Die Optimierung der Zusammensetzung von niedriglegierten, hochfesten Stahlschweißzusätzen

Die Optimierungsrichtung des Schweißgefüges niedriglegierter hochfester Stähle besteht darin, nadeligeres Ferrit zu erzeugen. Studien haben gezeigt, dass nadelförmiger Ferrit eine feine Korngröße und eine hohe Versetzungsdichte aufweist. Wenn sein Gehalt mehr als 65% beträgt und die durchschnittliche Lattengröße etwa 1 µm beträgt, kann das Schweißgut eine ausgezeichnete Festigkeit und Zähigkeit aufweisen.

Wie erhalte ich die oben genannte Organisation?

Die geeignete Auslegung der Legierungszusammensetzung des Schweißmaterials ist der Schlüssel.

1. Der C-Gehalt wird im Allgemeinen auf 0.05% bis 0.10% kontrolliert, und das Kohlenstoffäquivalent beträgt weniger als 0.39. In diesem Bereich können Seitenlamellenferrit und nadelförmiger Ferrit erzeugt werden, und die Nachwärmzone der Schweißnaht wird in gleichachsigen massiven Ferrit umgewandelt.
2. Mn. Mn hat zwei gegensätzliche Wirkungen auf die Verfeinerung und Härtung des Schweißguts. Ein richtiger Mn-Gehalt kann mehr nadelförmigen Ferrit erhalten. Eine übermäßige Zugabe von Mn führt jedoch dazu, dass die Korngrenzen-Keimbildungsrate von Bainit höher ist als die intragranulare Kernbildungsrate von nadelförmigem Ferrit, was die Härte der Schweißnaht erhöht. Der Mn-Gehalt wird im Allgemeinen auf 0.6 bis 1.8 % kontrolliert.
3. Kr. Mit steigendem Cr-Gehalt im Schweißgut nimmt die Zahl der nadelförmigen Ferrite zu, das Gefüge der Schweißnaht verfeinert sich und der voreutektoide Ferrit in der säulenförmigen Zone und der grobkörnigen Zone nimmt ab. Die Schlagzähigkeit nimmt mit steigendem Cu-Gehalt ab und steigt mit steigendem Cr-Gehalt. Der Cr-Gehalt beträgt im Allgemeinen 0.9 bis 1.0%.
4. Ti. Der Ti-Gehaltsbereich zum Erhalten der optimalen Kombination von Struktur und Schlagleistung beträgt 0.02% bis 0.05%. Studien haben gezeigt, dass bei einem Ti-Gehalt im Schweißgut von 0.014% bis 0.048% die Schweißstruktur der Q235-Platte hauptsächlich aus gleichachsigem Ferrit und nadelförmigem Ferrit besteht. Mit zunehmendem Ti-Gehalt, nadelförmigem Ferrit Die Zunahme des Gehalts und die Abnahme der Länge erhöhen die Zähigkeit des Schweißguts. Dies ist auf die Bildung von TiO2-Einschlüssen zurückzuführen, wenn der Ti-Gehalt im Schweißgut höher ist als der Al-Gehalt, was die Keimbildung von nadelförmigem Ferrit begünstigt.
5. B. Versuche zeigen, dass bei einem B-Gehalt zwischen 0.0032 % und 0.0103 % der nadelförmige Ferrit mit zunehmendem B-Gehalt abnimmt und die Schlagenergie deutlich verringert wird. Dies ist auf die durch B verursachte Abnahme der eutektoiden Temperatur zurückzuführen. Wenn dem Schweißdraht jedoch mehr Ti hinzugefügt wird und eine niedrigere Alkalinität gewährleistet ist, und wenn das Verhältnis von Bor zu Stickstoff (B/N) im Schweißgut zu niedrig ist im Bereich von 0.6 bis 0.8 kann die Bildung von Nadeln von Vorteil sein. Die mit Ferritkernen versehenen Ti-haltigen Oxideinschlüsse können einen höheren Schlagzähigkeitswert für das Schweißgut erzielen; wenn das B/N höher als 0.8 ist, nimmt die Schlagzähigkeit ab. Der B-Gehalt wird im Allgemeinen innerhalb von 0.003 bis 0.006 % kontrolliert.
6. O. O ist ein einschränkendes Verunreinigungselement im Schweißgut. Al, Mg und andere starke Reduktionsmittel werden dem Schweißgut oft zugesetzt, um Stickstoff zu desoxidieren und zu fixieren, aber es ist leicht, polygonale spröde AlN-Einschlüsse zu erzeugen, die die Tieftemperaturzähigkeit des Schweißguts ernsthaft beeinträchtigen. In der Literatur wird vorgeschlagen, dass die Zugabe einer geeigneten Menge an LiF zum Flussmittelkern Li3N mit N in der Lichtbogenzone erzeugt, wodurch der N-Gehalt im Schweißgut signifikant verringert und die Anzahl schädlicher AlN-Einschlüsse verringert wird. Es besteht auch die Ansicht, dass die Bildung der V(C, N)-Phase durch Ausfällung von N und V die Keimbildung von nadelförmigem Ferrit fördern kann. In der Literatur wird auch darauf hingewiesen, dass die Zugabe geeigneter Mengen von Fe2O3, MnO2 usw. zum Kern den O-Gehalt im Schweißgut erhöhen kann, jedoch kreisförmige Einschlüsse bilden kann, die von Al2O3 dominiert werden, was immer noch förderlich ist, um nadelförmige Ferrite zu erhalten . Schweißorganisation. Es wird allgemein angenommen, dass innerhalb der Grenze von Al/O = 0.45 eine geeignete Erhöhung des Al/O-Verhältnisses im Schweißgut aus niedrig legiertem Stahl die Bildung von mehr Einschlüssen mit einer Größe von 0.2 bis 0.8 µm fördern kann, die die Keimbildung fördern von nadelförmigem Ferrit, und daher ist die Zähigkeit günstig.
7. S. S ist auch ein einschränkendes Verunreinigungselement in Schweißgut, aber FeS-Partikel, die eine kleine Menge an Mn und Cu enthalten, sind für die Keimbildung von nadelförmigem Ferrit wirksam.

Darüber hinaus ist die Kontrolle der Größe und Form der Einschlüsse ebenfalls sehr wichtig. Es wird allgemein angenommen, dass kugelförmige Partikel, die hauptsächlich aus MnS und anderen amorphen Phasen bestehen, mit einer Größe von 0.5–0.8 &mgr;m und einer dünnen Schicht aus TiO auf der Oberfläche für die nadelförmige Ferritkeimbildung am vorteilhaftesten sind.

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