Зварювання нержавіючої сталі

Зварювання нержавіючої сталі - це процес отримання нероз'ємних з'єднань за допомогою встановлення міжатомних зв'язків між частинами нержавіючого металу, що зварюються, при їхньому місцевому або загальному нагріванні, пластичному деформуванні або спільній дії того й іншого.

Загалом процес зварювання нержавіючої сталі розділяють на декілька етапів:

1. Підготовчий (обробка нержавіючої сталі перед зварюванням).
2. Безпосередньо зварювання.
3. Післязварювальна обробка металу (термообробка в зоні зварення та шва для деяких марок нержавіючої сталі для зняття напруги; обробка зварного шва нержавіючої сталі: очищення, шліфування, полірування; пасивація;).

Висока популярність нержавіючої сталі в світі є незаперечною для більшості застосувань виробництва та обслуговування. Коли перевіряються механізми руйнування металів, можна легко згадати згубний вплив корозійних руйнувань. Отже, одним із найбільш бажаних методів запобігання корозії можна вважати перевагу нержавіючих сталей для цільових продуктів. Важливість нержавіючої сталі добре відома більшості ентузіастів техніки. Однак методи з’єднання нержавіючої сталі не такі популярні, як нержавіюча сталь. Однією з найскладніших частин етапу виробництва бажаних продуктів вважається процес складання. Нержавіюча сталь має високі міцнісні властивості, тому процеси деформації нержавіючої сталі можуть бути доволі складними. Однак зварювання нержавіючої сталі є саме тим рішенням для більшості процесів складання, які не можуть досягти бажаної форми виробів за допомогою методів пластичного формування. Зварювання нержавіючої сталі дозволяє виробникам створювати найрізноманітніші вироби складної форми. Крім того, зварювання нержавіючої сталі можна використовувати для окремих ділянок цільових виробів. Наприклад, якщо постачальник вимагає лише деяких певних деталей з нержавіючої сталі, зварювання нержавіючої сталі можна використовувати для комбінування двох або більше різних деталей в одному виробі.

Чудові характеристики нержавіючих сталей створили для них широку область використання, тому зварювання нержавіючої сталі стало необхідністю для більшості інженерних застосувань. Зварювання нержавіючої сталі має деякі відмінні властивості, але методи, які використовуються для зварювання нержавіючої сталі, дуже схожі на методи зварювання звичайної вуглецевої сталі.

Обробка нержавіючої сталі перед зварюванням

Незалежно від застосовуваного способу чи методу зварювання нержавіючої сталі (лист нержавіючий, труба нержавіюча, фланець нержавіючий та інших виробів) технологія зварювання вимагає попередньої підготовки поверхні зварюваного металу. Від того наскільки відповідально і якісно вона буде виконана залежить міцність, надійність та довговічність майбутнього з'єднання. Обробка поверхонь відбувається в декілька етапів:

1. Механічна обробка. Така механічна обробка проводиться у вигляді очищення, видалення забруднень, усунення нерівностей. Для цього використовуються абразивні матеріали, металева жорстка щітка та ін.
2. Знежирення. Для знежирення місць майбутнього з'єднання поверхні протираються ацетоном, уайт-спіритом, спиртом або іншим спеціальним засобом для знежирення. Відсутність жиру та подібних речовин дозволить краще проводити електрострум та гарантує стабільність дуги під час зварювального процесу.
3. Обробка спеціальним засобом, що перешкоджає налипанню бризок металу. Частинки розплавленого металу неминуче розбризкуються в ході процесу зварювання нержавіючого металу. Тому після закінчення зварювання нержавіючої сталі їх набагато легше видаляти, якщо вони міцно не з'єдналися з частиною поверхні виробу.
4. Розташування зварюваних частин. Правильне розташування частин металу, що будуть зварюватися - це дуже важливий етап процесу зварювання який дуже корисний для забезпечення безперешкодної усадки матеріалу. Для цього між крайками деталей, що з'єднуються залишають невеликий зазор.

