Công Nghệ Hàn Thép Không Gỉ Crom Thuộc Nhóm Mactenzit và Mactenzit + Ferit

Để khắc phục hiện tượng nứt nguội khi hàn các loại thép này, cần áp dụng các biện pháp kỹ thuật một cách cẩn thận:

Biện pháp ngăn ngừa nứt nguội khi hàn thép không gỉ crom M và M+F:

• Biến tính làm mịn hạt kim loại mối hàn bằng Titan (Ti): Việc bổ sung Titan giúp làm mịn cấu trúc hạt, kết hợp với việc giảm năng lượng đường (có thể liên quan đến kiểm soát lượng nhiệt đầu vào), giúp cải thiện tính chất của mối hàn.
• Nung nóng sơ bộ trước khi hàn và nung nóng đồng thời trong khi hàn: Đây là biện pháp hiệu quả nhất để giảm nguy cơ nứt nguội. Đối với thép mactenzit và thép mactenzit + ferit, nhiệt độ nung nóng sơ bộ thường nằm trong khoảng 200-450 °C. Phương pháp nung có thể là nung cục bộ hoặc nung toàn phần, và nhiệt độ nung sẽ tăng lên tùy thuộc vào độ cứng vững của liên kết hàn. Trong quá trình hàn, cần duy trì nhiệt độ nung đồng thời trong khoảng 200-250 °C.
• Làm nguội chậm sau khi hàn: Sau khi hoàn thành quá trình hàn, cần để mối hàn nguội một cách chậm rãi, tránh gió lùa hoặc làm nguội đột ngột.
• Giảm độ cứng vững của liên kết hàn: Trong một số trường hợp, có thể áp dụng các biện pháp thiết kế hoặc kỹ thuật khác để giảm độ cứng vững của liên kết hàn, từ đó giảm nguy cơ nứt.
• Trường hợp ngoại lệ: Đối với các kết cấu tấm mỏng có độ cứng vững nhỏ (ví dụ, thép 08X13 dày dưới 18 mm, thép 12X13 dày dưới 10 mm và thép 20X13 dày dưới 8 mm) khi hàn trong môi trường CO₂ bằng điện cực nóng chảy, có thể không cần nung nóng sơ bộ. Tuy nhiên, quyết định này cần dựa trên đánh giá cụ thể về độ cứng vững và yêu cầu kỹ thuật.

Nhiệt luyện xử lý nhiệt PWHT sau hàn khi hàn thép không gỉ M và M+F

Trong nhiều trường hợp, việc nung nóng sơ bộ và nung nóng đồng thời có thể không hoàn toàn ngăn chặn được sự hình thành tổ chức mactenzit. Do đó, sau khi hàn, liên kết có thể có độ cứng cao và độ dai va đập thấp. Lúc này, việc tiến hành ram cao là cần thiết để cải thiện cơ tính của liên kết hàn. Cấu trúc kim loại sau khi ram cao thường là xoocbit ram cộng với một lượng nhất định ferit tự do. Tỷ lệ ferit tự do càng ít thì độ bền của mối hàn càng cao. Chế độ nhiệt luyện sau khi hàn thường được thiết kế phù hợp với chế độ hàn đã áp dụng.

Ảnh hưởng của nhiệt luyện trước khi hàn thép không gỉ M và M+F

Chế độ nhiệt luyện trước khi hàn cũng có ảnh hưởng đáng kể đến cơ tính của liên kết hàn. Nếu trước khi hàn, thép đã được tôi và ram ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ram cao sau khi hàn, thì sau quá trình hàn, tại vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ), cách đường chảy khoảng 4-5 mm, có thể xuất hiện một khu vực có độ bền bị suy giảm do tác dụng ram của nhiệt hàn. Sau đó, việc ram cao có thể không khôi phục được cơ tính cần thiết đã đạt được trước khi hàn.

Để đảm bảo tính đồng đều về cơ tính của liên kết hàn, sau khi hàn cần thực hiện ram cao ở nhiệt độ thấp hơn khoảng 20 °C so với nhiệt độ đã ram trước khi hàn.

Ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn và bền nhiệt:

Nhiệt luyện sau khi hàn không chỉ ảnh hưởng đến cơ tính mà còn tác động đáng kể đến khả năng chống ăn mòn và bền nhiệt của thép. Sự tiếp xúc giữa kim loại mối hàn và vùng HAZ (ở trạng thái tôi) với kim loại cơ bản không bị tôi (ở trạng thái ủ) có thể dẫn đến hiện tượng ăn mòn có chọn lọc tại vùng bị tôi trong thép mactenzit. Khả năng chống ăn mòn trong trường hợp này phụ thuộc vào tỷ lệ diện tích bề mặt tương tác trong môi trường ăn mòn.

Thép không gỉ crom thuộc nhóm ferit và mactenzit + ferit có xu hướng bị ăn mòn tinh giới (ăn mòn giữa các hạt). Để phục hồi khả năng chống ăn mòn tinh giới, thường cần tiến hành ram cao.

Chọn vật liệu hàn cho thép không gỉ crom M và M+F

Vật liệu hàn cho thép không gỉ crom M và M+F có thể chọn theo bảng dưới dây

 

Chọn vật liệu hàn cho thép không gỉ Crom M và M+F

Kim loại cơ bản theo AISI	Vật liệu hàn lựa chọn 1	Vật liệu hàn lựa chọn 2	Vật liệu hàn lựa chọn 3
403	410	309L/309Mo	310
410	410
414	410	309L/309Mo	310
416	410	309L/309Mo	310
416SE	410	309L/309Mo	310
420	410	309L/309Mo	310
431	430	308	309
440A	312	309L/309Mo	-
440B	312	309L/309Mo	-
440C	312	309L/309Mo	-

Kết luận về công nghệ hàn thép không gỉ M và M+F

Công nghệ hàn thép không gỉ crom thuộc nhóm mactenzit và mactenzit + ferit đòi hỏi sự kiểm soát chặt chẽ về nhiệt độ trước, trong và sau quá trình hàn để tránh hiện tượng nứt nguội và đảm bảo cơ tính cũng như khả năng chống ăn mòn cần thiết. Việc lựa chọn chế độ hàn và nhiệt luyện phù hợp, kết hợp với các biện pháp phòng ngừa nứt, là yếu tố then chốt để đạt được mối hàn chất lượng cao.