Waarom is het lassen van martensitisch staal zo'n uitdaging? Dit artikel gaat in op de complexiteit van het lassen van dit materiaal met hoge sterkte, waarbij de nadruk wordt gelegd op de neiging om hard te worden en te scheuren. Je leert over de specifieke technieken en voorzorgsmaatregelen die nodig zijn om succesvolle lassen te garanderen, van voorverwarmen tot nabehandelingen. Door deze methoden te begrijpen, kunt u duurzame en betrouwbare lassen maken op martensitisch staal.
De microstructuur van Martensitic Steel (MS) is overwegend martensitisch. Het heeft een hoge treksterkte, met een maximale sterkte van 1600 MPa. Om de plasticiteit te verbeteren, moet het staal worden getemperd, zodat het ondanks de hoge sterkte toch voldoende vervormbaar blijft.
Momenteel, Martensitische Staal heeft de hoogste sterkte onder de commercieel verkrijgbare staalplaten met hoge sterkte.
Martensitische Staal is onderverdeeld in twee types:
Martensitisch staal staat bekend om zijn sterke afschrikken neiging, die kan worden bereikt door luchtkoeling hoge temperatuur austeniet om een martensietstructuur te vormen. Echter, 1Cr13 met lage koolstofgehalte vormt een semi-martensitische structuur met martensiet en ferriet na afschrikken.
Het eerste type martensitisch staal wordt voornamelijk gebruikt voor algemene corrosiebestendigheid, zoals in atmosferen, zeewater en salpeterzuur, en voor onderdelen die een bepaald niveau van sterkte vereisen. Het laatste type wordt voornamelijk gebruikt voor hittebestendig staal.
Martensitische staalsoorten hebben een sterke neiging tot uitharden. Wanneer luchtgekoeld, hoge hardheid martensiet kan worden geproduceerd. Dit leidt echter ook tot de slechtste lasbaarheid van alle roestvrije staalsoorten en hooggelegeerde hittebestendige staalsoorten.
De volgende problemen komen vaak voor tijdens het lassen:
Dit is een bekend probleem bij martensitisch staal.
Enerzijds komt dit door de hoge hardbaarheid. Anderzijds is het ook een gevolg van de slechte thermische geleidbaarheid van martensiet, wat kan leiden tot aanzienlijke inwendige spanning tijdens het lassen.
Met name martensitisch staal met een hoog koolstofgehalte en stijve lasstructuren zijn gevoelig voor het ontwikkelen van lasnaden. koude scheuren.
Om dit aan te pakken zijn vaak maatregelen nodig zoals voorverwarming en warmtebehandeling na het lassen.
(1) Verbrossing door oververhitting in de buurt van de naad
Martensitische staalsoorten bevinden zich vaak op de grens van martensiet en ferriet door hun samenstellingskenmerken.
Als de afkoelsnelheid hoog is, kunnen zich grote korrels martensiet vormen in de buurt van de verbinding, waardoor de plasticiteit afneemt.
Als de afkoelsnelheid laag is, ontstaat er een grove structuur van massief ferriet en carbiden, waardoor de vorm van de verbinding aanzienlijk afneemt.
Daarom is het essentieel om de koelsnelheid tijdens het lassen te controleren.
(2) Temperatuuroverbrossing
Martensitische staalsoorten en hun gelaste verbindingen kunnen gevoelig zijn voor bros worden, wat hun breuktaaiheid aanzienlijk kan verminderen, wanneer ze worden verhit en langzaam afgekoeld binnen het temperatuurbereik van 375 tot 575 °C.
Daarom is het cruciaal om dit temperatuurbereik te vermijden tijdens de warmtebehandeling om verbrossing te voorkomen.
Martensitisch staal kan worden gelast met alle smeltlassen lasmethoden met uitzondering van gaslassen, waaronder booglassen met afgeschermde metalen, booglassen onder poederdek, booglassen met argon wolfraam en booglassen met argonmetaal.
Vanwege de hoge gevoeligheid voor koudscheuren is het echter belangrijk om de lasnaad grondig schoon te maken en te drogen. lasstaaf voor het lassen om lage of zelfs ultralage waterstofcondities te garanderen.
Als de mate van beperking van de verbinding hoog is, wordt het aanbevolen om argon-wolfraambooglassen of argon-wolfraambooglassen te gebruiken. metalen boog lassen.
Om het risico op koude scheuren te minimaliseren, is het belangrijk om de laswarmte juiste invoer, waarbij oververhitting en verbrossing in de omgeving van de las vermeden worden.
De keuze van lasmaterialen moet gebaseerd zijn op de staalsoort, de lasmethode en de werkomstandigheden van de verbinding.
