Soldabilidad entre aleación de titanio y acero inoxidable

Soldabilidad entre aleación de titanio y acero inoxidable

Titanio y aleaciones de titanio son ampliamente utilizados en equipos aeroespaciales, petroquímicos, médicos y otros campos debido a su alta resistencia específica, alto punto de fusión, buena tenacidad y excelente resistencia a la corrosión. Sin embargo, debido al bajo módulo elástico, la baja soldabilidad y trabajabilidad del titanio, el precio es relativamente caro . , lo que limita su aplicación, mientras que el acero inoxidable es un material estructural de alta resistencia y bajo costo, y tiene buena resistencia a la corrosión, soldabilidad y procesabilidad.

Soldabilidad entre aleación de titanio y acero inoxidable

Si es aleación de titanio y acero inoxidable Puede usarse en combinación, el componente compuesto puede tener las excelentes propiedades de los dos materiales al mismo tiempo, al tiempo que reduce los costos de producción. Sin embargo, la soldadura de aleación de titanio y acero inoxidable pertenece a la soldadura de metales diferentes, y no se pueden ignorar varios problemas de soldadura que son propensos a ocurrir en el proceso.

Soldabilidad de titanio y aleaciones de titanio

El titanio y las aleaciones de titanio tienen una alta actividad química. A altas temperaturas, son muy fáciles de reaccionar con hidrógeno, oxígeno, dióxido de carbono, agua, etc. en el aire, lo que resulta en una disminución de la plasticidad y tenacidad al impacto de las uniones soldadas, y al mismo tiempo la expansión de volumen provoca una mayor estrés. Esto conduce a poros cerca de la línea de fusión, lo que puede provocar grietas en frío en casos graves.

El titanio y las aleaciones de titanio tienen propiedades termofísicas especiales. La aleación de titanio tiene las características de un alto punto de fusión, pequeña capacidad calorífica y baja conductividad térmica. Por lo tanto, la descongelación por soldadura es fácil de producir una estructura sobrecalentada y hacer que los granos de cristal sean más gruesos.

El módulo elástico del titanio y las aleaciones de titanio es aproximadamente la mitad más pequeño que el del acero, por lo que la deformación residual de la soldadura es relativamente grande y la corrección de la deformación después de la soldadura también es difícil .

Soldabilidad del acero inoxidable

El acero inoxidable martensítico generalmente está representado por acero al 13% Cr (comúnmente conocido como acero inoxidable 420). Problemas como la fragilidad a baja temperatura, el deterioro de la tenacidad a baja temperatura y una disminución en la ductilidad que acompaña al endurecimiento son propensos a ocurrir durante la soldadura.

El acero inoxidable ferrítico está representado por acero al 18% Cr (comúnmente conocido como acero inoxidable 430). Cuando la temperatura de soldadura alcanza aproximadamente 475 ° C, la resistencia y dureza del acero mejorará significativamente, mientras que la plasticidad y la tenacidad se reducirán significativamente, lo que resultará en una fuerte fragilización. Bajo la condición de calentamiento durante mucho tiempo a 700 ~ 800 ℃, es propenso a problemas tales como resistencia a la corrosión reducida y agrietamiento retardado.

El acero inoxidable austenítico está representado por acero al 18% Cr-8% Ni (comúnmente conocido como acero inoxidable 304), que generalmente tiene un buen rendimiento de soldadura. Sin embargo, cuando el acero inoxidable de alta aleación con alto contenido de níquel y molibdeno El contenido está soldado, es fácil tener grietas a alta temperatura, fragilización de la fase σ, disminución de la resistencia a la corrosión, grietas por corrosión bajo tensión y otros defectos.

El acero inoxidable dúplex tiene las características del acero inoxidable austenítico y ferrítico, tiene un buen rendimiento de soldadura y es menos sensible a las grietas calientes de la soldadura. Sin embargo, el aumento del contenido de ferrita en la zona afectada por el calor puede causar problemas como la reducción de la resistencia a la corrosión y el deterioro de la tenacidad a baja temperatura.

Soldabilidad completa entre aleación de titanio y acero inoxidable

En la actualidad, los métodos de soldadura de aleación de titanio y acero inoxidable incluyen principalmente soldadura por rayo láser, soldadura por plasma, soldadura por haz de electrones, soldadura explosiva, soldadura por fricción y soldadura por difusión.

El titanio, el componente principal de las aleaciones de titanio, y el hierro, el componente principal del acero inoxidable, son materiales de alto punto de fusión, pero sus puntos de fusión difieren en 140 ° C. En el proceso de soldadura, cuando el acero inoxidable ha alcanzado un estado fundido, la aleación de titanio todavía está en estado sólido. En este momento, el material de acero inoxidable penetra fácilmente en el límite de grano de la zona sobrecalentada, provocando la pérdida del material de acero inoxidable, la quema de elementos de aleación o la evaporación, lo que dificulta la soldadura de la junta soldada.

Además, el titanio es químicamente activo y reacciona fácilmente con hierro, cromo , níquel y otros elementos de aleación en acero inoxidable para formar compuestos intermetálicos. Es fácil formar fases frágiles y grandes tensiones internas en las juntas durante la conexión, lo que resulta en grietas en las juntas.

En la actualidad, todavía quedan muchos problemas por resolver en la soldadura de aleaciones de titanio y acero inoxidable. Pero es innegable que la investigación sobre la soldadura de aleaciones de titanio y acero inoxidable tiene grandes beneficios económicos.

Conclusión

Gracias por leer nuestro artículo y esperamos que pueda ayudarlo a comprender mejor la soldabilidad entre la aleación de titanio y el acero inoxidable . Si desea obtener más información sobre el titanio y las aleaciones de titanio, le recomendamos que visite Metales refractarios avanzados (ARM) para obtener más información.

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