<0,5

-Stosowanie w

b. Wysokich T, FN<0,5

W przypadku przekroczenia:

Własności magnetyczne,

Korozja selektywna,

Spadek udarności,

Wydzielenia fazowe

Korzystna mała

zawartość ferrytu:

-odp. Na pękanie grubych

elementów w wysokiej T, FN=5-15

-T eksploatacji= 100-400

0

C,

-Brak oddziaływania

środowiska na własności.

W przypadku przekroczenia:

-pękanie na gorąco (FN<15),

-Spadek udarności (FN>15),

-Wydzielenia fazowe (FN>14),

-Korozja selektywna (FN>15).

Konieczna duża ilość ferrytu:

-odporność na korozję

naprężeniową (FN=30-75),

-podwyższenie własności

mechanicznych (FN=30-75),

-Kompensacja stopnia

wymieszania w połączeniach

mieszanych (FN=15-25),

W przypadku przekroczenia:

-obniżenie odporności na

Korozję naprężeniową (FN<30),

- spadek udarności (FN>75),

-spadek własności (FN<30),

-Pękanie na gorąco (FN<15).

EWE III 2.15 26

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Spawanie stali Cr -Ni

9 MMA

9 TIG

9 MIG

9 SAW

9 inne

Uwaga

na duże

odkształcenia spawalnicze !!!

Zasady: ¾odpowiedni dobór spoiwa, (Skład chemiczny stopiwa

taki jak MR, zamiast Ti stosuje się Nb)

¾małe q

l,,

¾nie przegrzewać.

¾stosować osłonę grani spoiny (backing gas).

EWE III 2.15 27

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Materiały dodatkowe do spawania stali chromowo – niklowych.

Znak stali

Elektrody

(spawanie ręczne)

Druty (spawanie

metodą TIG i MIG)

Druty i topniki

(spawanie łukiem krytym)

OH17N4G8.................. ES018R-8R Sp06H19N9 Sp06H19N9

TASt11CrNi

1H17N4G9 ................. ES18-8-6B

Sp06H19N9

Sp06H19N9

ES18-8B

Spl6H19N9G7

ES18-8R

Sp20H20N9G6T

TASt11CrNi

1H18N9 ...................... ES18-8B

Sp06H19N9

TASt11CrNi

ES18-8R

Sp06H19N9

ES18-8NbB

ES18-8NbR

OH18N9 ..................... ES018-8R

Sp06H19N9

Sp06H19N9

TASt11CrNi

OOH18N10 ....……….. ES018-8R

Sp06H19N9

Sp06H19N9

TASt11CrNi

1H18N9T .................... jak 1H18N9

Sp06H19N9

Sp06H19N9

TASt11CrNi

OH18N10T ................. ES018-8R

Sp06H19N9

Sp06H19N9

TASt11CrNi

1H18N12T .................. ES018-14-2R

Sp06H19N11M2

Sp06H19N11M2

ES018-12-2R

Sp08H19N10M2Nb

TASt11CrNi

Sp06H19N11M2Nb
OH18N12Nb ............... zastępczo ES018-8R

Sp08H19N10M2Nb

Sp06H19N11M2Nb

TASt11CrNi

H18N10MT.............…. jak

1H18N12T

Sp06H19N11M2

Sp06H19N11M2Nb

Sp08H19N10M2Nb

TASt11CrNi

Sp06H19N11M2Nb
H17N13M2T................ ES018-142R

⎯

⎯

OOH17N14M2............. ES018-14-2R

⎯

⎯

OH17N16M3T............. ES018-14-2R

⎯

⎯

OH23N28M3TCu......... ES20-244-CuB

⎯

⎯

OH22N24M4TCu......... ES20-244-CuB

⎯

⎯

H26N4 ........................ ES24-18B

Sp20H23N18

Sp20H23N18

ES18-8-6B

Spl6H19N9G7

Spl6H19N9G7

TASt11CrNi

H18N9S....................... ES18-8R Sp06H19N9

Sp06H19N9

ES18-8B

TASt11CrNi

H23N13 ...................... ES24-18B

Sp20H23N18

Sp20H23N18

TASt11CrNi

H20N12S2 .................. ES24-18B

Sp20H23N18

Sp20H23N18

TASt11CrNi

H23N18 ...................... ES24-18B

Sp20H23N18

Sp20H23N18

TASt11CrNi

H25N20S2 .................. ES24-18B

Sp20H23N18

Sp20H23N18

TASt11CrNi

H16N36S2 .................. ES20-33B

⎯

⎯

EWE III 2.15 28

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

EWE III 2.15 29

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Stale Cr-Ni z miękkim martenzytem

Typowe gatunki: X5CrNi13 1, X5CrNi13 4, X5CrNi16 6, X5CrNi17 4

Mała zawartość C<0,05%

Re>635MPa, Rm=780-1080MPa, A5>14%

Zastosowania:

-maszyny w elektrowniach wodnych, turbiny, reaktory, przemysł lotniczy,
pompy, rafinerie, chłodnictwo.

