Bilang ng Ferrite sa mga Weld na Duplex at Austenitic Stainless Steel: Pagsukat at Pagkontrol

Ang bilang ng ferrite, o FN, ay nagpapakita kung gaano karami ang ferrite na naroroon sa isang weld na stainless steel, at pinapangasiwaan ito ng mga welder dahil ito ang nagsisilbing pangunahing salik sa pagganap ng weld. Sa mga weld na duplex at super duplex, ang layuning nilalaman ng ferrite ay karaniwang nasa pagitan ng 30 hanggang 70 FN, na sumasalamin sa balanseng istruktura na may dalawang yugto; samantala, sa mga weld na austenitic, ang layunin ay maliit ngunit hindi sero ang nilalaman ng ferrite—karaniwang nasa pagitan ng 3 hanggang 10 FN—upang maiwasan ang mainit na pagsira (hot cracking). Sinusukat ang FN kadalasan gamit ang isang nakakalibrang ferritescope at hinahulaan gamit ang diagram na WRC-1992; ang FN ay isang praktikal na parameter sa pagkontrol na nag-uugnay sa pamamaraan ng pag-weld sa resistensya laban sa korosyon at sa katibayan.

Ano ang Kinakatawan ng Bilang ng Ferrite
Ang Ferrite number ay isang pamantayan na indeks na pangmagnetiko, hindi direktang porsyento ng bolyum. Ito ay lumitaw dahil ang mga unang pagsukat ng "porsyento ng ferrite" ay nag-iba-iba nang malaki sa pagitan ng iba't ibang laboratorio, kaya tinanggap ng industriya ang isang muling maisasagawa na panukat na tinakda ng tugon sa magnetismo at na-trace sa mga sekondaryong standard. Sa mababang antas, ang FN at ang porsyento ng bolyum ng ferrite ay malapit, ngunit nagkakaiba sila habang tumataas ang ferrite, kaya ang mga espesipikasyon para sa duplex ay nagsasaad ng pagtanggap sa FN o sa isang nakabaligtad na porsyento gamit ang isang tinukoy na paraan. Mahalaga ang bilang dahil ang ferrite at austenite ay may iba't ibang pag-uugali: ang ferrite ay nagbibigay ng lakas at paglaban sa chloride stress corrosion cracking, samantalang ang austenite ay nagbibigay ng katibayan at pagkakaplastik. Ang isang weld na kumukristal na may maling balanse ay binibigay ang isa sa mga katangian upang makakuha ng isa pa.

Bakit Iba ang Austenitic at Duplex na Weld
Sa austenitic na mga grado tulad ng 304L at 316L, ang base metal ay lubos na austenitic, ngunit ang weld metal ay sinadyang binuo upang tumigil sa pagkakatunaw na may ilang porsyento ng delta ferrite. Ang maliit na bahagdan ng ferrite na ito ay nagpapabulok sa patuloy na austenite grain boundaries at naglalagay ng mga impurity tulad ng sulfur at phosphorus, kaya naiiwasan ang solidification hot cracking. Kung sobrang kakaunti ang ferrite—mababa sa humigit-kumulang 3 FN—may panganib na mag-crack; kung sobrang dami—mahigit sa humigit-kumulang 10 hanggang 12 FN—maaaring bumaba ang toughness at, matapos ang paggamit, magdulot ng embrittlement. Sa duplex na mga grado, ang proseso ay kabaligtaran: ang base metal ay may balanseng halo na, at ang layunin ay kopyahin ang balanseng iyon sa weld. Ang labis na ferrite sa isang duplex weld—na nangyayari kapag masyadong mabilis ang paglamig ng weld para muling bumuo ang austenite—ay nagpapababa ng toughness at corrosion resistance, samantalang ang labis na austenite ay nagpapababa ng lakas at maaaring pansamantalang bawasan ang pitting resistance.

Pagtataya ng FN gamit ang WRC-1992 Diagram
Ang diagramang WRC-1992 ay ang modernong kasangkapan para sa paghahatol ng weld ferrite mula sa komposisyon. Ito ay nagpapakita ng isang chromium equivalent—na sumasama sa mga elemento na bumubuo ng ferrite—laban sa isang nickel equivalent—na sumasama sa mga elemento na bumubuo ng austenite—at binabasa ang inaasahang FN. Ang chromium equivalent ay Cr + Mo + 0.7 x Nb, at ang nickel equivalent ay Ni + 35 x C + 20 x N + 0.25 x Cu. Ang malaking coefficient sa nitrogen ang nagpapakita kung bakit ang pagdaragdag ng nitrogen ay nagpapalipat ng weld patungo sa austenite, at kung bakit ito sinasadyang ginagamit sa duplex filler at shielding gas. Sa pamamagitan ng paghahambing sa hinuhulaang FN ng isang base metal, isang filler, at kanilang dilution, ang isang welding engineer ay makakapili ng mga consumables at dilution na papasok sa target window bago mag-cut ng anumang test coupon.