Методи зварювання нержавіючої сталі

Розглянемо процеси зварювання нержавіючої сталі для подальшого розуміння. Перелік методів зварювання є досить численним але на практиці застосовується лише декілька з них. Отже розглянемо тільки найпопулярніші методи зварювання нержавіючої сталі які ви можете використати при роботі з нержавіючим металом:

1. Дугове зварювання електродом, що не плавиться в захисній атмосфері інертного газу (GTAW | WIG | TIG)
2. Плазмово-дугове зварювання (PAW)
3. Дугове зварювання електродом, що плавиться в захисній атмосфері інертного / активного газу (GMAW | MIG | MAG)
4. Екрановане ( Stick - стрижневе) дугове зварювання металу (SMAW)
5. Контактне точкове зварювання
6. Електронно-променеве зварювання
7. Лазерне зварювання

Дугове зварювання електродом, що не плавиться в захисній атмосфері інертного газу (GTAW | WIG | TIG)

Дугове зварювання електродом, що не плавиться в захисній атмосфері інертного газу є поширеним процесом зварювання нержавіючої сталі (GTAW - Gas Tungsten Arc Welding). Цей процес також відомий як TIG: T - Tungsten (анг. вольфрам) або WIG: W - Wolfram (нім. вольфрам). Необхідна енергія для плавлення заготовки генерується за рахунок створення дуги між вольфрамовим електродом та основним металом. При створенні дуги вибирають інертну або відновлювальну атмосферу. Це пов'язано з бажанням запобігти небажаним з'єднанням у процесі зварювання. Зварювання нержавіючої сталі має свої вимоги, навіть якщо метод газового вольфрамового дугового зварювання є звичайним процесом для більшості легованих сталей.

Принципово на ширину та глибину зварного шва можуть впливати полярність електродів та рід струму (постійний чи змінний). Тому зварювання нержавіючої сталі здійснюється з використанням електродів постійного струму з негативною або прямою полярністю постійного струму. У таких умовах електрони ударяються в метал, де забезпечується глибше проникнення. Вольфрамовий електрод втрачає невелику кількість матеріалу під час роботи дуги. Стабільність дуги під час зварювання є найважливішим параметром для правильного перебігу процесу. Тут створення інертної атмосфери може бути корисним для підвищення якості зварювання. При забезпеченні атмосфери інертного газу стабільність дуги, що генерується, підвищується. Тип захисних газів може залежати від основного металу. Зазвичай переважні суміші аргону, гелію та водню. Однак перевага суміші захисного газу також важлива для зварювання нержавіючої сталі. При зварюванні нержавіючої сталі у певних кількостях використовуються суміші аргону з воднем, аргону з азотом та аргону з гелієм та воднем. Неправильний вибір типу захисного газу може призвести до втрати легуючих елементів. Більш того, втрата легуючих елементів може погіршити корозійностійкі властивості нержавіючої сталі. Отже, вибір точної атмосфери впливає на якість зварювання нержавіючої сталі.

Плазмово-дугове зварювання (PAW)

Плазмове дугове зварювання (Plasma Arc Welding - PAW) за способом роботи дуже схоже на дугове зварювання електродом, що не плавиться в захисній атмосфері інертного газу (GTAW | WIG | TIG). Однак застосування дугової плазми дещо відрізняється від застосувань GTAW.

При плазмово-дуговому зварюванні дугова плазма подається з сопла, яке стримує поширення дуги. Таким чином, процес може дати дугу з надмірною енергією. Дуга процесу є вужчою, ніж звичайні операції дугового зварювання, тому ширший потік екранувальної атмосфери може бути корисним для операцій зварювання нержавіючої сталі. Суміші захисних газів схожі на суміші GTAW для процесів зварювання нержавіючої сталі. Процес плазмово-дугового зварювання має деякі переваги в порівнянні з газовольфрамовим способом зварювання. Особливо під час зварювання нержавіючої сталі керована плазмова дуга дозволяє краще контролювати вхідну енергію. Оскільки кількість легуючих елементів висока для нержавіючої сталі, зона термічного впливу може бути проблемою для операцій зварювання нержавіючої сталі. Звуження дуги плазмово-дугового зварювання зменшує розмір можливої зони теплового впливу.

