Ocena spawalnosci stali

Ocena spawalnosci stali, MBM PWR, Inżynierskie, Obrona (przydatne materiały), Dodatkowe materiały

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->ĆwiczenieNr 9Temat: Ocena spawalności stali9.1 CelćwiczeniaCelemćwiczeniajest zapoznanie ze strukturą złącza spawanego oraz wpływem składuchemicznego i temperatury wstępnego podgrzania na spawalność stali.9.2 Wiadomości uzupełniające9.2.1 Struktura złącza spawanegoPołączenia spawane obejmuje spoinę, tj. materiał przetopiony w trakcie spawania orazobszar materiału. W którym w wyniku cyklu cieplnego nastąpiły zmiany strukturalne. Obszarten nazywany jest strefą wpływu ciepła lub krótko SWC. Zmiany strukturalne zachodzące wSWC przy spawaniu stali niskowęglowych, rozpatrzone na podstawie uproszczonego wykresuelazo-cementyt, przedstawiono na rys 9.1Na wykresie tym poprowadzono linię pionową odpowiadającą zawartości węgla wrozpatrywanej stali. Punkty przecięcia tej linii z wykresem równowagi wyznaczajątemperatury i obszary przemian strukturalnych w materiale.Zale nie od temperatury do której metal został podgrzany wyró niamy:1. Obszar częściowego roztopienia odpowiadający nagrzaniu w granicach początku ikońca topnienia. Zanieczyszczenia materiału łatwiej topliwe ni sam metal, mają wzakresie tych temperatur tendencje do wydzielania się i tworzenia skupisk, co wpływabardzo niekorzystnie na warstwę, która wią e metal rodzimy ze spoiwem.12. Obszar przegrzania o strukturze gruboziarnistej, która nie wpływa w większymstopniu na wytrzymałość, ale obni a znacznie ciągliwość i udarność metalu. W strefietej mogą występować pęknięcia tym łatwiej, im więcej węgla zawiera stal, im bardziejjest podatna na hartowanie i im szybciej przebiegało stygnięcie metalu.3. Obszar normalizacji, charakteryzujący się rozdrobnieniem ziarna o dobrychwłasnościach plastycznych metalu.4. Pas metalu, który stygnie z temperatury 998 ÷ 723K (725°C ÷ 450°C), charakteryzujesię niewielkim rozrostem ziaren metalu rozdrobnionych uprzednio przez zgniot woperacji walcowania; dzięki wy arzeniu metal uzyskuje wy szą ciągliwość.5. Obszar stygnący od temperatury 773K (500°C) i ni szej nie wykazuje adnych zmianstruktury. W czasie stygnięcia przechodzi jednak przez temperaturę tzw. Niebieskiegonalotu, gdy stal staje się krucha. Je eli w tym momencie procesu naprę eniaskurczowe osiągną du a wartość – mogą wystąpić pęknięcia materiału.Jak widać, połączenie spawane nie jest obszarem jednorodnym pod względemstrukturalnym, lecz składa się z szeregu stref, których wartości mogą być ró ne. Szerokośćposzczególnych stref mo e się zmieniać w zale ności od metody spawania i stosowanychparametrów. W przypadku podwy szonej zawartości węgla lub innych składnikówstopowych, zwiększających hartowność w strefie przegrzania i normalizacji, mo e nastąpićzahartowanie.Powstanie w złączu struktur zahartowanych, a zwłaszcza martenzytu, prowadzi dozró nicowania własności stref – znacznego wzrostu twardości, spadku udarności iplastyczności zahartowanej strefy oraz powstania zmian gęstości i du ych naprę eństrukturalnych. Naprę enia strukturalne i cieplne w połączeniu z kruchością materiałuzahartowanego mogą prowadzić do powstania mikro- i makropęknięć, zwanych zimnymipęknięciami.Oprócz zimnych pęknięć w części gatunków stali mogą występować gorące pęknięciapowstające, np. dla konstrukcyjnych stli węglowych, w zakresie temperatur 1573 ÷ 1623K(1300 ÷ 1350°C). Podkreślić nale y, e wady tego typu dyskwalifikują całkowicie połączeniaspawane.9.2.2 SpawalnośćPrzez pojęcie spawalność rozumiemy zdolność materiału do tworzenia złącza spawanegoo określonych własnościach fizykochemicznych, mo liwie najbardziej zbli onych domateriału w stanie wyjściowym.Rozró nia sięspawalność metalurgiczną, konstrukcyjna i technologiczną.Spawalność metalurgicznazale na jest od składu chemicznego, struktury, zawartościgazów, wtrąceń niemetalicznych itp.Spawalność konstrukcyjnazale y od przekroju łączonych elementów, wielkościprzekroju spoin, sztywności