Колико садржај угљеника утиче на заваривост челика К345?
Царбон (ц) је кључни осетљиви елемент који утиче на заваривање челика К345. Његов садржај директно одређује ризик пуцања, заједничку жилавост и сложеност процеса током заваривања, са далеко већим утицајем од осталих елемената (као што је МН, П и С). Конкретно, утицај садржаја угљеника на заваривост челика К345 првенствено се манифестује у наредна три кључна аспекта, показује значајан "ефекат дозе" (то је већи садржај угљеника, то је израженији негативни утицај):
1. Садржај угљеника позитивно је у корелацији са ризиком од хладног пуцања за заваривање
Хладно пуцање (пукотине које се јављају током расхладног процеса након заваривања, често се дешавају у топлоти - погођеној зони или коријен заваривања) је најважније питање које треба избегавати у К345 заваривању, а угљеник је примарни узрок хладног пукотина:
Тенденција очвршћивања: Што је већи садржај угљеника, већа одмрзавање челика. Током заваривања, топлота - погођена зона (ХАЗ) подвргава се високим - температурама, а затим брзо хлађење, што лако може да формира чврсту и крхку мартензитну структуру (са тврдоћом прелази 350 ХВ). То доводи до оштрог смањења жилавости у овој зони и може директно проузроковати пуцање услед заосталих напона заваривања.
На пример, ако се садржај угљеника К345 повећава са 0,16% на 0,20% (близу стандардне горње границе), садржај мартенирања у ХАЗ-у може се повећати за преко 30%, повећавајући ризик од хладног пукотина за 2-3 пута.
Hydrogen-induced cracking: Carbon combines with diffusible hydrogen in the weld to form gases such as CH₄, which accumulate at the grain boundaries between the weld metal and the HAZ. When the hydrogen concentration exceeds a critical value (typically >5 мл / 100 г), реагује са заосталим стресовима да изазове пукотине. Што је већи садржај угљеника, јачи водоник "ефекат хватања" и већа осетљивост на пукотину. Стога ГБ / Т 1591 - 2018 строго предвиђа да садржај угљеника у К345 мора бити мањи или једнак 0,20% (дебљина мања од или једнака 60 мм). У основи, то има за циљ да ризик од хладног пуцања у прихватљивом опсегу контролише угљеник. Ако садржај угљеника прелази 0,20%, чак и са предгревањем (150-250 степени) и накнадно грејање (250 степени током 2 сата), тешко је потпуно избећи.
ИИ. Повећани садржај угљеника значајно смањује жилавост заварених спојева.
Основни захтев за заваривање К345 је "одговарајућим својствима са основним металом" (посебно ниско - температурна жилавост), а садржај угљеника је пресудно за поремећеност ове равнотеже:
Weld metal toughness: During welding, carbon in the wire/electrode transfers to the molten pool. If the base metal carbon content is too high (e.g., >0,18%), еквивалент додатка металног угљеника (ЦЕК) ће прећи стандард, што је резултирало формирањем мрежних карбида у микроструктуру заваривања и смањење апсорпције утицаја енергије (АКВ). Измерјени подаци показују да када је садржај угљеника у основном металу од 0,14% на 0,20%, АКВ вредност АКВ-а на -20 дипломе може да падне са 50Ј на испод 30Ј (испод стандардног захтева 34Ј), директно утичући на структурну сигурност.
Топлота - погођена зона (ХАЗ) жилавост: Виши садржај угљеника повећава групно зрно зрна (угљеник промовише раст аустенитног зрна на високим температурама) и повећава удео тешких и крхких структура попут мартензита и баинита, што је резултирало жилавошћу у овој зони. На пример, након заваривања К345 са садржајем угљеника у износу од 0,20%, А ХАЗ-ова вредност АКВ-а у -40 степени може бити мања од 20Ј, што није испуњавала услове за челик за е-разред.
3. садржај угљеника одређује сложеност процеса заваривања
Што је већи садржај угљеника, строжији контрола процеса потребна за заваривање К345, која директно повећава потешкоће и трошкове процеса:
Температура загревања: К345 са садржајем угљеника од 0,14% - 0,16% (танка плоча, мања или једнака 16 мм) може се заварити на собној температури (није потребна за предност). Ако се садржај угљеника порасте на 0,18% -0,20%, чак 12 мм тањира дебело мора бити претходно загрејано на 80-120 степени (загревање на више од 150 степени у окружењу ниског температура) како би се избегло пуцање.
Heat Input Control: When welding high-carbon Q345 (>0,18%), унос топлоте (струја заваривања × напон / брзина) мора бити строго ограничен на 15 - 30 кЈ / цм. Прекомерни унос топлоте резултираће грубом зрнама, док је пренизак унос топлоте резултираће брзом хлађењем, што лако може довести до формирања мартенситета. За ниско угљеник К345 (<0.16%), the heat input range can be expanded to 10-40 kJ/cm, offering greater process adaptability.
Пост - третман заваривања: Висок - Царбон К345 мора да подвргне жарско ублажавање стреса (држи се на 600 - 650 степени) након заваривања. У супротном, преостали стрес и очврснута структура могу се комбиновати да би се одложено одложено пуцање. Међутим, за ниско угљеник К345 (нпр. 0,14%), овај корак се може изоставити приликом заваривања танких плоча, уштеде. Резиме: Утицај садржаја угљеника на К345 заваривање
Царбон садржај је примарни контролни фактор у К345 заваривости и њен утицај се може квантификовати коришћењем "критичног прага":
Сигурни опсег (Ц мање или једнак 0,16%): Одлична заваривост, низак ризик од хладног пуцања, конвенционалних процеса (неопходно је потребно строго предњаштво) и заједничка жилавост> 90%;
Распон ризика (0,16% <ц мање или једнак 0,20%): Умерена заваривост, која захтева строгу контролу температуре предгревања, уноса топлоте и садржаја водоника, са заједничком поштовањем жилавости која је у складу са заједничком поштовањем усаглашености на 70% -80%;
Danger Range (C > 0.20%): Extremely poor weldability, with significant cold cracking and insufficient toughness. Even with specialized processes, joint reliability is difficult to guarantee, and the weld does not meet Q345 standard requirements. Therefore, in actual welding, Q345 with a lower carbon content (such as C=0.14%-0.16% marked in the material list) should be given priority. Especially for low-temperature environments (below -20°C) or thick plate (>20 мм) структуре, мала разлика у садржају угљеника (као што је 0,02%) директно могу одредити успех или неуспех заваривања.