Дугове зварювання електродом, що плавиться в захисній атмосфері інертного / активного газу (GMAW | MIG | MAG)

Процес газового дугового зварювання металу, також відомий як зварювання металу в інертному / активному газі, в принципі дуже схожий на процеси GMAW і PAW. Тут між електродом і основним металом виникає дуга. Однак цей метод відрізняється від GMAW і PAW використанням витратного електрода. Підтримується висока щільність струму на витратному дротяному електроді. Режим для зварювання нержавіючої сталі можна вибрати як позитивний електрод постійного струму або постійний струм зворотної полярності.

GMAW зварювання (Gas Metal Arc Welding) - це зварювання металевим електродом у газовому середовищі. Поділяється на зварювання в інертному газі (Metal Inert Gas, MIG) та в активному газі (Metal Active Gas, MAG).

Цим типом зварювання проводиться ручне зварювання, напівавтоматичне, автоматичне в різних просторових положеннях, нержавіючих металів і сплавів товщиною від десятих часток до десятків міліметрів.

Екрановане ( Stick - стрижневе) дугове зварювання металу (SMAW)

Незважаючи на те, що метод SMAW є дуже старим методом зварювання, він все ще поширений у більшості зварювальних застосувань через свою простоту. Отже, метод SMAW є кращим для операцій зварювання нержавіючої сталі. Електрод методу містить металеву серцевину, яка покрита флюсовим матеріалом. Флюс перешкоджає утворенню небажаних сполук, які можуть бути шкідливими для операцій зварювання нержавіючої сталі. У процесі SMAW утворені шлаки можна легко видалити. Для зварювання використовують рутилові або вапняні електроди.

Контактне точкове зварювання

Точкове контактне зварювання в основному використовується для з'єднання листів чи пластин з нержавіючої сталі. Розплавлення основних металів забезпечується пропусканням через заготовки електричного струму. Протилежні струми створюють надмірне тепло між основними металами, що викликає плавлення меж. Завдяки своїй простоті та швидкості контактне точкове зварювання є одним з кращих методів для зварювання нержавіючої сталі.

Електронно-променеве зварювання

Процес електронно-променевого зварювання пропускає електрони через основний метал, де виникає висока енергія. Таким чином, розплавлення заготовки забезпечується зіткненнями електронів. За допомогою електронного променевого зварювання можна створити глибокі та тонкі зварні шви. Таким чином, сприйнятливість для зони теплового впливу зведена до мінімуму, що є перевагою для зварювання нержавіючої сталі.

Лазерне зварювання

Лазерне зварювання нержавіючої сталі - це процес з'єднання плавленням, при якому відбувається злиття металу за допомогою тепла яке отримується від лазерного променя. Лазерне зварювання є ефективним рішенням для промислових процесів, яке допомагає отримати міцні та естетичні зварні шви, використовуючи менше ресурсів.

Чи складно зварювати нержавіючу сталь ?

В усьому світі вважається, що нержавіюча сталь має хороші зварювальні властивості. Вона також дуже придатна для роботи та зварювання за допомогою різних процесів зварювання, включаючи точкове, опорне, електронно-променеве, дугове, MIG або зварювання тертям. Для будь-якого з цих методів ви повинні знати тип нержавіючої сталі, з якою ви працюєте, і підготувати поверхню, ретельно очистивши її.

Нержавіюча сталь має приблизно на 50% більший коефіцієнт теплового розширення, ніж звичайна вуглецева сталь. Покращене збереження тепла призводить до меншого розсіювання під час зварювання, що означає, що вам потрібно буде генерувати менше тепла для зварювання. Вона також має кращу електропровідність, тому ви можете використовувати менше струму під час процесів контактного зварювання.

