فناوری میکروالیالینگ چه تاثیری در قابلیت جوشکاری فولاد Q345 دارد؟
فناوری ریزگردانی (عناصر اصلی NB ، Ti و V هستند ، با برخی از مقادیر کمیاب B) تأثیر دوگانه ای بر قابلیت جوشکاری فولاد Q345 دارد: ضمن بهبود قابلیت جوشکاری از طریق "کاهش کربن غیرمستقیم + پالایش دانه ، همچنین می تواند به دلیل خاصیت خاصیت عناصر یا کنترل نامناسب ، خطرات جوشکاری را افزایش دهد. تأثیر ریزگردانی نیاز به ارزیابی جامع از نوع و محتوای عنصر و همچنین فرآیند جوشکاری (به عنوان مثال ، چرخه حرارتی و میزان خنک کننده) دارد. به طور خاص ، می توان آن را از دیدگاه های زیر مورد بررسی قرار داد:
1. تأثیر مثبت: بهبود قابلیت جوشکاری از طریق "کاهش کربن + بهینه سازی ریزساختار"
یکی از مزایای اصلی ریزگردها این است که امکان کاهش میزان کربن Q345 (از 0.20 ٪ سنتی به 0.12-0.16 ٪) را فراهم می کند ، در حالی که جبران کاهش استحکام از طریق تقویت بارش و پالایش دانه است. کربن یک عنصر اصلی است که قابلیت جوشکاری را کاهش می دهد ، بنابراین این "تعویض کاهش کربن" اساساً قابلیت جوشکاری را بهبود می بخشد. به طور خاص ، این نشان می دهد:
1. کاهش حساسیت به ترک خوردگی جوش (مزیت اصلی)
ترک خوردگی سرد جوش در اصل ترکیبی از "ریزساختار سخت شده + هیدروژن- cr ترک خوردگی + استرس جوشکاری است." ریزگرد این خطر را از دو طریق کاهش می دهد:
کاهش ریزساختار سخت شده: کاهش محتوای کربن به طور قابل توجهی تمایل به گرما - منطقه آسیب دیده (HAZ) را به شکل گیری ریزساختارهای سخت و شکننده مانند مارتنزیت (M) و باینیت (b) در هنگام خنک کننده کاهش می دهد ، در نتیجه در غلظت بالاتر از ریزه های ریز- inferrity (F) با ریزه کاری (F) با ریزش. مروارید (P). به عنوان مثال ، هنگامی که میزان کربن از 0.20 ٪ به 0.15 ٪ کاهش می یابد ، می توان حداکثر سختی HAZ را از 320 HV به 260 HV کاهش داد (بسیار پایین تر از آستانه حساسیت به ترک سرد 280 HV).
مهار انتشار هیدروژن و تجمع: Ti و NB با هیدروژن در فولاد (هیدروژن قابل پخش در هنگام جوشکاری جذب می شوند) برای تشکیل هیدیدهای پایدار (مانند TIH₂ و NBH) ترکیب می شوند ، کاهش انتشار هیدروژن آزاد به منطقه غلظت استرس HAZ و خطر ترک خوردگی ناشی از هیدروژن. در عمل ، محتوای هیدروژن قابل پخش از اتصالات جوش داده شده Q345 حاوی TI می تواند زیر 5 میلی لیتر در 100 گرم کنترل شود (خطر ابتلا به هیدروژن).
2. اندازه دانه گرما - منطقه آسیب دیده (HAZ) را اصلاح کنید و چقرمگی مفصل را بهبود بخشید.
درجه حرارت بالا (1300 {1 {1} 1500 درجه) در طول جوش باعث می شود دانه های اصلی مواد پایه به سرعت رشد کنند (به خصوص در HAZ "درشت دانه") ، و در نتیجه افت شدید سختی (به عنوان مثال ، انرژی ضربه در -40 درجه از 50J به کمتر از 20J افت می کند). عناصر ریز ریز رشد دانه را با "پین کردن" مرزهای دانه مهار می کنند.
نقش Ti: TI و نیتروژن نانوذرات قلع را تشکیل می دهند (که دارای نقطه ذوب تا 2950 درجه هستند و در دمای جوش بالا نامحلول هستند). این ذرات مانند "ناخن ها" عمل می کنند که مرزهای دانه آستنیت را پین می کنند ، از مهاجرت مرزی دانه جلوگیری می کنند و اندازه دانه را در درشت - haz دانه از 100-} 200μm تا 30-50 میکرومتر می کنند. عملکرد NB: NB تا حدی در آستنیت در دماهای بالا حل می شود و به عنوان NBC در مرزهای دانه و جابجایی ها در هنگام خنک کننده رسوب می کند ، باعث مهار بیشتر رشد دانه و القاء بارش فریت ریز دانه می شود.
در نهایت ، چقرمگی HAZ اتصالات جوش داده شده میکرو آلیاژ شده می تواند 30 ٪- 50 ٪ (به عنوان مثال ، AKV در -40 درجه از 35J به بیش از 50J افزایش یابد) ، برآورده کردن الزامات سازه های جوش داده شده با درجه حرارت پایین (مانند ماشین آلات ساختمانی و پل).
3. کاهش تخلخل جوش و نقص گنجاندن
اثر دفع سولفوریزاسیون Ti: Ti با گوگرد در فولاد ترکیب می شود تا tis₂ (نقطه ذوب 1150 درجه ، بسیار بالاتر از 1100 درجه MNS). tis₂ کروی است (به جای نوار- مانند شکل MNS) ، و این باعث می شود که "نوار-} مانند اجزاء" در استخر جوش تشکیل شود ، بنابراین نقص تشکیل جوش را کاهش می دهد.
اثر تصفیه NB/V: NB و V می توانند اکسیژن و نیتروژن را در فولاد جذب کنند تا کربنیتریدها/اکسیدهای ریز تشکیل دهند ، و مانع از رسوب این گازها و تشکیل منافذ (مانند منافذ نیتروژن و منافذ هیدروژن) در هنگام جوشکاری می شوند.