Spawanie:

-Spoiwo o składzie MR (tylko),

-Elektrody i topniki suszyć tak by Hd<5ml/100gFe,

-Grube elementy podgrzewać wstępnie do T=100

0

C,

-Odpuszczanie lub ulepszanie dla uzyskania lepszej udarności.

EWE III 2.15 30

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Pełnoaustenityczne stale Cr-Ni

Stale: X2CrNiMo 18 16 4, X2CrNiMoN 20 16 3, X2CrNiMoN25 22 2, X2NiCrMoNb 27 23 3

Mają dobrą spawalność, tylko ostatnia nieco gorszą,

Zalecenia technologiczne:

-stosować niską energię liniową,

-Stosować spoiwo o takim samym składzie lub o nieco wyższych zawartościach Cr i Ni,

-Stosunek szerokości do głębokości 1,5:1 - 2:1,

-Maksymalna T międzyściegowa 150

0

C,

-Spawać ściegami prostymi,

-Szlifować kratery i miejsca rozpoczęcia ściegów,

-Unikać koncentracji spoin, karbów wewnętrznych i zewnętrznych, gwałtownych uskoków w
kierunku działania obciążenia,

-Stosować właściwą technikę sczepiania,

-Stosować podpawanie, jeśli to możliwe.

EWE III 2.15 31

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Pełnoaustenityczne stale Cr-Ni z Mo>4% - bardzo odporne na korozję szczelinową,
wżerową, naprężeniową

Zalecenia:

-stosować spoiwa o wyższej zawartości Cr, Ni niż w MR, albo o składzie MR + wyżarzanie
zupełne (przesycanie),

-Ograniczyć energię liniową do 20kJ/cm, a w pozycjach przymusowych nawet poniżej 15kJ/cm,

-Tmiędzyściegowa<100

0

C,

-Stosować niezwykłą czystość aby zabezpieczyć przed porami i pęknięciami,

-Stosować zwiększony odstęp w rowku (2 – 3mm) celem zmniejszenia stopnia wymieszania E’,

-Starannie szlifować kratery końcowe i początkowe ściegów,

-Zajarzanie łuku wyłącznie w rowku,

EWE III 2.15 32

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Stale DUPLEX

Zalety:

¾ niższy koszt wytworzenia (mniej Ni)

¾ niższy współczynnik rozszerzalności

¾ lepsza odporność na korozję naprężeniową (głównie)

Struktura:

Fe

γ (70%) + Fe α (30%)

Skład chemiczny:

0,03

÷ 0,06%C; 18,5 ÷ 25%Cr; 1,5 ÷ 4%Mo;

5

÷ 7%Ni;

0

÷ 2%Cu;

1,6%Mn 0-0,2%N

Zastosowania: pola naftowe – rurociągi ropa+woda+gaz, papiernie, odsalarnie wody morskiej, itp..

EWE III 2.15 33

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Własności:

R

e

≈ 450MPa, A

5

≈ 30%,

R

m

≈ 700MPa, Kv>55J

Stan: po wyżarzaniu zupełnym (przesycaniu)

Wady:

¾ kruchość 475°C w skutek wydzielania:

-faz międzykrystalicznych,

-fazy (

σ),

-azotków chromu Cr

2

N, CrN,

-austenitu wtórnego.

¾ Mogą wystąpić inne wydzielenia:

9 M

7

C

3

, M

23

C

6

,

9 faza

χ (chi),

9 faza R,

9 itp

EWE III 2.15 34

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Spawanie stali DUPLEX metodami:

9 MMA

9 TIG

9 MIG

9 SAW

9 PAW

Metody nie zalecane:

- elektronowe,

- laserowe.

Nie stosować:

¾ małe q

l

daje wąskie spoiny i duży udział ferrytu (Fe

α)

to powoduje obniżenie wytrzymałości złącza

EWE III 2.15 35

Materiały i ich zachowanie przy spawaniu dr inż. Tomasz Kozak

KTMM i Spawalnictwa PG

Obróbka cieplna:

¾ przesycanie

Dobrać właściwe spoiwa - Kierować się wytycznymi

wytwórców stali.

Zalecenia szczegółowe:

-Stosować spoiwa z N i podwyższoną zawartością Ni,

-Suszyć elektrody i topniki w T>300

0

C,

-do spawania MAG stosować gazy bez H,

-Ograniczyć wymieszanie Ni stopiwa z MR do 30-40%,

-dla g<20mm nie podgrzewać, dla g>20mm podgrzewać do 150

0

C

-Spawanie bez spoiwa (TIG) może doprowadzić do zawartości ferrytu do 80% co spowoduje
obniżenie udarności i odporności na korozję.