Деякі типи або марки нержавіючої сталі вимагають особливої уваги під час зварювання, щоб отримати найкращі результати.

• Мартенситна нержавіюча сталь. Марки які відносяться до типу мартенситних нержавіючих сталей для кращого результату зварювання потребують попереднього нагріву та термообробки після зварювання.
• Феритна нержавіюча сталь. Більшість марок феритних нержавіючих сталей найкраще справляються з мінімальним попереднім нагріванням (від 150 ℃ до 230 ℃).
• Аустенітна нержавіюча сталь. При зварюванні металевих частин з аустенітних марок нержавіючої сталі обов’язково використовуйте відповідний присадний метал. Це допоможе уникнути можливого теплового розтріскування.
• Дуплексна нержавіюча сталь. Процес зварювання матеріалу виготовленого із двофазної (дуплексної) нержавіючої сталі не особливо складний. Проте температура при зварюванні повинна суворо контролюватися. Адже, залишаючи цю особливість без належної уваги, можна втратити всі переваги від використання цього прекрасного матеріалу.

Який метод зварювання нержавіючої сталі найкращий ?

Залежно від типу, марки та сорту, товщини та обробки металу - різниться метод зварювання нержавіючої сталі. Хоча існує досить багато методів зварювання, найчастіше використовуються ті які наведені вище.

Відповідь не така проста на це запитання. Це залежить від результату, якого ви прагнете досягти. Кожен із цих процесів дасть дещо інший результат. Щоб вибрати найкращий зварювальний процес для вашого проекту, вам слід враховувати такі фактори: рівень кваліфікації зварювальника, естетичність кінцевої деталі, включаючи зовнішній вигляд зварного шва, товщину металу, а також фактори вартості та часу. Якщо майстерність має першочергове значення, то витонченість зварювання TIG може підійти, але якщо швидкість і ефективність є пріоритетними, тоді зварювання MIG може бути кращим процесом.

Розглянемо детальніше здатність різних типів нержавіючої сталі до зварювання.

Зварювання аустенітної нержавіючої сталі

Як і інші типи нержавіючих сталей, аустенітні нержавіючі сталі, особливо, хромонікелеві сталі, стійкі до корозії та окислення завдяки наявності хрому, який утворює захисну плівку, що самовідновлюється, на поверхні сталі. Вони також мають дуже хорошу міцність при екстремально низьких температурах, тому широко використовуються в кріогенних конструкціях та деталях. Їх можна загартувати і підвищити їхню міцність шляхом холодної обробки, але не шляхом термічної обробки. Вони є сталями які найбільш легко зварювати із усього сімейства нержавіючих сталей і можуть бути зварені всіма способами зварювання. Основні проблеми полягають у запобіганні утворенню гарячих тріщин та збереженню корозійної стійкості в зоні зварних швів.

Легуючі елементи в аустенітній нержавіючій сталі можна розділити на дві групи: ті, що сприяють утворенню аустеніту, і ті, що сприяють утворенню фериту. Основними утворювачами аустеніту є нікель, вуглець, марганець і азот. Важливими феритоутворювачами є хром, кремній, молібден і ніобій. Змінюючи кількість цих елементів, можна зробити сталь повністю аустенітною або її можна спроектувати так, щоб вона містила невелику кількість фериту.

В 1949 Антон Шеффлер опублікував фазову діаграму, яка ілюструє вплив складу на мікроструктуру. На діаграмі Шеффлер привласнив різним елементам коефіцієнт, що відображає силу дії на утворення фериту чи аустеніту. Потім елементи об'єднуються у дві групи, утворюючи «еквіваленти» хрому та нікелю. Знаючи склад аустенітної нержавіючої сталі, можна визначити пропорції фаз.

Незважаючи на те, що всі аустенітні нержавіючі сталі чутливі до гарячого розтріскування, повністю аустенітні сталі, такі як тип AISI 310S, особливо чутливі.

