금속 재료의 용접성: 종합 가이드

용접성은 재료가 정해진 시공 조건에서 지정된 설계 요구 사항을 충족하고 미리 정해진 서비스 요구 사항을 충족하는 구성 요소로 용접될 수 있는 능력을 말합니다.

용접성은 재료, 용접 방법, 구성 요소 유형 및 사용 요구 사항의 네 가지 요소에 의해 영향을 받습니다.

I. 철-탄소 합금

1. 개요

철-탄소 합금은 철과 탄소로 구성된 이원 합금입니다. 가장 널리 사용되는 철 기반 재료 유형입니다. 탄소강과 주철은 철-탄소 합금의 재료입니다. 탄소가 0.0218% 미만인 합금은 산업용 순수 철로 알려져 있습니다. 탄소가 2.11% 미만인 철-탄소 합금을 강철이라고 합니다.

탄소가 2.11% 이상인 합금을 주철이라고 합니다. 탄소강과 주철에는 탄소 외에도 실리콘, 망간, 황, 인, 질소, 수소, 산소 등의 불순물이 포함되어 있으며, 이러한 불순물은 강철의 특성에 영향을 미칠 수 있습니다.

1. 탄소강의 분류

(1) 기준 탄소 함량

• 저탄소강 wc≤0.25%
• 중간 탄소강 0.25<wc<0.6%
• 고탄소강 wc>0.6%

(2) 철강 품질 기준

• 일반 탄소강 w_s≤0.05%, w_p≤0.045%
• 고품질 탄소강 w_s≤0.03%, w_p≤0.035%
• 고급 고품질 강철(A 라벨) w_s≤0.025%, w_p≤0.025%
• 우수한 고품질 강철(E 라벨) w_s≤0.015%, w_p≤0.025%

(3) 강철 사용량 기준

• 탄소 구조용 강철(엔지니어링 구조물 및 기계 부품에 사용)
• 탄소 공구강 (사용 절단 도구, 측정기 및 금형)
• 주강

(4) 강철 탈산 수준을 기준으로 합니다:

• 끓는 강철(F), 죽인 강철(Z, 생략 가능)
• 세미 킬드 스틸(b), 특수 킬드 스틸(TZ, 생략 가능)

지정 방법

Q235-AF

• A: A, B, C, D
• F: F, b, Z, TZ

Q235-AF는 항복점 ≥235MPa의 탄소 구조용 강재를 의미하며, A등급 비등강에 속합니다.

품질 등급은 다음과 같습니다:

• A는 Ws≤0.050%, Wp≤0.045%를 나타냅니다;
• B는 Ws≤0.045%, Wp≤0.045%를 의미합니다;
• C는 Ws≤0.040%, Wp≤0.040%를 나타냅니다;
• D는 Ws≤0.035%, Wp≤0.035%를 나타냅니다.

2. 탄소강의 특성

탄소강의 특성은 주로 탄소 함량에 의해 결정됩니다. 탄소 함량 간의 상관관계 용접성탄소강의 구조와 성능은 그림 2-1과 표 2-1에서 확인할 수 있습니다.

표 2-1: 다양한 유형의 탄소강의 용접성

탄소강은 강도는 상대적으로 낮지만 제련이 쉽고 가공성이 뛰어나며 가격이 저렴합니다. 우수한 위조 가능성용접성 및 절삭 성능이 뛰어납니다. 탄소강은 일반적으로 원형강, 사각강 등 다양한 모양과 크기로 시장에 공급됩니다, I-빔 강철 및 철근.

탄소 함량이 0.25% 이하로 낮고 M과 Si 함량이 최소인 저탄소강은 경화 경향이 낮아 용접성이 가장 뛰어난 강종입니다. 탄소강에는 C, M, Si 외에도 S, P, O, N과 같은 불순물이 기계적 특성, 용접 접합부의 냉간 균열, 열간 균열, 노화 취성에 대한 민감도에 영향을 미칠 수 있습니다. 일반적인 저탄소강의 기계적 특성은 표 2-2에 나와 있습니다.

