Martensitik Çelik Kaynağı: Bilmeniz Gereken Teknikler

Martensitik Çeliğin (MS) mikroyapısı ağırlıklı olarak martensitiktir. Maksimum mukavemeti 1600 MPa'ya ulaşan yüksek bir çekme mukavemetine sahiptir. Plastisitesini artırmak için çeliğin temperlenmesi gerekir, bu da yüksek mukavemetine rağmen yeterli şekillendirilebilirliği korumasını sağlar.

Şu anda, Martensitik Çelik piyasada bulunan yüksek mukavemetli çelik plakalar arasında en yüksek mukavemet seviyesine sahiptir.

Martensitik Çelik iki tip olarak kategorize edilir:

• 1Cr13, 2Cr13, 3Cr13 dahil olmak üzere basit Cr13 serisi çelik, 4Cr13ve benzeri.
• 1Cr11MoV ve 1Cr12WMoV gibi çok elementli alaşımla güçlendirilmiş martensitik çelik, Cr12'ye dayanır ve termal mukavemetini artırmak için W, Mo, V, Ti, Nb ve diğerleri gibi elementler içerir.

Martensitik Çelik, yüksek sıcaklıkta hava soğutması ile elde edilebilen güçlü su verme eğilimi ile bilinir. ostenit martensit yapı oluşturmak için. Bununla birlikte, düşük 1Cr13 karbon içeriği su verme işleminden sonra martenzit ve ferrit ile yarı martenzitik bir yapı oluşturur.

Birinci tip martensitik çelik öncelikle atmosfer, deniz suyu ve nitrik asit gibi genel korozyon direnci koşullarının yanı sıra belirli bir düzeyde mukavemet gerektiren bileşenlerde kullanılır. İkinci tip esas olarak ısıya dayanıklı çelik için kullanılır.

Martensitik çeliğin kaynaklanabilirliği

Martensitik Çelikler güçlü bir sertleşme eğilimine sahiptir. Hava ile soğutulduğunda, yüksek sertlik martensit üretilebilir. Ancak bu aynı zamanda en kötü sonuçlara da yol açar kaynaklanabilirlik Tüm paslanmaz çelikler ve yüksek alaşımlı ısıya dayanıklı çelikler arasında.

Kaynak sırasında genellikle aşağıdaki sorunlarla karşılaşılır:

1. Soğuk çatlak kaynağı

Bu, martensitik çelikle ilgili iyi bilinen bir sorundur.

Bir yandan, yüksek sertleşebilirliğinden kaynaklanmaktadır. Öte yandan, martenzitin zayıf termal iletkenliğinin de bir sonucudur ve bu da önemli ölçüde sertleşmeye yol açabilir. iç stres kaynak sırasında.

Özellikle, yüksek karbon içeriğine ve sert kaynak yapılarına sahip martenzitik çelikler, kaynak işlemine yatkındır soğuk çatlaklar.

Bunu ele almak için, ön ısıtma ve kaynak sonrası ısıl işlem gibi önlemler genellikle gereklidir.

2. Kaynaklı bağlantının gevrekleşmesi

(1) Dikiş Yakınında Aşırı Isınma Kırılganlığı

Martenzitik çelikler, bileşimsel özellikleri nedeniyle genellikle martenzit ve ferrit sınırında yer alırlar.

Soğuma hızı yüksek olduğunda, eklemin yakınında büyük martenzit taneleri oluşabilir ve bu da plastikliğini azaltır.

Soğutma hızı düşükse, masif ferrit ve karbürlerden oluşan kaba bir yapı oluşacak ve bu da eklemin şeklini önemli ölçüde azaltacaktır.

Bu nedenle, kaynak sırasında soğutma hızını kontrol etmek çok önemlidir.

(2) Temper Gevrekleşmesi

Martensitik çelikler ve kaynaklı bağlantılar ısıtıldığında ve 375 ila 575°C sıcaklık aralığında yavaşça soğutulduğunda kırılma tokluklarını önemli ölçüde azaltabilen temper gevrekleşmesine karşı hassas olabilir.

Bu nedenle, temper gevrekleşmesini önlemek için ısıl işlem sırasında bu sıcaklık aralığından kaçınmak çok önemlidir.

Martensitik çelik için kaynak işleminin kilit noktaları

1. Kaynak yöntemi

Martensitik çelik tüm füzyon yöntemleri kullanılarak kaynaklanabilir kaynak yöntemleri̇ Diğerlerinin yanı sıra korumalı metal ark kaynağı, tozaltı ark kaynağı, argon tungsten ark kaynağı ve argon metal ark kaynağı dahil olmak üzere gaz kaynağı hariç.

Bununla birlikte, soğuk çatlamaya karşı yüksek hassasiyeti nedeniyle, kaynak parçasının iyice temizlenmesi ve kurutulması önemlidir. kaynak çubuğu düşük ve hatta ultra düşük hidrojen koşullarını sağlamak için kaynaktan önce.

Eklemin kısıtlama derecesi yüksek olduğunda, argon tungsten ark kaynağı veya argon tungsten ark kaynağı kullanılması önerilir. metal ark Kaynak.