Основними винуватцями цього є сірка і фосфор. З цією метою було поступово зменшено кількість цих відбійних елементів, так що сталі з вмістом сірки менше 0,010% і вмістом фосфору менше 0,020% стали доступними. В ідеалі сплав типу AISI 310 або AISI 317 повинен мати рівень сірки та фосфору нижче приблизно 0,003%. Чистота також дуже важлива, і безпосередньо перед зварюванням необхідно провести ретельне знежирення.

Нержавіючі сталі, такі як AISI 304, AISI 316, AISI 347 містять невелику кількість дельта-фериту і, незважаючи на те, що вони не захищені від гарячих тріщин, мають підвищену стійкість до утворення сірковмісних рідких плівок. Причини цього полягають в наступному:

1. ферит може розчиняти більше сірки та фосфору, ніж аустеніт, тому вони утримуються в розчині, а не можуть утворювати рідкі плівки вздовж меж зерен;
2. присутність досить невеликої кількості фериту збільшує зерно. гранична область така, що будь-які плівки рідини повинні поширюватися на велику площу і більше не можуть утворювати суцільну плівку рідини;

100% аустенітні сталі не мають цієї переваги.

Однією з проблем, що виникли під час використання нержавіючих сталей з дуже низьким вмістом сірки, є явище, відоме як «зміна виливки до виливки» або «змінне проникнення». Зварювальна ванна сталі з низьким вмістом сірки (<0,005%) має тенденцію бути широкою і з неглибоким проплавленням. Сталь із вмістом сірки більше 0,010% має вужчий і глибоко проникаючий зварний шов.

Зазвичай це є проблемою тільки при використанні повністю автоматизованого процесу зварювання TIG, оскільки ручний зварювальник здатний впоратися зі змінами проплавлення через відмінності у вмісті сірки в різних виливках сталі. Однак автоматизовані процедури зварювання TIG, розроблені для сталі з «високим» вмістом сірки, при використанні зварювання сталі з низьким вмістом сірки можуть призвести до відсутності дефектів типу "провару". Зворотна ситуація може призвести до надмірного проникнення.

Зміни у процедурі, які пом'якшили, але не усунули цю проблему, включали низьку швидкість руху, імпульсний струм, використання сумішей захисного газу Ar/H₂. Інші методи включають встановлення мінімального вмісту сірки, скажімо, 0,010%, або поділ сталей на партії з відомими характеристиками проплавлення та розробку відповідних процедур зварювання. Також було виявлено, що процес активованого флюсу A-TIG приносить користь.

Деякі марки аустенітних нержавіючих сталей також стають крихкими, але це відбувається в результаті утворення твердих крихких фаз. Набуття крихкості відбувається в діапазоні температур приблизно від 500 °C до 900 °C. Це повільний процес, який не становить проблеми при зварюванні аустенітних нержавіючих сталей, але може статися при роботі при підвищених температурах або якщо компонент, що зварюється, знятий з напруги.

Утворенню цих фаз сприяє високий вміст хрому та молібдену (феритоутворюючі елементи), тому сталі, такі як AISI 310 і AISI 316, є особливо чутливими та можуть демонструвати значну втрату пластичності після зняття напруги. Дельта-ферит також перетворюється швидше, ніж аустеніт, тому сплави, що містять велику кількість цієї фази, деградують швидше, ніж аустенітна сталь із лише невеликим відсотком фериту, звідси і проблеми з дуплексною та супердуплексною нержавіючою сталлю.

Коли потрібно зняти напругу з виробу, необхідно враховувати втрату пластичності. У сталях, що містять дельта-ферит, цю фазу слід зводити до мінімуму, що відповідає мінімізації ризику гарячого розтріскування шляхом контролю елементів, що утворюють ферит, зазвичай вимагаючи вмісту дельта-фериту від 2% до 5%.