Talaan: Karaniwang Ferrite Targets

Pagsukat ng Ferrite sa Praktikal na Pamamaraan
Ang ferritescope ay ang pangunahing kagamitan sa shop floor. Ito ay naglalapat ng magnetic field sa weld at sinusukat ang tugon nito, na nakasukat sa laman ng ferrite, na nagbibigay ng direktang FN reading sa loob ng ilang segundo kapag na-calibrate na ito laban sa mga opisyal na kinilala na standard. Hindi ito nakakasira, madaling dalhin, at mainam para sa mga pagsusuri sa produksyon sa parehong root at cap passes. Para sa arbitration o pananaliksik, ang metallographic point counting sa isang etched cross-section ay nagbibigay ng volume percentage, at parehong pamamaraan ay sakop ng mga kinilala at opisyal na standard. Kumuha ng maraming reading sa buong weld at heat-affected zone imbes na sa iisang spot, dahil ang dilution at cooling ay nagbabago sa buong haba at lapad ng joint. Tandaan din na ang ferritescope ay bumabasa lamang sa surface region kung saan ito nakadikit, kaya ang pag-grind, cold work, at surface contamination ay maaaring magdulot ng bias sa resulta, at ang mga reading sa curved small-diameter pipe ay maaaring kailanganin ng geometry correction. Sa isang kumpletong kagamitan na laboratoryo, ang ferrite measurement ay pinagsasama sa impact testing at corrosion testing upang mapatunayan na ang isang mabuting bilang ay talagang nangangahulugan ng katanggap-tanggap na mechanical at corrosion performance.

Pangangasiwa sa Ferrite sa Pamamagitan ng Pamamaraan
Dalawang proseso ang pangunahing kontrol sa ferrite: ang init na ipinasok at ang nitrogen. Ang init na ipinasok ay nagsisilbing tagapamahala sa bilis ng paglamig, at ang bilis ng paglamig naman ang nagsisilbing tagapamahala kung gaano karaming austenite ang maaaring muling nabuo mula sa ferrite na unang kumitil. Sa duplex welding, ang sobrang kakaunti ng init na ipinasok ay nagdudulot ng mabilis na pagpapalamig (fast quench) na nakakapigil sa sobrang dami ng ferrite at nakakabawas sa austenite, kaya nawawalan ng katatagan; samantala, ang sobrang dami ng init na ipinasok ay nagpapabagal ng paglamig hanggang sa mabuo ang mga intermetallic phase. Ang isang kontroladong saklaw—na kadalasan ay may itinakdang pinakamataas na temperatura sa bawat layer (interpass temperature) na malapit sa 150 degree Celsius—ang nagpapanatili ng balanseng istruktura. Ang nitrogen naman ang kemikal na kontrol: ang pagdaragdag ng ilang porsyento ng nitrogen sa argon shielding gas at ang pagpili ng filler na may labis na laman ng nickel at nitrogen ay tumutulong sa muling pagbuo ng austenite at nagpataas ng resistance sa corrosion ng weld. Ang autogenous na kaso ay nangangailangan ng karagdagang pag-iingat, dahil ang weld na ginawa nang walang filler at walang nitrogen sa gas ay umaasa lamang sa komposisyon ng base metal, kaya madalas na lumilipat patungo sa sobrang dami ng ferrite—kaya nga ang mga root pass sa duplex ay halos laging ginagawa gamit ang backing gas na may nitrogen. Kung mali ang gawin, ang mga bunga ay tiyak at makikita. Ang isang duplex weld na puno ng ferrite ay may mababang Charpy toughness at maaaring sumira sa ilalim ng chloride stress; ang isang duplex weld na kulang sa ferrite ay nawawalan ng lakas at resistance sa pitting; at ang isang austenitic weld na kulang sa ferrite ay maaaring sumira habang kumikintil. Tukuyin ang FN window, hulaan ito gamit ang WRC-1992, kontrolin ang init na ipinasok at ang nitrogen, at i-verify gamit ang ferritescope—upang ang kalidad ng weld ay maging isang kontroladong, na-dokumentong resulta, hindi lamang isang pag-asa.

Mga madalas itanong
Tanong: Anong bilang ng ferrite ang dapat mayroon ang isang 2205 duplex na weld?
Sagot: Ang isang balanseng 2205 na weld ay karaniwang nagta-target ng humigit-kumulang 30 hanggang 60 FN; ang labis na ferrite ay binabawasan ang kahigpit at paglaban sa korosyon, samantalang ang kulang sa ferrite ay bumababa sa lakas.
Tanong: Paano sinusukat ang bilang ng ferrite sa mga natapos nang weld?
Sagot: Kadalasan gamit ang isang nakakalibrang ferritescope, na nagbabasa ng FN nang hindi sumisira sa loob ng ilang segundo; ang metallographic point counting ay ginagamit para sa pagsasalungatan at nagbibigay ng porsyento ng volume.

Para sa mga duplex at austenitic na tubo na welded at sinubok ayon sa kontroladong mga target ng ferrite, mangyaring makipag-ugnayan sa Zhejiang Wenqiang Stainless Steel Co., Ltd. Telepono +86 577 8922 2595 \/ https://www.chinawqsteel.com/