Ferrítatala í tvíföldum og austenískum rústfritt steinviður: Mæling og stjórnun

Ferrítatala, eða FN, mælir magn ferríts í sveiflu órustu steins og sveifarar stjórna henni vegna áhrifa hennar á virkni sveiflunnar. Í sveiflum af duplex- og super duplex-steini er markmiðið um almennt 30–70 FN, sem samsvarar jafnvægis tveggja fasa, en í austenískum sveiflum er venjulega leitað að litlu en ekki núll ferrítinnihaldi, um það bil 3–10 FN, til að koma í veg fyrir hitasprettur. FN er oftast mæld með stilltum ferrítamælari og spáð með WRC-1992 myndinni, og er FN raunhæft stjórnunarstærð sem tengir sveiflufæri við móttölu gegn rýmingu og styrk.

Hvað ferrítatalan táknar
Ferrítatala er staðlaður segulvísitala, ekki bein rúmmálsprósent. Hún kom til vegna þess að fyrstu mælingar á „prósentu ferríts“ fjöluðu mjög á milli rannsóknastofna, svo atvinnan tók upp endurteknan skáluna sem skilgreind var af segulbragði og hafði tilvísun í seinni staðla. Við lága stig eru FN og rúmmálsprósentan af ferrít nálægt hvort öðru, en þær frávikast eftir sem ferrítið aukast, sem er ástæðan fyrir því að tvíbyggingarskilyrði tilgreina samþykki í ferrítatölu eða í umbreyttri prósentu með skilgreindri aðferð. Talan er mikilvæg vegna þess að ferrítur og austenítur hegða sér öðruvísi: ferrítur gefur styrk og ástandsgildi gegn streitu-og klór-róska á svæðum með salt, en austenítur gefur viðmót og drátt. Saumur sem stífnaðist með rangri jafnvægi gerir ráð fyrir einni eiginleika til að fá hina.

Af hverju eru austenískir og tvíbyggingarsaumar ólíkir
Í austenískum stöðugildum eins og 304L og 316L er grunnmetallið í raun fullkomlega austenískt, en sveiflumetallið er meðvitaðlega sett saman þannig að það stífnaðist með nokkrum prósentum delta-járnís. Sá litli járnís hluti brýtur upp samfellda austenísk grænjamörk og leysir upp óhreinindi eins og súlfur og fosfor, sem krefst við hitasprengingu við stífningu. Of lítið járnís, undir um 3 FN, veldur hættu fyrir spröngun; of mikið járnís, yfir umbert 10–12 FN, getur lægrað öryggi gegn brotlagningu og, eftir notkun, valdið brotleysu. Tvífaldar tegundir virka öfugt: grunnmetallið er þegar jafnvægt blanda og markmiðið er að endurskapa það jafnvægi í sveiflunni. Yfirsmáttur járnís í tvífalda sveiflu, sem átti sér stað þegar sveiflan stífnaðist of hratt til þess að austeníti gæti myndast aftur, lækkar öryggi gegn brotlagningu og mótsögu, en yfirsmáttur austeníts lækkar styrkinn og getur staðbundið minkað mótsögu gegn holubroti.

Ámat á FN með WRC-1992 myndinni
WRC-1992 myndin er nútíma tól til að spá fyrir um ferít í sveiflum út frá samsetningu. Hún dregur upp jafngildi króms, sem er summa ferítmyndandi frumefna, á móti jafngildi nikels, sem er summa austenítmýndandi frumefna, og les út væntanlega FN-tölu. Jafngildi króms er Cr + Mo + 0,7 × Nb, og jafngildi nikels er Ni + 35 × C + 20 × N + 0,25 × Cu. Hátt stuðulstöðuð á stikstofn sýnir af hverju bætingar með stikstofn ýta sveiflum að austeníti og af hverju þær eru notaðar áætlaðar í tvíföldum fyllimyndum og verndargasi. Með því að bera saman væntanlega FN-tölu grunnmáts, fyllimyndar og blöndunarþátts hvers þeirra getur sveiflutekníkari valið viðeigandi notendavörur og blöndunarspá sem fellur innan marktekins áður en einhver prófsveifla er gerð.