표 2-2 저탄소강의 기계적 특성

애플리케이션:

• Q195, Q215, Q235는 가소성이 우수하여 강판, 철근, 강관 등으로 압연할 수 있습니다.
• Q255 및 Q275는 구조용 강재, 강판 등으로 압연할 수 있습니다.

일반적으로 성형 후에는 열처리를 하지 않습니다. 대부분 열간 압연 상태로 바로 사용됩니다.

2. 탄소강의 용접성

탄소강과 저합금강은 화학 성분에 따라 탄소강, 저합금강, 저합금강의 세 그룹으로 분류됩니다. 합금강탄소강(일반적으로 탄소강이라고 함)이 가장 널리 사용되고 있습니다.

탄소강의 주요 합금 원소인 탄소 외에도 실리콘(Si<0.5%), 망간(Mn<0.8%), 황 및 인과 같은 불가피한 불순물도 있습니다.

저합금강은 탄소강에서 파생되며, 특정 특성을 얻기 위해 하나 이상의 합금 원소를 의도적으로 첨가합니다. 예를 들어 16Mn 강철이 있습니다.

합금강의 분류 및 사용법:

• 합금 구조용 강철
• 합금 공구강
• 특수 성능 강철

총 합금 원소 함량:

• 저합금강: <5%
• 중간 합금강: 5% - 10%
• 고합금 강철: >10%

1. 저탄소강의 용접성 분석

탄소강은 탄소 함량이 증가하면 용접성이 저하됩니다. 선택 시 용접 재료는 모재와 조성 및 특성이 일치해야 할 뿐만 아니라 황 및 인과 같은 유해 원소가 용접 금속에 유입되는 것을 방지해야 합니다.

언제 탄소강 용접 탄소 함량이 0.25% 이상인 경우 수소 공급원을 최소화해야 합니다.

탄소강 용접 시 균열이 발생하는 기계적 원인은 구조적 구속 응력과 고르지 않은 열 응력입니다. 탄소 함량에 따라 다른 기술적 조치를 취해야 합니다.

저탄소강의 경우 구조적 구속 응력과 고르지 않은 열 응력으로 인한 균열을 방지하기 위해 특별한 주의를 기울여야 합니다. 이러한 응력으로 인한 균열을 방지하는 것 외에도 고탄소강은 특히 경화로 인한 균열을 방지해야 합니다.

탄소강의 용접성은 주로 냉간 균열, 열간 균열 및 접합부의 인성에 대한 민감성에 따라 달라집니다. 탄소강과 증착된 금속의 탄소 함량은 탄소강의 냉간 균열에 가장 큰 영향을 미칩니다.

탄소 등가물: CE=C+Mn/6+Si/24

탄소강의 경우 실리콘 함량은 0.5%를 초과하지 않는 비교적 낮은 수준입니다. 간혹 그 영향을 간과하는 경우가 있습니다. 탄소 등가물(CE) 값이 증가함에 따라 냉간 균열 경향이 증가하고 용접성이 저하됩니다. 일반적으로 CE 값이 0.40%를 초과하면 냉간 균열에 대한 민감도가 증가합니다.

용접 및 열 영향 영역의 경화 경향과 냉간 균열에 대한 취약성은 구성과 관련이 있을 뿐만 아니라 구조가 성능에 미치는 영향은 훨씬 더 중요합니다. 특정 구성이 주어지면 구조는 냉각 속도에 따라 달라지며, 이는 SHCCT(시뮬레이션 열 영향 영역 연속 냉각 변환) 구조를 통해 결정할 수 있습니다. 그림 2-2는 Q235(A3) 강철의 SHCCT 다이어그램을 보여줍니다.

용접 영역의 냉각 속도를 제어하는 것은 구조 유형과 경도를 변경하는 데 중요한 방법입니다. 용접 영역를 사용하여 냉간 균열의 발생을 줄입니다.

용접물의 두께가 증가하거나 용접 중 환경 온도가 낮거나 용접 와이어의 에너지가 작을수록 열 방출이 가속화되고 냉각 속도가 빨라집니다. 용접 조인트 가 증가하여 냉간 균열이 발생하는 경향이 증가합니다.

