Số Ferrit (FN)
Số ferit (FN) là một thước đo tiêu chuẩn được sử dụng để mô tả hàm lượng ferit trong kim loại hàn của thép không gỉ ferritic-austenit và duplex ferritic-austenitic. Nó được xác định thông qua một quy trình cụ thể thường liên quan đến việc đo lực hút từ giữa mẫu kim loại hàn và nam châm vĩnh cửu tiêu chuẩn167.
Những điểm chính về số Ferrite (FN):
-
FN xấp xỉ tương đương với tỷ lệ phần trăm hàm lượng ferit, đặc biệt là ở giá trị FN thấp (lên đến khoảng 8%). Ngoài ra, FN có xu hướng phóng đại phần trăm thể tích thực tế của ferit theo hệ số khoảng 1,3 đến 1,5, tùy thuộc vào thành phần hợp kim1346.
-
FN được chấp nhận rộng rãi và khuyến nghị bởi các tổ chức tiêu chuẩn như Hội đồng Nghiên cứu Hàn (WRC), Hiệp hội Hàn Hoa Kỳ (AWS) và ISO để chỉ định hàm lượng ferit trong kim loại hàn thép không gỉ245.
-
FN được đo bằng các thiết bị như Ferritoscope, hoạt động theo nguyên lý cảm ứng từ để phát hiện các pha ferit sắt từ trong kim loại hàn4.
-
FN được ưu tiên hơn so với các phép đo tỷ lệ phần trăm ferit trực tiếp vì nó làm giảm sự thay đổi giữa các phòng thí nghiệm khác nhau và cung cấp một phương pháp đáng tin cậy, không phá hủy và chính xác để định lượng ferit4.
-
Thang FN nằm trong khoảng từ 0 đến 100, với giá trị FN cao hơn cho thấy hàm lượng ferit cao hơn. Ví dụ, các giá trị FN điển hình cho mối hàn thép không gỉ 316L là từ 30 đến 35, cho thấy hàm lượng ferit tương đối thấp mong muốn cho nhiều ứng dụng5.
-
FN cũng có thể được ước tính từ thành phần hóa học của kim loại hàn bằng cách sử dụng các sơ đồ hiến pháp như sơ đồ WRC-1992, liên quan đến các nguyên tố hợp kim (Cr, Mo, Si, W, N) với FN35.
-
Công thức xấp xỉ FN từ các nguyên tố hợp kim là:
FN=%Cr+%Mo+%Stôi+%W+%N
Ví dụ: một cặn mối hàn chứa 16% Cr, 10% Mo, 1% Si, 0,5% W và 0,2% N sẽ có FN xấp xỉ 27,75.
Tóm lại, số Ferrite là một thang đo dựa trên phép đo từ tính, được tiêu chuẩn hóa được sử dụng để định lượng hàm lượng ferit trong kim loại hàn thép không gỉ, cung cấp một cách đáng tin cậy và được ngành công nghiệp chấp nhận để kiểm soát các đặc tính mối hàn liên quan đến khả năng chống ăn mòn và hành vi cơ học12456.
Tại sao thợ hàn và nhà luyện kim đều quan tâm..?
FN = Chỉ là một con số?
Không…….
Nó quyết định mối hàn thép không gỉ của bạn sẽ nứt hay bị ăn mòn.
✹ 𝗪𝗵𝗮𝘁 𝗶𝘀 𝗙𝗲𝗿𝗿𝗶𝘁𝗲 𝗡𝘂𝗺𝗯𝗲𝗿 (𝗙𝗡)?
Số Ferrite chỉ là thang đo cho biết có bao nhiêu pha ferrite có trong kim loại hàn. Thang đo này chủ yếu được sử dụng khi hàn thép không gỉ austenit và thép không gỉ duplex.
Ý tưởng rất đơn giản, trong quá trình đông đặc của mối hàn thép không gỉ, bạn luôn có được hỗn hợp austenit + ferrite.
Bạn cần cân bằng ⚖️.
FN đưa ra ý tưởng sơ bộ, không phải tỷ lệ phần trăm chính xác của ferrite. Ví dụ, FN 10 có nghĩa là khoảng 10% ferrite.
✹ 𝗪𝗵𝘆 𝗙𝗲𝗿𝗿𝗶𝘁𝗲 𝗶𝘀 𝗜𝗺𝗽𝗼𝗿𝘁𝗮𝗻𝘁?
Khi bạn hàn thép không gỉ, quá trình đông đặc tạo ra hỗn hợp ferrite và austenit.
Chúng tôi muốn có một cấu trúc cân bằng:
– Ferrite giúp ngăn ngừa nứt nóng
– Austenite mang lại khả năng chống ăn mòn
• Quá nhiều ferrite → làm giảm khả năng chống ăn mòn
• Quá ít ferrite → làm tăng nguy cơ nứt
Thông thường:
• 3 đến 10 FN cho mối hàn austenit
• 30 đến 70% ferrite cho mối hàn duplex
⚠️ 𝐖𝐡𝐚𝐭 𝐇𝐚𝐩𝐩𝐞𝐧𝐬 𝐢𝐟 𝐅𝐍 𝐢𝐬 𝐓𝐨𝐨 𝐋𝐨𝐰?
– Tăng nguy cơ nứt nóng
– Không có ferit để hấp thụ tạp chất
– Kim loại hàn trở nên hoàn toàn austenit
– Đặc biệt nguy hiểm trong các mối hàn nhiều lần
– Thường gặp ở SS 316L, 310, 347 nếu không được kiểm soát
⚠️ 𝐖𝐡𝐚𝐭 𝐇𝐚𝐩𝐩𝐞𝐧𝐬 𝐢𝐟 𝐅𝐍 𝐢𝐬 𝐓𝐨𝐨 𝐇𝐢𝐠𝐡?
– Khả năng chống ăn mòn kém
– Ferrit dư thừa → độ dẻo dai thấp hơn
– Nứt do ăn mòn ứng suất trong một số môi trường
– Thép duplex có >70% ferit → trở nên giòn
– Trong quá trình phục vụ (như trong nhà máy lọc dầu hoặc ngoài khơi), ferit dư thừa có thể không đạt các bài kiểm tra ăn mòn của NACE.
✹ Bạn có muốn thử không?
★ 1. Phạm vi Ferrite (Phương pháp từ tính):
– Nhanh
– Di động
– Không phá hủy
– Tiêu chuẩn: AWS A4.2 / ISO 8249
– Đo trực tiếp phản ứng từ tính
★ 2. Đánh giá cấu trúc vi mô:
– Đánh bóng > mẫu khắc
– Hình ảnh dưới kính hiển vi
– Đếm pha % thủ công
– Sử dụng phương pháp đếm điểm (ASTM E562)
★ 3. Tính toán hóa học (Biểu đồ WRC-1992):
– Dựa trên Cr_eq và Ni_eq
– Công thức ước tính FN từ thành phần
– Cr_eq = Cr + Mo + 1,5×Si + 0,5×Nb
– Ni_eq = Ni + 30×C + 30×N + 0,5×Mn
– Vẽ Cr_eq so với Ni_eq trên biểu đồ WRC-1992
– Tốt cho việc lập kế hoạch và thiết kế quy trình
Vì vậy, cho dù bạn là thợ hàn, thanh tra hoặc thợ luyện kim..
Đáng để kiểm tra…
Chia sẻ
Ý kiến bạn đọc (0)