วันศุกร์ที่ 25 พฤษภาคม พ.ศ. 2555

เหล็กกล้าไร้สนิม (ตอนที่ 21) : เหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มดูเพล็กซ์ (duplex stainless steel)


ขอต่อจากตอนที่แล้ว (ตอนที่ 20) นะครับ

โดยสรุป สามารถกล่าวได้ว่า การตกตะกอนสามารถฟอร์มตัวได้ง่ายในระยะเวลาสั้นมากที่ช่วงอุณหภูมิ 280-1,000 องศาเซลเซียส ทำให้เหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มดูเพล็กซ์มีสมบัติทางกลและความต้านทานการกัดกร่อนลดลง แม้ว่าสารประกอบที่ตกตะกอนเหล่านี้สามารถสลายตัวได้ด้วยการอบอ่อนที่ช่วงอุณหภูมิสูงกว่า1000 องศาเซลเซียสก็ตาม แต่ในบางบริเวณของแนวเชื่อมหรือแนวกระทบร้อน สามารถได้รับอิทธิพลจากช่วงอุณหภูมิที่ส่งเสริมให้เกิดการตกตะกอนดังกล่าวได้ โดยเฉพาะการให้คาบความร้อนที่ยาวนาน (Prolonged Thermal Cycle) จากการเชื่อมหลายแนว (Multi-pass Welding) อาจทำให้เกิดการตกตะกอนของเฟสที่สองในแนวกระทบร้อน(HAZ) ได้


โดยทั่วไป โครงสร้างจุลภาคของแนวเชื่อมที่ได้หลังจากการเชื่อมเหล็กกล้าไร้สนิมกลุ่มดูเพล็กซ์ มักมีปริมาณเฟอร์ไรต์สูงกว่าออสเตนไนต์ มีเกรนหยาบกว่า และมีการตกตะกอนของโครเมียมไนไตรด์มากกว่าในโลหะพื้น [128] การเปลี่ยนแปลงที่เกิดหลังจากการเชื่อมดังกล่าว มักลดความต้านทานการกัดกร่อนและสมบัติทางกลของชิ้นส่วน ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่า ค่าความต้านทานแรงกระแทกของแนวเชื่อมในเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ จะลดลงเมื่อมีปริมาณเดลต้าเฟอร์ไรต์(บางครั้งอาจเรียกแอลฟ่าเฟอร์ไรต์) เพิ่มขึ้นในแนวกระทบร้อน(HAZ) [135] แม้ว่าเฟสดังกล่าวจะเพิ่มความต้านทานการแตกร้าวเนื่องจากความเค้นร่วมกับการกัดกร่อนก็ตาม ดังนั้นจึงควรระมัดระวังในการควบคุมตัวแปรต่างๆ ในระหว่างการเชื่อม เพื่อควบคุมให้โครงสร้างจุลภาคมีสัดส่วนเฟอร์ไรต์-ออสเตนไนต์ใกล้เคียงกัน โดยปราศจากการตกตะกอนของเฟสที่สอง ควรมั่นใจว่าอัตราการเย็นตัวโดยรวมต้องช้าเพียงพอ เพื่อการฟอร์มเฟสออสเตนไนต์ในระหว่างการเย็นตัวที่ช่วงอุณหภูมิสูง (1,200 °C) และควรมีอัตราเร็วเพียงพอเพื่อหลีกเลี่ยงการตกตะกอนของโครเมียมไนไตรด์ในระหว่างการเย็นตัวที่ช่วงอุณหภูมิต่ำ(800 °C)


เกรดแรกเริ่มของโลหะผสมกลุ่มนี้คือAISI 329 ซึ่งจัดเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ ชนิดเฟอริติก (มีเฟอร์ไรต์มากกว่าออสเตนไนต์) จากนั้นได้มีการพัฒนาโดยการเติมไนโตรเจน เช่น เกรด UNS 32950 และ เกรด AISI 2205 (UNS 31803) เพื่อให้ได้โครงสร้างออสเตนไนต์ในสัดส่วนใกล้เคียง50% นอกจากนี้ยังเพิ่มสมบัติต้านทานการกัดกร่อนในสภาวะหลังการเชื่อม ต้านทานการกัดกร่อนจากคลอไรด์ (Chloride Corrosion Resistance) ในขณะที่การปรับปรุงสมบัติด้านความแกร่งสามารถทำได้โดยการเพิ่มปริมาณออสเตนไนต์[18] และยังเพิ่มความเป็นไปได้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดใหญ่ในรูปของแผ่น(Plate) และแท่ง (Bar)

เอกสารอ้งอิง :

[128] Juan Gao, Yiming Jiang, Bo Deng, Wei Zhang, Cheng Zhong, Jin Li. Investigation of selective corrosion resistance of aged lean duplex stainless steel 2101 by non-destructive electrochemical techniques. Electrochimica Acta 2009; 54(24): pp. 5830-5.

[135] A. Ureña, E. Otero, M.V. Utrilla and, C.J. Múnez. Weldability of a 2205 duplex stainless steel using plasma arc welding. Journal of Materials Processing Technology 2007; 182(1-3): pp. 624-31.

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น

การล้างผิวเหล็กกล้าไร้สนิมด้วยกรด (Pickling) และการสร้างฟิล์ม (Passivation)

Image credit: https://www.safefoodfactory.com/en/editorials/54-pickling-and-passivating-stainless-steel/ เหล็กกล้าไร้สนิมสามารถเกิดการกัดกร่...