Pengelasan baja tahan karat
Baja tahan karat dianggap memiliki kemampuan las yang baik dibandingkan dengan banyak logam lainnya dan dapat berhasil dilas menggunakan sejumlah teknik pengelasan yang berbeda di bawah pengaturan dan kondisi yang benar.
Baja tahan karat austenitic
Secara umum, baja tahan karat austenitik tidak rentan terhadap retak setelah pengelasan. Karena mereka tidak mengeras saat didinginkan, mereka memiliki ketangguhan dan keuletan yang baik dan tidak memerlukan perlakuan panas sebelum atau pasca-keluhan. Namun, dalam beberapa kasus, retak dapat terjadi pada logam las (atau pengisi) atau zona yang terkena panas (HAZ).
Struktur austenitik sepenuhnya lebih rentan terhadap retak pemadatan logam las daripada struktur dengan sejumlah kecil ferit karena struktur austenitik sepenuhnya lebih rentan terhadap retak daripada struktur dengan sejumlah kecil ferit. Kelas austenitic sepenuhnya termasuk kelas 310, 320, dan 330. Misalnya, 316 paduan berisi antara 3% dan 10% ferit. Fermonic 50 (xm -19, UNS S20910, 1.3964, nitronik 50), fermonik 60 (UNS S21800, nitronik 60) dan 254 paduan (UNS S31254, 1.4547, 254smo, 6mo) juga mengandung sejumlah kecil ferit. Sejumlah kecil struktur mikro ferit mampu melarutkan kotoran yang dapat menyebabkan retak interdendritik atau pembentukan pemisahan titik leleh rendah. Kotoran ini terkait dengan adanya fosfor atau sulfur, yang dianggap elemen gelandangan karena mereka tidak sengaja ditambahkan tetapi diserap dari memo, bahan baku dan proses awal.
Kehadiran karbon dalam baja tahan karat austenitik dapat menyebabkan korosi intergranular di logam las atau zona yang terkena panas (HAZ) setelah pengelasan. Chromium carbides terbentuk pada batas butir baja tahan karat austenitic dalam kisaran suhu 550-900 ° C. Ini berarti bahwa kandungan kromium di daerah yang mengelilingi karbida berkurang karena difusi kromium dalam logam induk sangat lambat. Oleh karena itu, area ini dengan kandungan kromium yang lebih rendah memiliki resistensi korosi yang lebih sedikit dan korosi apa pun kemungkinan besar akan dimulai di sini. Fenomena ini dapat disebabkan oleh suhu selama pengelasan dan dikenal sebagai sensitisasi.
Kandungan karbon yang lebih rendah mengurangi kemungkinan sensitisasi setelah pengelasan. Oleh karena itu, banyak nilai standar memiliki kandungan karbon yang secara signifikan lebih rendah, seperti 316L paduan (kandungan karbon <0. 0 3%) dan 316 paduan (kandungan karbon <0,08%) bahkan lebih rendah.
Nilai yang distabilkan (seperti paduan 316ti) telah meningkatkan sifat suhu tinggi melalui penambahan titanium. Ini juga mengurangi sensitisasi karena setiap karbon yang ada dalam logam akan secara istimewa bergabung dengan titanium daripada kromium.
Akhirnya, jika baja tahan karat austenitik terpapar pada suhu tinggi 550-900 ° C untuk waktu yang lama, sejumlah kecil ferit di dalamnya memiliki potensi untuk membentuk fase sigma berbahaya. Mekanisme ini dijelaskan di bawah ini untuk baja tahan karat dupleks.
Baja tahan karat dupleks dan super dupleks
Seperti halnya baja tahan karat austenitik yang paling umum, adanya sejumlah kecil ferit dalam struktur mikro membantu mengurangi kemungkinan retak panas selama pengelasan. Ini tentu saja bukan masalah mengingat baja stainless dupleks dan super dupleks memiliki proporsi austenit dan ferit yang hampir sama. Baja dupleks karena itu mudah dilas, tetapi proses pengelasan harus diverifikasi dan dikendalikan untuk menghindari membuat struktur mikro yang tidak diinginkan.
Masalah utama dengan baja tahan karat dupleks adalah kecenderungannya untuk membentuk struktur mikro fase sigma melalui transformasi ferit. Transformasi ini terjadi pada kisaran suhu dan waktu, yang dapat ditunjukkan dengan paling baik oleh diagram TTT (suhu-waktu-transformasi). Fase sigma adalah fase intermetalik non-magnetik yang kaya akan zat besi dan kromium. Area yang mengelilingi fase sigma memiliki kandungan kromium yang lebih rendah dan karenanya jauh lebih sedikit tahan korosi. Selain itu, transformasi ferit ke fase sigma dapat membentuk rongga, yang dapat menyebabkan penampilan retakan dan secara signifikan mengurangi kekuatan mekanik, terutama ketangguhan dampak. Oleh karena itu, ketahanan korosi yang sangat baik dan sifat mekanik baja stainless dupleks dan super dupleks benar -benar hilang jika terpapar suhu tinggi.
Grafik TTT menunjukkan bahwa ferralium 255 (UNS S32550, F61, 1.4507) sedikit lebih kecil kemungkinannya untuk membentuk fase sigma daripada kelas seperti S32760 (F55, 1.4501, Zeron 100), S32750 (F53, 1.4410, SAF2507), atau S32205 (F53, 1.4410, SAF2507), atau S3220.
Untuk menghindari pembentukan fase sigma, kondisi pengelasan harus dikontrol untuk membatasi waktu suhu pengelasan dipertahankan. Seperti yang ditunjukkan dalam grafik TTT, fase sigma dapat terbentuk dalam waktu yang relatif singkat pada suhu di sekitar 800-900 derajat Celcius. Karena ukuran besar bahan induk relatif terhadap area lasan, panas pengelasan biasanya hilang dengan cepat. Pengelasan untuk waktu yang lebih lama pada suhu yang lebih rendah pada akhirnya akan menyebabkan transformasi mikrostruktur yang sama. Oleh karena itu, untuk pengelasan multi-pass, sangat penting untuk membatasi suhu pengelasan. Ini dapat dicapai dengan mengurangi input panas pengelasan dan memberikan beberapa pendinginan atau jeda di antara lasan lasan.
Tantangan utama lainnya dalam dupleks pengelasan dan baja stainless super duplex adalah mempertahankan austenite seimbang: mikrostruktur ferit. Di area logam las, kehilangan nitrogen biasanya terjadi. Karena nitrogen adalah penstabil untuk austenit, hilangnya nitrogen di area las menghasilkan peningkatan proporsi ferit, yang mengakibatkan hilangnya sifat mekanik dan korosi. Ini dapat diatasi dengan memilih logam pengisi yang terlalu padat, yaitu satu dengan kandungan nikel yang lebih tinggi (penstabil austenite lain), atau dengan menggunakan nitrogen sebagai gas pelindung itu sendiri, sehingga logam las menyerap sejumlah kecil nitrogen.