Töfla: Venjulegar ferítmarktölur

Mæling á ferrít í raunveruleika
Ferrítasjáin er vinnuhesturinn á framleiðslusvæðinu. Hún beitir sjálfstæðu segulsviði á sauminn og mælir viðbráðuna, sem er í beinu hlutfalli við ferrítinnihald, og gefur því beina FN-tölustuðullesningu á sekúndum eftir að hún hefur verið stillt samkvæmt staðlaðum staðli. Hún er óskaðleg, færileg og vel hentug til framleiðsluprófa á bæði rót- og yfirborðsaumum. Fyrir ákvarðanir eða rannsóknir gefur punktteljafræðileg greining á etuðum þversniðum rúmmálsprósentu, og báðar aðferðir eru umfögnuðar í viðurkenndum staðlum. Takið margar lesningar yfir sauminn og hituáhrifasvæðið í stað einstakrar staðsetningar, því að útblandun og kæling breytast eftir lengd og breidd saumsins. Munið líka að ferrítasjáin mælir aðeins yfirborðshluta sem hún snertir, svo að slífuun, köldvinnsla og yfirborðsufarl geta haft áhrif á niðurstöðurnar, og lesningar á bognum rör með lágri þvermál þurfa mögulega leiðréttingu fyrir lögun. Í fullgerðri tilraunastofu er mæling á ferrítinum oft gert í tengslum við álagapróf og rýrnipróf til að staðfesta að góð tala sé raunverulega jafngild fyrir viðeigandi eiginleika í tilliti til mekanískra eiginleika og rýrniskenndar.

Stjórnun ferít gegnum ferli
Tveir ferlar stjórna ferraðstýringu: hitamagn og sticknisfrumefni. Hitamagn ákvarðar kælingarhraða, og kælingarhraði ákvarðar hversu mikið austeníts getur endurmyndast úr ferraðinu sem stífnaðist fyrst. Í tvíföldum sveiflunum leiðir of lítið hitamagn til hröðrar kælingar sem festir of mikið ferrað og takmarkar myndun austeníts, sem minnkar þolmæti; of mikil hitamagn lægir kælingarhraðann svo mikið að millihólfsefni geta myndast. Ákvarðað hitamagnasvið, oft með efri markvörðu á millisveifluhitastigi nálægt 150 gráðum Celsius, heldur upp á jafnvægi í uppbyggingunni. Sticknisfrumefni er efnaferillinn: viðbót á nokkrum prósentum sticknisfrumefnis við argón-skyggisgas og notkun yfirlegrar, nikkel- og sticknisfrumefnisríkrar fyllimyndar framtíðar austenítsmyndun og hefur áhrif á róskaþol sveiflunnar. Sveifla án fyllimyndar krefst sérstakrar varúðar, því sveifla án fyllimyndar og án sticknisfrumefnis í gasinu byggir aðeins á efnafræði grunnmálsins og færir til ofmikils ferraðs, sem er af hverju rótarsveiflur í tvíföldum sveiflum eru næstum alltaf gerðar með skyggisgas sem inniheldur sticknisfrumefni. Ef þetta er gert rangt eru afleiðingarnar alvarlegar. Tvífeld sveifla með of miklu ferraði hefur lágt Charpy-tholmæti og getur sprungið undir klóríðspennu; tvífeld sveifla með of lítið ferrað missir styrk og móttölu gegn holubroti; og austenítsveifla með of lítið ferrað getur sprungið við stífnað. Tilgreinið FN-svið, spáðu um það með WRC-1992, stýrið hitamagni og sticknisfrumefni og staðfestið með ferrítamælari, og verður sveiflukvaliteten stýrð og skjölkuð niðurstaða í stað vonar.

Oftakrar spurningar
Spurning: Hverja ferrítatölu ætti 2205 tvíföldu (duplex) saumur að hafa?
Svar: Jafnvægissaumur af gerðinni 2205 hefur venjulega áskorun á ferrítatölu á bilinu 30–60 FN; of mikil ferrítminnkaðar stöðugleika og mótsögu gegn rýmingu, en of lítil minnkar styrk.
Spurning: Hvernig er mælt ferrítatalan á fullgerðum saumum?
Svar: Algengast er að nota stillt ferrítskóp, sem les FN óskaðlaust innan sekúndna; metallúrgísk punktteljun er notuð til ákvörðunar í deilumálum og gefur rúmmálsprósentu.

Fyrir tvífaldar (duplex) og austenítnar reikistangir sem eru saumaðar og prófaðar með stýrðri ferrítatölu, hafðu samband við Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. Sími +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/