低合金高張力鋼溶接材料組成の最適化

公開時間： 06 / 24 2021 著者：サイト編集者訪問：11249

低合金高張力鋼の溶接構造の最適化の方向性は、より針状のフェライトを生成することです。研究によると、針状フェライトは微細な粒子サイズと高密度の転位を持っています。含有量が65％を超え、平均ラスサイズが約1μmの場合、溶接金属は優れた強度と靭性を発揮します。

低合金高張力鋼溶接材料組成の最適化

上記の組織を取得するにはどうすればよいですか？

適切な溶接材料の合金組成設計が鍵となります。

C. C含有量は一般に0.05％から0.10％に制御され、炭素当量は0.39未満です。この範囲では、サイドスラットフェライトとアシキュラーフェライトが生成され、溶接部の再熱ゾーンが等軸の塊状フェライトに変換されます。
Mn。 Mnは、溶接金属の微細化と硬化に0.6つの反対の影響を及ぼします。適切なMn含有量は、より針状のフェライトを得ることができます。ただし、Mnを過剰に添加すると、ベイナイトの粒界核生成速度が針状フェライトの粒内核生成速度よりも高くなり、溶接部の硬度が増加します。 Mn含有量は一般的に1.8からXNUMX％に制御されます。
Cr。溶接金属のCr含有量が増加すると、針状フェライトの数が増加し、溶接の微細構造が微細化され、柱状ゾーンと粗粒ゾーンの初析フェライトが減少します。衝撃靭性は、Cu含有量の増加とともに減少し、Cr含有量の増加とともに増加します。 Cr含有量は一般的に0.9から1.0％です。
Ti。構造と衝撃性能の最適な組み合わせを得るためのTi含有量の範囲は0.02％から0.05％です。溶接金属のTi含有量が0.014％〜0.048％の場合、Q235プレートの溶接構造は主に等軸フェライトと針状フェライトで構成されていることが研究により示されています。 Ti含有量の増加に伴い、針状フェライト含有量の増加と長さの減少により、溶接金属の靭性が向上します。これは、溶接金属のTi含有量がAl含有量よりも高い場合にTiO2介在物が形成されるためであり、これは針状フェライトの核形成を助長します。
B.実験によると、B含有量が0.0032％〜0.0103％の場合、B含有量の増加に伴って針状フェライトが減少し、衝撃エネルギーが大幅に減少します。これは、Bによる共析温度の低下によるものです。ただし、溶接ワイヤに高Tiを添加してアルカリ度を低くし、溶接金属中のホウ素と窒素の比率（B / N）が0.6から0.8の範囲では、針の形成が有益な場合があります。フェライト有核Ti含有酸化物介在物は、溶接金属に対してより高い衝撃靭性値を得ることができます。 B / Nが0.8を超えると、衝撃靭性が低下します。 B含有量は一般的に0.003〜0.006％以内に抑えられています。
O. Oは、溶接金属の制限不純物元素です。 Al、Mgおよびその他の強力な還元剤は、窒素を脱酸および固定するために溶接金属に添加されることがよくありますが、多角形のAlN脆性介在物が生成されやすく、溶接金属の低温靭性に深刻な損傷を与えます。フラックスコアに適切な量のLiFを追加すると、アークゾーンにNを含むLi3Nが生成され、それによって溶接金属のN含有量が大幅に減少し、有害なAlN介在物の数が減少することが文献で提案されています。 NとVの析出によるV（C、N）相の形成が針状フェライトの核形成を促進する可能性があるという見方もあります。コアに適切な量のFe2O3、MnO2などを添加すると、溶接金属のO含有量が増加する可能性があるが、Al2O3が優勢な円形介在物を形成することも文献で指摘されています。。溶接組織。一般に、Al / O = 0.45の範囲内で、低合金鋼の溶接金属のAl / O比を適切に増加させると、0.2〜0.8μmのサイズの介在物の生成が促進され、核形成が促進されると考えられています。針状フェライトの、したがって靭性は好ましいです。
S. Sも溶接金属の制限不純物元素ですが、少量のMnとCuを含むFeS粒子は針状フェライトの核形成に効果的です。

さらに、介在物のサイズと形状の制御も非常に重要です。針状フェライトの核形成には、主にMnSと0.5〜0.8μmのサイズの他のアモルファス相と表面上のTiOの薄層で構成される球状粒子が最も有利であると一般に考えられています。

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