T 조인트와 랩 조인트는 맞대기 조인트에 비해 방열 면적이 넓기 때문에 용접 영역의 냉각 속도가 빨라지고 경화 구조가 형성되기 쉽습니다.

예열, 용접 트랙 또는 레이어 사이의 온도 상승 또는 사후 가열 조치도 용접 중 냉각 속도를 줄일 수 있습니다.

탄소강의 경화는 주로 마르텐사이트 구조의 형성으로 인해 발생합니다. 마르텐사이트는 α-Fε의 과포화 탄소 용액으로, 경도는 강철의 탄소 함량과 형성된 마르텐사이트의 양과 관련이 있습니다. 마르텐사이트의 양은 냉각 속도에 영향을 받으며, 매우 빠른 냉각 속도로 100% 마르텐사이트를 생성하여 최고 경도를 달성할 수 있습니다.

수소 및 구속 정도

용접 영역의 수소는 주로 용접 재료와 용접 영역의 수분에서 발생합니다. 저수소 용접 재료를 사용하여 용접 재료의 건조 온도를 높이고 용접부의 수분 함량을 줄임으로써 용접부에 용해된 수소를 줄일 수 있습니다. 차폐 가스를 누르거나 용접 영역의 습도를 낮추세요.

두께가 증가하면 강판 또는 구조의 강성이 구속 정도를 향상시켜 수소로 인한 균열에 대한 민감도를 높입니다.

냉간 균열 민감도의 세 가지 주요 유발 요인은 경화 구조, 수소, 구속 응력입니다. 강철의 조성이 고정되어 있을 때 경화 구조의 비율이 높을수록 냉간 균열을 일으키는 데 필요한 임계 수소 함량이 낮아지고 필요한 구속 응력이 낮아져 냉간 균열이 발생하는 경향이 증가합니다.

구조와 수소 함량이 고정되어 있을 때 구속 정도가 클수록 냉간 균열에 대한 민감도가 높아집니다. 따라서 탄소강의 냉간 균열 경향에서 경화 구조, 수소 및 구속 응력의 세 가지 요소는 서로를 촉진하고 상호 의존적입니다.

핫 크래킹

열간 균열 감수성은 강철의 황(S) 및 인(P)과 같은 불순물과 밀접한 관련이 있습니다. 강철의 탄소강 용접 S와 P 함량이 높은 경우, 녹는점이 낮은 S와 P 화합물이 열 영향 영역의 결정립 경계에 모여 열 영향 영역의 융착선 근처에서 액화 균열을 일으켰습니다.

두꺼운 강판의 경우 다른 분리 구역을 따라 분포된 황화물은 T 조인트 등에서 층간 인열 균열을 일으킬 수 있습니다. 모재의 희석률이 높으면 더 많은 S와 P가 용접 솔기용접 이음새에 쉽게 열 균열이 발생할 수 있습니다.

이를 방지하려면 접합부 설계 또는 공정 운영에서 용접 이음새가 좁고 깊은 모양이 되지 않도록 해야 합니다. 저탄소 스틸 아크 용접 이음새는 일반적으로 고온 균열에 대한 저항력이 높습니다.

층류 찢어짐

끓는 강철은 산소 함량이 높고 판 두께 중앙에 눈에 띄는 분리 밴드가 있어 용접 중에 균열과 다공성이 발생할 수 있습니다. 후판 용접에서는 층류 찢어짐이 발생하는 경향이 있으며 노화 민감도도 높습니다. 용접된 접합부의 취성 전이 온도도 높은 편입니다.

따라서 끓는 강철은 일반적으로 동적 하중을 받거나 저온에서 작동하는 구조물을 제조하는 데 사용되지 않습니다.

용접 중 열 영향 영역의 성능 변화

주요 변화는 강철의 구성, 용접 전 모재의 열처리 상태, 그리고 용접 열 공정. 탄소강은 주로 열연 상태로 납품되지만 일부 고품질 탄소 구조강 및 특수 목적용 탄소 구조강의 경우 압연, 노멀라이징, 노멀라이징+템퍼링 또는 담금질+템퍼링으로 납품 상태를 제어할 수도 있습니다.