Om ervoor te zorgen dat de verbinding naar behoren werkt, is het belangrijk om lasmaterialen te kiezen met een chemische samenstelling die dicht bij die van het basismetaal ligt. Hierdoor kunnen de las en de warmte-beïnvloede zone echter verharden en bros worden.
Warmtebehandeling is vaak nodig na het lassen om koudscheuren te voorkomen. Als warmtebehandeling niet mogelijk is, kunnen austenitische materialen van het type 25-20 en 25-13 staal lassen materialen kunnen worden gebruikt om austenitische lassen te vormen, wat de lasspanning kan verlichten en de neiging tot koudscheuren door het verhoogde waterstofgehalte kan verminderen.
Austenitische lassen hebben een goede plasticiteit en taaiheid, maar een lage sterkte, waardoor ze alleen geschikt zijn voor verbindingen onder statische belasting met lage spanning. Bovendien kan het grote verschil in thermofysische eigenschappen tussen de las en het basismetaal resulteren in extra spanning op het grensvlak van de las bij hoge temperaturen, wat kan leiden tot vroegtijdig falen van de las, waardoor ze niet geschikt zijn voor toepassingen bij hoge temperaturen.
Elektroden met een laag waterstofgehalte worden meestal gebruikt voor booglassen met lasdraad en moeten voor het lassen twee uur lang gedroogd worden bij 400-450°C. Bij ondergedompeld booglassen moet een siliciumarme, hoogalkalische of zwakzure flux worden gebruikt, zoals HJ172, HJ173 of HJ251. TIG-lassen wordt voornamelijk gebruikt voor steunlassen en lassen van dunne stukken bij meerlagig lassen.
Het voorverwarmen en handhaven van de interpasstemperatuur is een cruciale stap om koudscheuren tijdens het lassen te voorkomen.
De voorverwarmingstemperatuur moet worden bepaald op basis van het koolstofgehalte in het staal en vervolgens rekening houdend met de mate van terughoudendheid van de verbinding, het vulmiddel metaalsamenstellingen de lasmethode. Tabel 1 geeft aanbevolen voorverwarmingstemperaturen, warmte-inbreng, enz. gebaseerd op de classificatie van koolstofgehalte.
Als de verbinding een hoge mate van terughoudendheid heeft, is het nodig om de voorverwarmingstemperatuur en interpasstemperatuur dienovereenkomstig. De interpass-temperatuur mag niet lager zijn dan de voorverwarmingstemperatuur.
Voor lassen met austenitisch staal lassen materialen is voorverwarmen of voorverwarmen bij lage temperatuur misschien niet nodig, afhankelijk van de dikte van het laswerk.
Tabel 1 Aanbevolen voorverwarmingstemperatuur en warmte-inbreng voor Martensitic Lassen van staal
| Massafractie koolstof (%) | Temperatuurbereik voorverwarmen/℃ | Laswarmte invoer | Eisen voor warmtebehandeling na het lassen |
| Onder 0,10 | 100-150 | Gemiddeld warmtevermogen | Op wanddikte |
| 0.10~0.20 | 150~250 | Matige warmte-inbreng | Warmtebehandeling is vereist voor elke dikte |
| 0.20-0.50 | 250~300 | Hoge warmte-inbreng | Warmtebehandeling is vereist voor elke dikte |
Warmtebehandeling na het lassen is een andere belangrijke maatregel om koudscheuren tijdens het lassen te voorkomen.
Wanneer lasmaterialen worden gebruikt met een gelijksoortige samenstelling als het basismetaal, moeten na het lassen temperen warmtebehandeling is meestal noodzakelijk. Aan de andere kant is bij het lassen met austenitische stalen lasmaterialen een warmtebehandeling na het lassen meestal niet nodig.
Om een volledige transformatie van austeniet in martensiet na het lassen, is het belangrijk om een ontlaatbehandeling direct na het lassen te vermijden. De verbinding moet worden afgekoeld tot een temperatuur onder de Mevrouw punt en bij die temperatuur gehouden voor een bepaalde tijd voordat het een hoge temperatuur tempereerbehandeling ondergaat. De reden hiervoor is dat als ontlaten direct na het lassen gebeurt, de austeniet zal veranderen in pareliet en carbiden zullen neerslaan langs de austenietkorrelgrens, waardoor de verbinding zeer bros wordt.
Om koudscheuren te voorkomen, mag een ontlaatbehandeling bij hoge temperatuur echter niet worden uitgevoerd nadat de verbinding is afgekoeld tot kamertemperatuur. Gewoonlijk wordt een ontlaatbehandeling uitgevoerd als de verbinding is afgekoeld tot 100-150°C.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
PT 
PT_BR 
RU 
KO