Soğuk çatlak riskini en aza indirgemek için kaynak ısısı Kaynak çevresinde aşırı ısınmayı ve gevrekleşmeyi önleyerek uygun şekilde giriş yapın.

2. Kaynak malzemeleri

Seçim kaynak malzemeleri̇ çelik kalitesine, kaynak yöntemine ve birleştirme yerinin çalışma koşullarına göre belirlenmelidir.

Birleşimin gerektiği gibi performans göstermesini sağlamak için, ana metalinkine yakın bir kimyasal bileşime sahip kaynak malzemelerinin seçilmesi önemlidir. Ancak bu, kaynağın ve ısıdan etkilenen bölgenin sertleşmesine ve kırılgan hale gelmesine neden olabilir.

Soğuk çatlamayı önlemek için kaynaktan sonra genellikle ısıl işlem gereklidir. Isıl işlem mümkün olmadığında, 25-20 ve 25-13 tipi östenitik ÇELİK KAYNAK malzemeler östenitik kaynaklar oluşturmak için kullanılabilir, bu da kaynak gerilimini azaltabilir ve artan hidrojen içeriği nedeniyle soğuk çatlama eğilimini azaltabilir.

Östenitik kaynaklar iyi plastisite ve tokluğa sahiptir, ancak düşük mukavemete sahiptir, bu da onları yalnızca düşük gerilimli statik yük koşulları altındaki bağlantılar için uygun hale getirir. Ek olarak, kaynak ve ana metal arasındaki termofiziksel özelliklerdeki büyük fark, yüksek sıcaklıklarda çalışırken bağlantı arayüzünde ek strese neden olabilir ve bu da bağlantının erken bozulmasına yol açabilir, bu nedenle yüksek sıcaklık uygulamaları için uygun değildirler.

Düşük hidrojen elektrotları tipik olarak kaynak çubuklarıyla ark kaynağı için kullanılır ve kaynaktan önce iki saat boyunca 400-450 ° C'de kurutulmalıdır. Tozaltı ark kaynağında HJ172, HJ173 veya HJ251 gibi düşük silikonlu yüksek alkali veya zayıf asitli flaks kullanılmalıdır. TIG kaynağı esas olarak çok katmanlı kaynakta destek kaynağı ve ince parça kaynağı için kullanılır.

3. Ön ısıtma ve ara geçiş sıcaklığı

Ön ısıtma ve pasolar arası sıcaklığın korunması, kaynak sırasında soğuk çatlakları önlemek için çok önemli bir adımdır.

Ön ısıtma sıcaklığı, çelikteki karbon içeriğine göre belirlenmeli ve ardından bağlantının kısıtlama derecesi, dolgu maddesi metal bileşimive kaynak yöntemi. Tablo 1'de karbon içeriğinin sınıflandırılmasına dayalı olarak önerilen ön ısıtma sıcaklıkları, ısı girdileri vb. verilmektedir.

Eklemin yüksek derecede bir kısıtlaması varsa, aşağıdakileri artırmak gerekir ön ısıtma sıcaklığı ve interpass sıcaklığını buna göre ayarlayın. Ara geçiş sıcaklığı ön ısıtma sıcaklığından daha düşük olmamalıdır.

Östenitik kaynak için ÇELİK KAYNAK malzemelerde, kaynak parçasının kalınlığına bağlı olarak ön ısıtma veya düşük sıcaklıkta ön ısıtma gerekli olmayabilir.

Tablo 1 Martensitik için Önerilen Ön Isıtma Sıcaklığı ve Isı Girdisi Çelik Kaynak

4. Kaynak sonrası ısıl işlem

Kaynak sonrası ısıl işlem, kaynak sırasında soğuk çatlakları önlemek için bir diğer önemli önlemdir.

Ana metale benzer bileşime sahip kaynak malzemeleri kullanıldığında, kaynak sonrası temperleme ısıl işlemi tipik olarak gereklidir. Öte yandan, östenitik çelik kaynak malzemeleri ile kaynak yaparken, kaynak sonrası ısıl işlem genellikle gerekli değildir.

Tam dönüşümü sağlamak için ostenit Kaynaktan sonra martenzite dönüşürse, kaynaktan hemen sonra temperleme işleminden kaçınmak önemlidir. Birleşim, kaynak sıcaklığının altında bir sıcaklığa soğutulmalıdır. Bayan nokta ve yüksek sıcaklıkta temperleme işlemine tabi tutulmadan önce belirli bir süre bu sıcaklıkta tutulur. Bunun nedeni, kaynak işleminden hemen sonra temperleme yapılırsa ostenit perlit haline dönüşecek ve östenit tane sınırı boyunca karbürler çökelecek, bu da eklemi çok kırılgan hale getirecektir.

Bununla birlikte, soğuk çatlamayı önlemek için, bağlantı oda sıcaklığına soğuduktan sonra yüksek sıcaklıkta temperleme işlemi yapılmamalıdır. Tipik olarak, temperleme işlemi bağlantı 100-150°C'ye soğuduğunda gerçekleştirilir.