강철의 냉각 과정에서 더 낮은 온도에서 큰 변형이 가해지기 전에 오스테나이트 가 분해되어 페라이트 상 핵 생성 속도가 증가합니다. 그 결과 입자가 크게 정제되어 강도와 연성이 크게 향상됩니다.

특정 용접 방법 가스 용접 및 일렉트로슬래그 용접과 같이 열원이 분산되어 있거나 선형 에너지가 지나치게 높은 경우. 이러한 방법은 용접 열 영향을 받는 부위의 거친 입자 영역의 입자를 더욱 크게 만들어 접합부의 충격 인성을 감소시킵니다. 따라서 중요한 구조물에는 용접 후 열처리가 필요한 경우가 많습니다.

결론적으로 저탄소강은 탄소 함량이 낮고 매우 낮은 합금 원소 콘텐츠입니다. 따라서 기존의 용접 방법을 사용하면 경화 구조가 없거나 차가운 균열 조인트에서. 용접 재료를 올바르게 선택했다면 만족스러운 결과를 얻을 수 있습니다. 용접 조인트 를 달성할 수 있습니다.

2. 용접 방법

저탄소강에 대한 용접 방법 선택에 대한 특별한 요구 사항은 없습니다. 재료 두께와 같은 변수에 따라 선택할 수 있습니다, 제품 구조성능 요구 사항 및 생산 조건에 따라 다릅니다.

차폐 금속 아크 용접, CO₂ 가스 차폐 용접 및 서브머지드 아크 용접은 일반적인 용접 방법입니다.

3. 중탄소강의 용접성 분석

콜드 크래킹

중탄소강은 저탄소강보다 탄소 함량이 높습니다. 탄소 함량이 0.25%를 초과하면 강철의 경화성이 증가합니다. 용접 중 냉각 속도가 빠르면(그림 2-3의 45강 CCT 다이어그램에서 볼 수 있듯이 냉각 속도가 임계값 포인트 c를 초과합니다), a 마르텐사이트 구조 가 열 영향 구역에 형성됩니다.

중간 탄소강의 마르텐사이트 구조는 더 부서지기 쉽고 용접 응력의 작용으로 냉간 균열 및 취성 골절이 발생하기 쉽습니다. 중탄소강의 열 영향 영역은 용접 후 경화 된 마르텐 사이트 구조를 형성 할 가능성이 더 높습니다. 이 구조는 수소에 더 민감하며 냉간 균열에 필요한 임계 응력이 더 낮습니다.

따라서 저수소 전극을 사용하고 예열 온도를 적절히 높여 다음을 줄이는 것이 좋습니다. 잔류 스트레스.

핫 크랙

강철의 탄소 질량 분율이 0.25%를 초과하면 탄소 자체의 분리와 황(S) 및 인(P)과 같은 다른 원소의 촉진이 현저하게 두드러집니다. 이는 특히 모재의 S 및 P 함량이 표준에서 요구하는 적격 값의 상한에 가깝게 제어되는 경우에 더욱 두드러집니다. 녹는점이 낮은 황화물은 특히 아크 피트에서 고온 균열이 발생하는 경향이 증가할 수 있습니다.

따라서 탄소강 용접에서는 유황의 질량 비율을 엄격하게 제어하는 것이 필수입니다.

모공

저탄소강에 비해 탄소 함량이 높기 때문에 용접 풀로 유입되는 탄소의 양이 증가합니다. 이로 인해 용접 야금 반응 중에 CO 기공이 형성되어 용접 이음새의 기공 형성에 대한 민감도가 높아질 수 있습니다.

끓는 강철을 용접할 때는 용접 이음새에 기공이 생기는 것을 방지하기 위해 선택한 용접 재료에 적절한 탈산제가 포함되어 있는지 확인하는 것이 중요합니다.

