마르텐사이트강 용접: 알아야 할 기술

마르텐사이트강(MS)의 미세 구조는 주로 마르텐사이트입니다. 최대 인장 강도가 1600MPa에 달할 정도로 높은 인장 강도를 자랑합니다. 가소성을 높이려면 강철을 템퍼링하여 높은 강도에도 불구하고 충분한 성형성을 유지할 수 있도록 해야 합니다.

현재, 마르텐사이트강 는 시중에서 판매되는 고강도 강판 중 가장 높은 강도를 자랑합니다.

마르텐사이트강 는 두 가지 유형으로 분류됩니다:

• 1Cr13, 2Cr13, 3Cr13을 포함한 단순 Cr13 시리즈 스틸, 4Cr13등입니다.
• 다원소 합금 강화 마르텐사이트강(예: 1Cr11MoV 및 1Cr12WMoV)은 Cr12를 기본으로 하고 열 강도를 높이기 위해 W, Mo, V, Ti, Nb 등의 원소를 포함하는 강철입니다.

마르텐사이트강은 공랭식 고온 냉각을 통해 얻을 수 있는 강한 담금질 경향으로 잘 알려져 있습니다. 오스테나이트 를 결합하여 마르텐사이트 구조를 형성합니다. 그러나 1Cr13은 탄소 함량 담금질 후 마르텐사이트 및 페라이트와 함께 반마텐사이트 구조를 형성합니다.

첫 번째 유형의 마르텐사이트강은 주로 대기, 해수, 질산과 같은 일반적인 내식성 조건과 일정 수준의 강도가 필요한 부품에 사용됩니다. 후자의 유형은 주로 내열강에 사용됩니다.

마르텐사이트강의 용접성

마르텐사이트강은 경화되는 경향이 강합니다. 공기 냉각 시 고경도 마텐사이트 를 생성할 수 있습니다. 그러나 이는 또한 최악의 용접성 모든 스테인리스강과 고합금 내열강 중에서 가장 높은 비율을 차지합니다.

용접 중에 흔히 발생하는 문제는 다음과 같습니다:

1. 용접 냉간 균열

이는 마르텐사이트강에 대한 잘 알려진 문제입니다.

한편으로는 높은 경화성 때문입니다. 다른 한편으로는 마르텐사이트의 열전도율이 낮기 때문이기도 합니다. 내부 스트레스 용접 중입니다.

특히 탄소 함량이 높고 용접 구조가 단단한 마르텐사이트강은 용접이 발생하기 쉽습니다. 차가운 균열.

이를 해결하기 위해 예열 및 용접 후 열처리와 같은 조치가 필요한 경우가 많습니다.

2. 용접 조인트의 취성

(1) 이음새 근처의 과열 취성

마르텐사이트강은 조성 특성으로 인해 마르텐사이트와 페라이트의 경계에 위치하는 경우가 많습니다.

냉각 속도가 높으면 조인트 근처에 큰 마르텐사이트 입자가 형성되어 가소성이 감소할 수 있습니다.

냉각 속도가 낮으면 거대한 페라이트와 탄화물로 이루어진 거친 구조가 형성되어 조인트의 모양이 크게 감소합니다.

따라서 용접 중에는 냉각 속도를 제어하는 것이 필수적입니다.

(2) 성질 취성

마르텐사이트강과 그 용접 조인트 는 375~575°C의 온도 범위 내에서 가열했다가 천천히 냉각할 경우 성질 취성에 취약해져 골절 인성이 크게 떨어질 수 있습니다.

따라서 열처리 중에는 이 온도 범위를 피하여 성질 취화를 방지하는 것이 중요합니다.

마르텐사이트강 용접 공정의 핵심 포인트

1. 용접 방법

마르텐사이트강은 모든 용융을 사용하여 용접할 수 있습니다. 용접 방법 차폐 금속 아크 용접, 서브머지드 아크 용접, 아르곤 텅스텐 아크 용접 및 아르곤 금속 아크 용접을 포함한 가스 용접은 제외됩니다.

그러나 냉간 균열에 대한 민감도가 높기 때문에 용접부를 철저히 세척하고 건조시키는 것이 중요합니다. 용접봉 를 용접 전에 주입하여 저수소 또는 초저수소 상태를 보장합니다.