Зварювання феритної нержавіючої сталі

При зварюванні феритних нержавіючих сталей існує низка проблем . Хоча вони не вважаються такими сталями, що гартуються, в них може утворюватися невелика кількість мартенситу, що призводить до втрати пластичності. Крім того, якщо сталь нагріти до досить високої температури, може статися дуже швидке зростання зерна, що також призведе до втрати пластичності та ударної в'язкості.

Хоча феритні сталі в основному містять лише невелику кількість вуглецю, при швидкому охолодженні осадження карбідів на межах зерен може «сенсибілізувати» сталь, роблячи її сприйнятливою до міжкристалітної корозії. Коли це пов'язано зі зварним швом, часто називають руйнуванням зварного шва. Однак розробка останніми роками марок із наднизьким вмістом вуглецю, титану чи ніобію покращила цю ситуацію.

Феритні нержавіючі сталі зазвичай зварюються тонкими секціями. Більшість із них мають товщину менше 6 мм, тому будь-яка втрата міцності менша. Використовується більшість поширених процесів дугового зварювання, хоча вважається гарною практикою обмежувати підведення тепла для цих сталей, щоб звести до мінімуму зростання зерна (рекомендується тепловкладення 1 кДж/мм і максимальна температура між проходами 100 °C - 120 °C), маючи на увазі, що процеси з високою швидкістю осадження небажані. Попереднє нагрівання не потрібно, хоча воно може бути корисним при зварюванні секцій товщиною, скажімо, 10 мм, де зростання зерен і обмеження зварювання можуть призвести до розтріскування з'єднання.

Зварювальні матеріали для феритних сталей зазвичай відносяться до аустенітного типу. AISI 309L (низьковуглецева) є найчастіше використовуваним наповнювачем. Це робиться для того, щоб будь-яке розбавлення не призвело до утворення аустенітної / феритної / мартенситної мікроструктури металу зварного шва з низькою пластичністю. Однак за умови контролю розбавлення можна використовувати AISI 308 та AISI 316. Також можна використовувати витратні матеріали на основі нікелю, що призведе до покращення експлуатаційних характеристик при тепловому циклуванні компонента. Придатний присадний метал доступний для зварювання сталі марки AISI 409, що часто використовується у вихлопних системах автомобілів.

Післязварювальна термообробка при температурі близько 620 °C проводиться рідко, хоча зниження залишкових напруг призведе до поліпшення втомних характеристик: у цьому контексті наповнювачі на основі нікелю є кращим вибором, ніж аустенітні витратні матеріали Cr/Ni.

Зварювання мартенситної нержавіючої сталі

Мартенситні нержавіючі сталі використовуються в складніших умовах і, як випливає з назви, створюють набагато більше проблем, ніж феритні сталі. Як версії з більш високим вмістом вуглецю (>0,1%), так і версії з низьким вмістом вуглецю (<0,1%), за деякими винятками, вимагають попереднього нагріву та термічної обробки після зварювання, щоб уникнути проблем із розтріскуванням зварених деталей та забезпечити достатньо міцне та пластичне з'єднання.

Відповідні зварювальні матеріали доступні більшості марок, тому корозійна стійкість і механічні властивості можуть бути зіставлені з властивостями основного металу. Щоб знизити ризик водневого розтріскування, необхідні процеси зварювання з низьким вмістом водню та рекомендується температура попереднього нагріву від 200 °C до 300 °C. Зварний шов, який повністю перетворився на невідпущений мартенсит внаслідок остигання з'єднання до кімнатної температури, може виявитися надзвичайно крихким, і при поводженні з ним потрібна особлива обережність, щоб запобігти крихкому руйнуванню. Крім того, такі сполуки є чутливими до корозійного розтріскування під напругою навіть у звичайних умовах виробничого цеху. Тому переконливо рекомендується проводити післязварювальну термічну обробку якнайшвидше.