용접 시 열 영향 영역의 성능 변화

용접의 열 영향 영역은 경화된 구조의 출현으로 인해 변화를 겪으며 강도, 취성 및 경화가 증가하고 냉간 균열에 대한 민감성이 높아집니다. 녹은 모재의 탄소가 용접 풀로 유입되어 용접 금속의 탄소 함량이 증가합니다. 희석률의 차이로 인해 용접 경로마다 성능이 달라집니다.

중탄소강의 탄소 함량이 증가하면 용접성이 저하됩니다. 용접 중에 발생하는 주요 문제는 열 균열, 냉간 균열, 다공성 및 취성 파괴이며 때로는 열 영향 영역의 강도가 감소합니다. 강철에 불순물이 많고 구조적 강성이 클수록 이러한 문제는 더욱 심각해집니다.

중탄소강 주물에 용접 수리 작업을 할 때는 용접 중 냉간 균열이나 수리 부위의 과도한 잔류 응력으로 인한 균열을 방지하기 위한 예방 조치를 취해야 합니다.

4. 용접 방법

일반적으로 스틱 전극 용접 또는 CO2 가스 차폐 용접 방법이 사용됩니다. 중탄소강에 마모 또는 부식 방지 표면을 추가하거나 중탄소강의 마모된 표면을 수리할 때는 서브머지드 아크 용접도 활용할 수 있습니다.

5. 고탄소강의 용접성 분석

열악한 용접성

구조용 탄소강, 탄소강 주물, 탄소 공구강을 포함하는 고탄소강에는 0.6% 이상의 탄소가 함유되어 있습니다. 이러한 소재의 용접성은 매우 열악하며 용접 시 단단하고 부서지기 쉬운 고탄소 마르텐사이트가 생성될 수 있습니다. 또한 경화 및 균열이 발생하는 경향이 높습니다. 용접성이 좋지 않고 경도가 높기 때문에 이러한 강철의 종류 는 일반적으로 용접 구조물 제작보다는 높은 경도와 내마모성이 요구되는 부품이나 구성품에 사용됩니다.

용접 방법: 수리 용접에는 일반적으로 차폐 금속 아크 용접과 가스 용접이 사용됩니다.

II. 스테인리스 스틸

1. 개요

스테인리스강은 대기 중에서 쉽게 녹슬지 않는 강철의 일종으로 산성, 알칼리성, 염분의 특정 조건에서 부식에 더욱 강한 강철을 말합니다. 넓은 온도 범위에서 내식성, 성형성, 인성이 우수하여 석유화학, 원자력, 경공업, 섬유, 식품, 가전제품 등에 널리 사용되고 있습니다.

1. 스테인리스 스틸의 분류

(1) 오스테나이트 스테인리스 스틸

오스테나이트 계 스테인리스강은 비자성, 우수한 저온 성능, 성형성 및 용접성이 특징입니다.

(2) 페라이트계 스테인리스 스틸

페라이트계 스테인리스 스틸은 자성이 강하고 성형이 용이하며 녹에 강하고 구멍이 생기지 않는 것이 특징입니다.

(3) 마르텐사이트 스테인리스 스틸

마르텐사이트 계 스테인리스 스틸은 높은 강도 및 경도내식성은 오스테나이트 및 페라이트 스테인리스강에 비해 약간 떨어지지만, 내식성이 뛰어납니다.

(4) 듀플렉스 스테인리스 스틸

듀플렉스 스테인리스 스틸은 높은 항복 강도피팅 및 응력 부식에 강하고 성형 및 용접이 용이합니다.

(5) 강수량 경화 스테인리스 스틸

침전 경화 스테인리스강은 크롬 함량이 약 17%이며, 니켈 및 몰리브덴과 같은 원소와 결합하여 충분한 스테인리스 특성을 가질 뿐만 아니라 오스테나이트 스테인리스강에 필적하는 내식성을 나타냅니다.

2. 합금 원소의 역할

철: 스테인리스 스틸의 기본 금속 원소입니다.

크롬: 페라이트를 형성하는 주요 원소입니다. 크롬은 산소와 결합하면 내식성 Cr2O3 패시브 필름을 형성하여 스테인리스 스틸의 내식성을 유지하는 데 필수적인 원소입니다.