조인트의 구속 정도가 높을 경우 아르곤 텅스텐 아크 용접 또는 아르곤을 사용하는 것이 좋습니다. 금속 아크 용접.

냉간 균열의 위험을 최소화하려면 용접 열 를 적절히 입력하여 용접부 주변의 과열 및 취성을 방지합니다.

2. 용접 재료

다음 중 선택 용접 재료 는 강철의 등급, 용접 방법 및 접합부의 작업 조건에 따라 결정되어야 합니다.

접합부가 필요한 성능을 발휘하도록 하려면 모재와 화학 성분이 비슷한 용접 재료를 선택하는 것이 중요합니다. 그러나 이렇게 하면 용접 부위와 열의 영향을 받는 부위가 경화되어 부서지기 쉽습니다.

용접 후 냉간 균열을 방지하기 위해 열처리가 필요한 경우가 많습니다. 열처리가 불가능한 경우 25-20 및 25-13 유형 오스테나이트 강철 용접 소재를 사용하여 오스테나이트 용접을 형성하면 용접 응력을 완화하고 수소 함량 증가로 인한 냉간 균열 경향을 줄일 수 있습니다.

오스테나이트 용접은 가소성과 인성은 우수하지만 강도가 낮기 때문에 응력이 낮은 정하중 조건의 조인트에만 적합합니다. 또한 용접부와 모재 사이의 열물리학적 특성의 큰 차이로 인해 고온에서 작업할 때 조인트 인터페이스에 추가적인 응력이 발생하여 조인트가 조기에 파손될 수 있으므로 고온 애플리케이션에는 적합하지 않습니다.

저수소 전극은 일반적으로 용접봉을 사용한 아크 용접에 사용되며, 용접 전 400~450°C에서 2시간 동안 건조해야 합니다. 서브머지드 아크 용접에는 HJ172, HJ173 또는 HJ251과 같은 저규소 고알칼리 또는 약산성 플럭스를 사용해야 합니다. TIG 용접 는 주로 다층 용접에서 백킹 용접 및 얇은 피스 용접에 사용됩니다.

3. 예열 및 인터패스 온도

인터패스 온도를 예열하고 유지하는 것은 용접 중 냉간 균열을 방지하기 위한 중요한 단계입니다.

예열 온도는 강철의 탄소 함량을 기준으로 결정한 다음 조인트의 구속 정도를 고려하여 필러를 결정해야합니다. 금속 성분및 용접 방법에 따라 다릅니다. 표 1은 탄소 함량 분류에 따른 권장 예열 온도, 열 투입량 등을 제공합니다.

관절에 높은 수준의 구속이있는 경우 예열 온도 를 설정하고 그에 따라 인터패스 온도를 설정합니다. 인터패스 온도는 예열 온도보다 낮아서는 안 됩니다.

오스테나이트 용접용 강철 용접 재료의 경우 용접물의 두께에 따라 예열 또는 저온 예열이 필요하지 않을 수 있습니다.

표 1 마르텐사이트의 권장 예열 온도 및 열 입력량 강철 용접

4. 용접 후 열처리

용접 후 열처리는 용접 중 냉간 균열을 방지하기 위한 또 다른 중요한 조치입니다.

모재와 유사한 조성을 가진 용접 재료를 사용하는 경우, 용접 후 템퍼링 열처리 가 일반적으로 필요합니다. 반면 오스테나이트강 용접 재료로 용접할 때는 일반적으로 용접 후 열처리가 필요하지 않습니다.

완전한 혁신을 보장하기 위해 오스테나이트 를 마르텐사이트로 용접할 때는 용접 직후 템퍼링 처리를 피하는 것이 중요합니다. 조인트는 다음 온도 이하로 냉각되어야 합니다. Ms 포인트 고온 템퍼링 처리를 하기 전에 지정된 시간 동안 해당 온도에서 유지합니다. 이는 용접 직후 템퍼링을 수행하면 오스테나이트 는 펄라이트로 변하고 탄화물은 오스테나이트 입자 경계를 따라 침전되어 조인트가 매우 부서지기 쉽습니다.

그러나 냉균열을 방지하기 위해 조인트가 실온으로 냉각된 후에는 고온 템퍼링 처리를 수행해서는 안 됩니다. 일반적으로 조인트가 100-150°C로 냉각되었을 때 템퍼링 처리를 수행합니다.