Звичайний цикл термообробки передбачає охолодження з'єднання до температури нижче 100 °C, щоб забезпечити повне перетворення зварного шва і зони зварного шва в мартенсит, ретельно контрольований нагрів для мінімізації напруг, викликаних коливаннями температури, термообробка після зварювання при температурі близько 700 °C протягом однієї - чотирьох годин і охолодження до температури навколишнього середовища.

Обробка вивільненням водню за температури попереднього нагріву, скажімо, 350 °C протягом чотирьох годин, навряд чи знизить ризик холодного розтріскування. Якщо металу не дати охолонути до досить низької температури, щоб відбулося повне перетворення на мартенсит, то під час обробки виділенням водню буде присутній аустеніт.

Цей аустеніт буде утримувати водень і може утворювати тріщини при перетворенні на мартенсит при охолодженні з'єднання до температури навколишнього середовища. Якщо холодне розтріскування є реальною проблемою, навіть при хорошому контролі над воднем, то може знадобитися термообробка після зварювання безпосередньо з температури попереднього нагріву, охолодження до температури навколишнього середовища та повторення термообробки після зварювання для відпуску будь-якого мартенситу, який утворився після першого циклу термообробки після зварювання.

Для більшості мартенситних нержавіючих марок доступні зварювальні матеріали, що відповідають складу основного металу, часто з невеликими добавками нікелю, щоб гарантувати відсутність утворення фериту у зварному шві. Нікель знижує температуру, при якій мартенсит перетворюється на аустеніт, тому для таких присадних металів важливо, щоб температура термообробки після зварювання не перевищувала приблизно 750 °C, інакше у зварному шві утворюється невідпущений мартенсит, коли виріб охолоджується до температури навколишнього середовища.

Традиційно при зварюванні сполук різнорідних металів присадковий метал підбирають за складом низьколегованої сталі. Досвід показав, що це може спричинити проблеми з холодним розтріскуванням, тому слід використовувати присадні метали, що відповідають мартенситній сталі. Альтернативою є зварювання з використанням присадних матеріалів з аустенітної нержавіючої сталі, наприклад типу AISI 309, але в цьому випадку зварний шов може не відповідати міцності на розрив феритної сталі, і це необхідно враховувати при розрахунку зварного шва. Також можуть використовуватись сплави на основі нікелю, наприклад, сплав 625 (Інконель 625) має межу міцності 0,2% близько 450 МПа та дасть кращу відповідність коефіцієнту теплового розширення.

Металургія такого типу сталі складна, і вони часто використовуються у складних та безпечних умовах.

Зварювання дуплексної нержавіючої сталі

Слід наголосити, що зварювання дуплексної нержавіючої сталі не становить особливої складності. Але вона відрізняється від інших сталей. Фактично зварюваність і зварювальні характеристики дуплексних нержавіючих сталей кращі, ніж у феритних сталей, хоча загалом вони не такі хороші, як у аустенітних сталей. Сучасні дуплексні сталі із значним вмістом азоту легко зварюються. Однак на властивості дуплексної зварної конструкції сильно впливають такі параметри зварювання, як підведення тепла. Тому необхідно дотримуватися правильних процедур зварювання, щоб отримати прийнятну структуру та властивості зварного виробу.

Дуплексні нержавіючі сталі зазвичай твердіють з повністю феритною структурою із зародженням та зростанням аустеніту під час охолодження. Швидке охолодження від високих температур все одно може призвести до підвищення рівня фериту в металі зварного шва та прилеглого до нього основного металу. Тому присадні метали спеціально розробляються з вищим вмістом нікелю, щоб забезпечити фазовий баланс, аналогічний балансу основного матеріалу. З цієї причини автогенне зварювання (без присадки) для дуплексних сталей зазвичай не рекомендують. Навіть якщо дуплексні сталі не повністю стійкі до затвердіння та водневого розтріскування, це менш серйозна проблема, ніж для деяких інших нержавіючих сталей. Дуплексна мікроструктура більш чутлива до впливу наступних проходів, порівняно зі стандартними аустенітними марками.