탄소: 강철의 강도를 현저하게 향상시킬 수 있는 강력한 오스테나이트 형성 원소입니다. 하지만 탄소는 내식성에 악영향을 미칠 수도 있습니다.

니켈: 오스테나이트의 주요 형성 원소입니다. 니켈은 가열 시 강철의 부식과 입자의 확대를 늦출 수 있습니다.

몰리브덴: 탄화물을 형성하는 원소입니다. 몰리브덴이 형성하는 탄화물은 매우 안정적이어서 다음과 같은 동안 곡물 성장을 방지합니다. 오스테나이트 가열하고 강철의 과열 민감도를 줄입니다.

니오브, 티타늄: 이들은 강철의 입계 부식에 대한 내성을 강화하는 강력한 탄화물 형성 원소입니다.

질소: 강철의 강도를 크게 향상시키는 강력한 오스테나이트 형성 원소입니다.

인, 유황: 이러한 유해한 스테인리스 스틸 소재의 요소 내식성 및 스탬핑 특성에 악영향을 미칩니다.

3. 일반 물리 스테인리스 스틸의 특성

(1) 열 전도: 스테인리스 스틸의 열전달 속도는 상대적으로 느립니다.

(2) 열팽창: 탄소강에 비해 304 등급 강철의 선형 팽창 계수가 더 큽니다.

(3) 전기 저항: 일반적으로 합금의 전기 저항은 순수 금속의 전기 저항보다 높으며 스테인리스 스틸에도 동일하게 적용됩니다.

(4) 스테인리스 스틸의 자기적 특성

표 3: 다양한 재료의 자기 특성

2. 용접성

1. 스테인리스 스틸의 용접성

스테인리스 스틸의 전기 저항은 저탄소 스틸보다 훨씬 높습니다. 용접하는 동안 용접봉 와 용접 영역의 모재는 가열 및 용융되기 쉽습니다. 이로 인해 주변 모재가 과열되어 용접 부위가 고르지 않게 변형되고 입자가 거칠어질 수 있습니다.

스테인리스 스틸은 선팽창계수가 높고 열전도율이 낮기 때문에 열이 잘 방출되지 않습니다. 용접 중에는 침투 깊이가 높고 용접으로 인한 가열로 인해 구조물이 팽창합니다. 냉각 중에는 상당한 수축 변형과 인장 응력이 발생하여 열 균열이 쉽게 발생할 수 있습니다.

용접의 열 영향 구역(HAZ)은 쉽게 다음과 같은 결과를 초래할 수 있습니다. 입계 부식. 이는 HAZ 내에서 비금속이 감작 온도 범위(450℃~850℃)에서 크롬이 고갈되어 부동태화가 어려워지기 때문입니다.

그 결과 내식성이 현저히 감소하여 해당 부식 환경에서 우선적으로 부식되어 강철의 입자 경계가 넓어집니다. 이 시점에서 부식된 부위의 가소성과 강도가 심각하게 손상되어 냉간 굽힘 중에 균열과 취성 골절이 발생하게 됩니다. 비금속 부식된 부위가 바닥에 닿으면 소리가 납니다.

스테인리스 스틸은 비교적 부식에 강한 강철이지만 완전히 녹이 슬지 않는 것은 아닙니다. 현재까지 어떤 조건에서도 부식되지 않는 강철은 발명되지 않았습니다. 따라서 특정 유형의 강철은 특정 환경에서 사용하도록 설계되었습니다.

강철의 내식성은 크롬 함량에 따라 증가합니다. 크롬 함량이 12%에 도달하거나 초과하면 강철의 내식성이 급격히 변화하여 녹이 잘 슬지 않는 것에서 녹에 강한 것으로, 내식성이 없는 것에서 내식성이 있는 것으로 바뀌게 됩니다. 따라서 스테인리스강은 일반적으로 크롬 함량이 12% 이상인 철 기반 합금으로 불립니다.

III. 내열성 강철

1. 개요

강철이 고온에서 화학적 안정성(부식 및 스케일링에 대한 저항성)을 유지하는 능력을 열안정성이라고 하며, 고온에서 충분한 강도를 갖는 강철의 성질을 열강도라고 합니다. 열 안정성과 열 강도를 모두 갖춘 강철을 내열강이라고 합니다.

