Свариваемость титанового сплава и нержавеющей стали

Свариваемость титанового сплава и нержавеющей стали

Титан и титановые сплавы широко используются в аэрокосмической, нефтехимической, медицинской технике и других областях благодаря своей высокой удельной прочности, высокой температуре плавления, хорошей ударной вязкости и отличной коррозионной стойкости. Однако из-за низкого модуля упругости, плохой свариваемости и обрабатываемости титана цена относительно высока . , что ограничивает область ее применения, тогда как нержавеющая сталь является высокопрочным и недорогим конструкционным материалом, обладающим хорошей коррозионной стойкостью, свариваемостью и технологичностью.

Свариваемость титанового сплава и нержавеющей стали

Если титановый сплав и нержавеющая сталь Может использоваться в комбинации, композитный компонент может иметь превосходные свойства двух материалов одновременно, снижая при этом производственные затраты. Однако сварка титанового сплава и нержавеющей стали относится к сварке разнородных металлов, и нельзя игнорировать различные сварочные проблемы, которые могут возникнуть в процессе.

Свариваемость титана и титановых сплавов

Титан и титановые сплавы обладают высокой химической активностью. При высоких температурах они очень легко реагируют с водородом, кислородом, углекислым газом, водой и т. Д. В воздухе, что приводит к снижению пластичности и ударной вязкости сварных соединений, и в то же время объемное расширение вызывает большее стресс. Это приводит к образованию пор вблизи линии плавления, что в тяжелых случаях может привести к образованию холодных трещин.

Титан и титановые сплавы обладают особыми теплофизическими свойствами. Титановый сплав обладает характеристиками высокой температуры плавления, небольшой теплоемкости и низкой теплопроводности. Следовательно, сварочное оттаивание легко приводит к образованию перегретой структуры и увеличению размера кристаллических зерен.

Модуль упругости титана и титановых сплавов примерно вдвое меньше модуля упругости стали, поэтому остаточная деформация при сварке относительно велика, и исправление деформации после сварки также затруднено. .

Свариваемость нержавеющей стали

Мартенситная нержавеющая сталь обычно представлена ​​сталью с содержанием хрома 13% (широко известной как нержавеющая сталь 420). Во время сварки часто возникают такие проблемы, как низкотемпературная хрупкость, ухудшение низкотемпературной вязкости и снижение пластичности, сопровождающее упрочнение.

Ферритная нержавеющая сталь представлена ​​сталью с 18% Cr (обычно известной как нержавеющая сталь 430). Когда температура сварки достигает примерно 475 ° C, прочность и твердость стали значительно улучшаются, а пластичность и вязкость значительно снижаются, что приводит к сильному охрупчиванию. В условиях длительного нагревания при 700 ~ 800 ℃ он подвержен таким проблемам, как снижение коррозионной стойкости и замедленное растрескивание.

Аустенитная нержавеющая сталь представлена ​​сталью с 18% Cr-8% Ni (обычно известной как нержавеющая сталь 304), которая обычно имеет хорошие сварочные характеристики. Однако, когда высоколегированная нержавеющая сталь с высоким содержанием никеля и молибден содержание сварено, легко иметь высокотемпературную трещину, охрупчивание σ-фазы, снижение коррозионной стойкости, коррозионную трещину под напряжением и другие дефекты.

Дуплексная нержавеющая сталь имеет характеристики аустенитной и ферритной нержавеющей стали, обладает хорошими сварочными характеристиками и менее чувствительна к образованию горячих трещин. Однако увеличение содержания феррита в зоне термического влияния может вызвать такие проблемы, как снижение коррозионной стойкости и ухудшение низкотемпературной ударной вязкости.

Полная свариваемость титанового сплава и нержавеющей стали

В настоящее время методы сварки титановых сплавов и нержавеющей стали в основном включают лазерную сварку, плазменную сварку, электронно-лучевую сварку, сварку взрывом, сварку трением и диффузионную сварку.

Титан, основной компонент титановых сплавов, и железо, основной компонент нержавеющей стали, являются материалами с высокой температурой плавления, но их точки плавления различаются на 140 ° C. В процессе сварки, когда нержавеющая сталь достигла расплавленного состояния, титановый сплав все еще находится в твердом состоянии. В это время материал из нержавеющей стали легко проникает в границу зерен зоны перегрева, вызывая потерю материала из нержавеющей стали, выгорание элементов сплава или испарение, что затрудняет сварку сварного соединения.>

Кроме того, титан химически активен и легко вступает в реакцию с железом, хромом . , никель и другие легирующие элементы в нержавеющей стали с образованием интерметаллических соединений. Во время соединения в соединениях легко образуются хрупкие фазы и возникают большие внутренние напряжения, что приводит к образованию трещин в соединениях.

В настоящее время остается еще много проблем, которые необходимо решить при сварке титанового сплава и нержавеющей стали. Но бесспорно, что исследования по сварке титанового сплава и нержавеющей стали имеют большие экономические преимущества.

Заключение

Спасибо за то, что прочитали нашу статью, и мы надеемся, что она поможет вам лучше понять свариваемость между титановым сплавом и нержавеющей сталью . Если вы хотите найти дополнительную информацию о титане и титановых сплавах, мы хотели бы посоветовать вам посетить Advanced Refractory Metals (ARM) для получения дополнительной информации.

Продвинутые тугоплавкие металлы ( ARM) является ведущим производителем и поставщиком тугоплавких металлов по всему миру. Он предоставляет клиентам высококачественные тугоплавкие металлы и сплавы, такие как титан . , титановые сплавы , вольфрам, молибден, тантал, рений, и цирконий по очень конкурентоспособной цене.