Spis treści
Stale austenityczne zawierają do kilku procent ferrytu wysokotemperaturowego (delta). Dzieje się tak zarówno w przypadku odlania surowca, jak i jego spawania. Istnieją jednak metody, które mają na celu zmniejszenie jego udziału lub nawet całkowite wyeliminowanie. Dlaczego warto to zrobić? Czym w ogóle jest ferryt delta? I jak zmierzyć jego zawartość w stali? O tym wszystkim dowiesz się z naszego poradnika.
Co to jest ferryt?
Ferryt to składnik strukturalny różnego rodzaju stopów żelaza. Jego struktura jest roztworem stałym (międzywęzłowy) węgla w żelazie i roztworem krystalizującym w sieci typu A, a więc sieci regularnej przestrzennie centrowanej. Wewnątrz niej rozmieszczone są atomy węgla. W związku z tym ferryt zalicza się do niemetalicznych materiałów o właściwościach ferromagnetycznych, czyli wykazujących spontaniczne namagnesowanie (ale tylko do temp. 768°C; powyżej tego poziomu ferryt staje się paramagnetyczny).
Typowe dwuskładnikowe stopy żelaza z węglem zawierają 0,008% węgla w ferrycie (przy założeniu utrzymania stanu równowagi i temperatury 20ºC). Udział wzrasta do 0,2% w temperaturze 723ºC. Ferryt delta stanowi składnik strukturalny stopów o mniejszej zawartości węgla w temperaturze 1391°C do 1536°C.
Ferryt delta w praktyce. Wpływ na stal
Część właściwości stali austenitycznej w znaczącym stopniu zależy od ilości oraz rozmieszczenia ferrytu delta. Dotyczy to zwłaszcza szczególnie ważnej w tego typu surowcach odporności na korozję. Struktura stali austenitycznej ulega pogorszeniu, jeśli występuje obok dużych ilości ferrytu typu delta. Wynika to z rozmieszczenia niemetalicznych wtrąceń, a także segregacji pierwiastków stopowych.
Nie oznacza to jednak, że ferryt należy bezwzględnie eliminować z procesu wytwarzania stali. Odpowiednio przygotowana struktura jest w stanie sprostać wszystkim normom jakościowym. Rozpoczęcie fazy sigma w temperaturze 550-900ºC pozwala uzyskać większą twardość oraz kruchość stali. Struktura stali z ferrytem delta pozwala na zastosowanie w takich produktach, jak sprężyny czy druty o wysokiej wytrzymałości.
Ferryt delta – jak zmierzyć zawartość?
Aby określić optymalną zawartość ferrytu w konstrukcjach spawanych należy zastosować odpowiednie wykresy. Mowa przede wszystkim o wykresach Schafflera, De Longa oraz Welding Research Council z 1992 roku. Uwzględniają one stężenia wszystkich pierwiastków ferrytotwórczych stali, a nawet austenitycznotwórczych. Wykresy buduje się na układzie równoważników chromu oraz niklu.
Do bezpośredniego zmierzenia zawartości należy zastosować metody metalograficzne. Ferrytomierz jest narzędziem niezbędnym do określenia tego, jaki procent otrzymanej stali zajmuje ferryt delta.
Zmniejszenie udziału ferrytu wymaga przeprowadzenia procesu walcowania na gorąco. W jego wyniku struktura stali austenitycznej zmienia się w taki sposób, aby zapewnić jak najlepsze parametry antykorozyjne, a także wzmocnić ją przed pękaniem. Następnie musi odbyć się wyżarzanie na gorąco, a także wyżarzanie rozpuszczające.
W ten sposób otrzymuje się stal o strukturze austenitycznej zyskuje swoje zalety.