konstrukcji.Spawalność technologicznazale na jest od zastosowanej metody spawania,parametrów procesu, temperatury spawanego przedmiotu itp.Stale dzielimy pod względem spawalności na cztery grupy:21.Stale łatwo spawalne –są to stale dające się spawać dowolną metodą i bezadnych zabiegów cieplnych przed i po spawaniu.2.Stale o ograniczonej spawalności –wymagają do spawania stosowania większychnatę eń prądu, zmniejszonej prędkości spawania lub podgrzania wstępnego przedspawaniem.3.Stale trudno spawalne –wymagają nie tylko dodatkowychśrodkówostro ności,jak stale o ograniczonej spawalności, lecz tak e obróbki cieplnej po spawaniu.4.Stale niespawalne –pomimo wszelkich zabiegów dają połączenia nie spełniającewymagań.9.2.3 Wpływ dodatków stopowych na spawalnośćWęgiel –ze wszystkich składników stopowych ma największy wpływ na spawalność,Stale niskowęglowe o zawartości węgla do 0,25% są stalami łatwo spawalnymi. Wgranicach 0,25 ÷ 0,35% stale są materiałami o ograniczonej spawalności, wymagająstosowania elektrod o otulinie zasadowej, a przy większych grubościach ÷podgrzewania wstępnego w celu wyeliminowania zahartowania w SWC. Stalepowy ej 0,35% są trudno spawalne lub niespawalne.Krzem –w ilości do 1% nie wpływa na spawalność. Po przekroczeniu tej wielkościzwiększa się hartowność stali.Mangan –w małych ilościach poprawia spawalność ze względu na wiązanie siarki itlenu. Powy ej 2% powoduje wzrost ziaren i hartowności, szczególnie przy większejzawartości węgla.Chrom –przy zawartości do 0,4% nie wpływa na spawalność. Powy ej tej zawartościpowoduje skłonność do hartowania złącza. Natomiast stale powy ej 12% Cr i przymałej zawartości węgla są spawalne. (1H13OH13, OH17, 1H17T, 1H25T, OH25).Nikiel –przy zawartości 5% nie wpływa na spawalność ujemnie. Powy ej tejwielkości utrudnia spawalność. Stale austenityczne, chromowo-niklowe o zawartościniklu powy ej 8% są łatwo spawalne.Molibden –do 0,35% nie pogarsza spawalności, przy większych zawartościachzwiększa hartowność.Wanad –do zawartości 0,2% nie wpływa na spawalność, powy ej tej zawartościpowoduje jej pogorszenie.Siarka –występuje w stalach jako zanieczyszczenie. Z elazem i tlenkiem elaza(FeO) tworzy niskotopliwą eutektykę o temperaturze topnienia 1213K (940°C),wydzielającą się na granicach ziaren i powodującą wzrost skłonności do gorącychpęknięć.Fosfor –jest równiekruchości stali.szkodliwym zanieczyszczeniem, powodującym wzrost3Podany wy ej wpływ składników stopowych na spawalność uwzględnia jedynie wpływindywidualnie ka dego z nich; w przypadku, jeśli występują one razem, określeniespawalności jest bardziej skomplikowane.9.2.4 Metoda analityczna określania spawalnościDla stali konstrukcyjnych niskostopowych orientacyjna ocenę stopnia spawalnościprzeprowadza się w oparciu o tzw. Równowa nik węgla Cektóry określony jest zale nościąTremlettaPodstawiając obliczoną wartość Cedo ni ej podanych wzorów, otrzymujemy przewidywanatwardość materiału w SWC w jednostkach Vickers’a:–dla spoin nie poddanych obróbce cieplnej po spawaniu–dla spoin poddanych obróbce cieplnej po spawaniuJe eli obliczona ta drogą maksymalna twardość SWC nie przekracza 250HV, to materiałzaliczamy do grupy materiałów łatwo spawalnych. Jeśli HVmaxzawiera się w granicach 250 ÷350HV, to materiał zaliczamy do grupy materiałów o ograniczonej spawalności. Natomiastgdy HVmaxprzekracza 350HV, to materiał nale y uznać za niespawalny.Powy sza metoda ma zastosowanie jedynie do stali, w których sumaryczna zawartośćpierwiastków stopowych nie przekracza 5%, a poszczególnych składników jest mniejsza od1,5%.W przypadku staliśrednioi wysokostopowych ocenę spawalności musimy opierać otechnologiczne próby spawalności.49.2.5. Technologiczne próby spawalnościTechnologiczne próby spawalności mo na podzielić na dwie grupy:a) próby określające wpływ cyklu cieplnego spawania,b) próby wykazywania skłonności do powstawania pęknięć w czasie spawania lub pospawaniu.5 [ Pobierz całość w formacie PDF ]

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

happyhour.opx.pl