1. 내열강 분류

(1) 펄라이트 내열강에서 주요 합금 원소는 크롬, 몰리브덴 및 바나듐이며, 이들의 합산 함량은 일반적으로 5% 미만입니다. 이 유형은 저합금 내열강이라고도 합니다.

(2) 마르텐사이트계 내열강은 고온 강도뿐만 아니라 내식성도 뛰어납니다. 1Cr13 및 2Cr13 강은 모두 스테인리스강과 마찬가지로 내열강으로 사용할 수 있습니다.

(3) 페라이트계 내열강

이 유형의 강철은 고온 산화 및 부식에 대한 내성이 뛰어나지만 열 강도가 약하고 취성이 발생하기 쉽습니다.

(4) 오스테나이트 내열강

이 유형의 강철은 열 강도가 높을 뿐만 아니라 상당한 가소성, 인성 및 우수한 용접 특성을 나타냅니다. 단상 오스테나이트 구조로 인해 우수한 내식성도 자랑합니다.

2. 용접성

1. 펄라이트 내열강의 용접성

펄라이트 내열강의 주요 원소는 탄소이며, 일정량의 크롬과 몰리브덴을 함유하고 있습니다. 일부 품종에는 바나듐, 텅스텐, 실리콘과 같은 원소도 포함되어 있습니다, 티타늄및 붕소. 이러한 합금 원소가 존재하면 용접 이음새와 열 영향을 받는 부분이 경화되기 쉽습니다.

용접 후 공기 중에서 냉각하면 단단하고 부서지기 쉬운 마르텐사이트가 쉽게 생성되어 용접 조인트의 기계적 특성에 영향을 미칠뿐만 아니라 상당한 양의 열을 발생시킬 수 있습니다. 내부 스트레스. 고농도의 확산 수소와 결합하면 용접 이음새와 열 영향을 받는 영역이 냉간 균열이 발생하기 쉽습니다.

또한 펄라이트 내열강에는 니오븀, 몰리브덴, 크롬과 같은 강한 탄화물이 포함되어 있고 일반적으로 고온에서 사용되기 때문에 재열 균열이 발생하기 쉽습니다.

2. 마르텐사이트 내열강의 용접성

마르텐사이트계 내열강에는 주로 Cr13 및 2Cr13과 같은 단순한 조성을 가진 고크롬강과 크롬 12를 기반으로 Mo, V, W, Nb 등과 같은 합금 원소를 첨가한 강이 포함됩니다. 이러한 유형의 강철은 공기 담금질을 거치는 경향이 있어 용접성이 떨어집니다. 용접 후에는 종종 고경도 마르텐사이트와 소량의 베이니틱 구조를 형성하여 냉간 균열을 유발합니다.

3. 페라이트계 내열강의 용접성

대부분의 페라이트계 내열강은 w(Cr)>17%의 고크롬강과 일부 Cr13형 강으로 구성됩니다. 이러한 유형의 강철은 용접 중에 α→Y 상 변환이 일어나지 않아 경화되는 경향이 없습니다. 그러나 용융선 근처의 입자가 급격히 커져 용접 접합부의 취성을 유발합니다.

크롬 함량이 높을수록, 고온에서 체류 시간이 길수록 취성이 심해집니다. 이러한 취성은 열처리를 통해 개선할 수 없기 때문에 단단한 구조물을 용접할 때 균열이 발생하기 쉽습니다.

4. 오스테나이트 내열강의 용접성

오스테나이트 내열강은 오스테나이트 미세 구조가 매트릭스입니다. 이 유형의 강철에는 오스테나이트 형성 원소인 니켈, 망간 및 질소가 상당량 포함되어 있습니다. 600℃ 이상의 우수한 고온 강도와 구조적 안정성을 지니고 있으며 용접 성능도 우수합니다. 따라서 600~1200℃ 범위의 응용 분야에서 가장 널리 사용되는 내열강입니다.