Masalah utama dengan kimpalan
Semasa mengimpal, komponen utama dalam kimpalan adalah besi dan nikel, yang tidak terhingga larut antara satu sama lain dan tidak membentuk sebatian antara logam. Secara amnya, kandungan nikel dalam kimpalan adalah agak tinggi, jadi tiada lapisan resapan akan terbentuk dalam zon gabungan sambungan yang dikimpal. Masalah utama dengan kimpalan adalah kecenderungan untuk mencipta liang dan retak panas dalam kimpalan.
1. Stomata
Apabila keluli dikimpal dengan nikel dan aloinya, faktor utama yang mempengaruhi pembentukan liang dalam kimpalan ialah kandungan oksigen, nikel dan unsur pengaloian lain.
①Pengaruh oksigen. Semasa mengimpal, lebih banyak oksigen boleh terlarut dalam logam cecair, dan oksigen teroksida dengan nikel pada suhu tinggi untuk membentuk NiO. NiO boleh bertindak balas dengan hidrogen dan karbon dalam logam cecair untuk menghasilkan wap air dan karbon monoksida. Apabila kolam lebur mengeras, seperti Tidak ada masa untuk melarikan diri, dan baki dalam kimpalan akan membentuk liang. Dalam kimpalan besi-nikel nikel tulen dan Q235-Kimpalan arka terendam, semakin tinggi kandungan oksigen dalam kimpalan, semakin besar bilangan liang dalam kimpalan di bawah syarat kandungan nitrogen dan hidrogen tidak banyak berubah.
② pengaruh nikel. Dalam kimpalan besi-nikel, keterlarutan oksigen dalam besi dan nikel adalah berbeza. Keterlarutan oksigen dalam nikel cecair adalah lebih besar daripada kelarutan dalam besi cair, manakala keterlarutan oksigen dalam nikel pepejal adalah lebih kecil daripada keterlarutan dalam besi pepejal. Oleh itu, oksigen Perubahan mendadak dalam keterlarutan nikel adalah lebih jelas daripada perubahan mendadak dalam penghabluran besi. Oleh itu, apabila kandungan Ni dalam kimpalan adalah 15% ~ 30%, kecenderungan keliangan adalah kecil, dan apabila kandungan Ni besar, kecenderungan keliangan meningkat lagi kepada 60% ~ 90%, dan jumlah keluli terlarut akan pasti berkurangan, jadi kecenderungan untuk membentuk keliangan berubah. besar.
③ Pengaruh unsur pengaloian lain. Apabila kimpalan besi-nikel mengandungi mangan, kromium, molibdenum, aluminium, titanium dan unsur pengaloian lain atau mematuhi pengaloian, rintangan keliangan kimpalan boleh dipertingkatkan. Ini kerana mangan, titanium dan aluminium mempunyai kesan penyahoksidaan, manakala kromium dan Molibdenum meningkatkan keterlarutan dalam logam pepejal kimpalan. Oleh itu, rintangan keliangan kimpalan keluli tahan karat nikel dan 1Cr18Ni9Ti adalah lebih tinggi daripada kimpalan keluli nikel dan Q235-A. Aluminium dan titanium juga menetapkan nitrogen dalam sebatian yang stabil dan juga meningkatkan rintangan kimpalan kepada keliangan.
2. Retak panas
Dalam kimpalan keluli dan nikel dan aloinya, sebab utama retakan panas adalah disebabkan oleh kimpalan nikel yang tinggi dengan struktur dendritik, beberapa kristal eutektik lebur rendah tertumpu pada tepi butiran kasar, dengan itu melemahkan butiran. Sambungan antara mereka mengurangkan rintangan retak logam kimpalan. Di samping itu, kandungan nikel yang terlalu tinggi bagi logam kimpalan mempunyai kesan yang ketara terhadap keretakan panas logam kimpalan. Dalam kimpalan besi-nikel, kekotoran seperti oksigen, sulfur, dan fosforus juga mempunyai pengaruh yang besar pada kecenderungan retak panas kimpalan.
Apabila fluks bebas oksigen digunakan, jumlah keretakan berkurangan dengan banyak disebabkan oleh pengurangan kualiti kekotoran berbahaya seperti oksigen, sulfur, dan fosforus dalam kimpalan, terutamanya penurunan kandungan oksigen. Kerana apabila kolam lebur mengkristal, oksigen dan nikel boleh membentuk eutektik Ni+NiO, suhu eutektik ialah 1438 darjah, dan oksigen juga boleh menguatkan kesan berbahaya sulfur. Oleh itu, apabila kandungan oksigen dalam kimpalan tinggi, kecenderungan retak panas adalah besar.
Unsur aloi seperti Mn, Cr, Mo, Ti, Nb boleh meningkatkan rintangan retak logam kimpalan. Mn, Cr, Mo, Ti, dan Nb adalah semua pengubah suai, yang boleh menapis struktur kimpalan dan mengganggu arah kristalografinya. Al dan Ti juga merupakan penyahoksida yang kuat, yang boleh mengurangkan kandungan oksigen dalam kimpalan. Mn boleh membentuk sebatian refraktori MnS dengan S, dengan itu mengurangkan kesan berbahaya sulfur.
Sifat mekanikal sambungan dikimpal
Sifat mekanikal sambungan kimpalan besi-nikel berkaitan dengan bahan logam pengisi dan parameter kimpalan. Apabila mengimpal nikel tulen dan keluli karbon rendah, apabila setara Ni dalam kimpalan adalah kurang daripada 30%, di bawah keadaan penyejukan pantas kimpalan, struktur martensit akan muncul dalam kimpalan, mengakibatkan penurunan mendadak dalam kemuluran dan kekerasan sendi. Oleh itu, untuk mendapatkan keplastikan dan keliatan yang lebih baik pada sambungan, setara Ni dalam kimpalan besi-nikel harus lebih besar daripada 30%.
