Süsinikuekvivalent (Ceq) on kõige olulisem parameeter Q390B keevitatavuse ja selle külmpragunemise ohu hindamisel.
1. Süsiniku ekvivalendi (Ceq) vahemik Q390B jaoks
Q390B Ceq ei ole fikseeritud üksikväärtus, vaid standardiga määratud maksimaalne lubatud piir. Selle tüüpiline/tegelik vahemik kaubanduslikult toodetud terases tuleneb selle keemilise koostise piirnormidest GB/T 1591-2018.
Mõned tootjad võivad keevitatavuse parandamiseks seada eesmärgiks madalama otsa (~0,44–0,46%), teised aga pingutavad piiri poole, et tagada tugevuseesmärkide saavutamine odavama legeerimisega.
Põhipunkt:Q390B hankimisel peab tegelik Ceq väärtus olema märgitud veski testimise sertifikaadile. Ärge lootke tüüpilisele vahemikule; kasutage oma keevitusprotseduuri arvutamiseks pakutud väärtust.
2. Kuidas Ceq mõjutab külmapragunemise vastuvõtlikkust
Külmpragunemine (mida nimetatakse ka vesinik{0}}indutseeritud pragudeks või hilinenud pragudeks) on suureks ohuks kõrge-tugevate ja madala{2}}legeeritud teraste (nt Q390B) keevitamisel. Ceq on selle riski otsene ennustaja järgmise mehhanismi kaudu:
Seos: Ceq → Kõvenevus → Mikrostruktuur → Vastuvõtlikkus
Kõrge Ceq → Kõrge karastamine:
Ceqi valem vastab terase võimele moodustada kiirel jahutamisel kõvasid faase. Iga valemi element aitab kaasa aja-temperatuuri-transformatsiooni (TTT) diagrammi paremale nihutamisele, mis tähendab, et martensiit moodustub isegi aeglasema jahutuskiiruse korral.
Kiire jahutamine → kõva martensiidi moodustumine:
Keevitamise ajal kuumutatakse kuum{0}}mõjutatud tsoon (HAZ) kõrge temperatuurini ja jahutatakse seejärel kiiresti ümbritseva külma mitteväärismetalliga. Kui Ceq on kõrge, muutub HAZ pigem kõvaks, rabedaks martensiidiks kui pehmemaks ferriidiks/perliidiks.
Martensiit + vesinik + stress=Külmkrakkimine:
See on klassikaline "kolme{0}}teguri" külmkrakkimise mudel:
Tundlik mikrostruktuur (martensiit):Pakub kõrge Ceq. Martensiidil on madal sitkus ja see on väga vastuvõtlik pragunemisele.
Vesinik (H):Sisestatud keevitusvoo niiskuse, kaitsegaasi või plaadipinna saasteainete tõttu.
Tõmbepinge:Vältimatu termilise kokkutõmbumise ja liigeste piiramise tõttu.
Vesinikuaatomid hajuvad ja akumuleeruvad pingestatud martensiitses HAZ-is. Kriitilise kombinatsiooni saavutamisel levib habras pragu, sageli tunde või päevi pärast keevitamist ("hilinenud" pragunemine).
Praktilised tagajärjed keevitamisel Q390B
Kuna Q390B Ceq (0,44-0,49%) on märkimisväärselt kõrgem kui pehme terase oma (nt ~0,35% Q235 puhul) ja mõõdukalt kõrgem kui Q355B, ei ole ranged keevitusprotseduurid läbiräägitavad.
| Ceq (IIW) vahemik | Keevitusprotseduuri mõju Q390B jaoks |
|---|---|
| ~0.44 - 0.46% | Moderate Risk. Preheating is mandatory for most thicknesses (>10-15 mm). Vajalik on vesinikuallikate range kontroll. |
| ~0.47 - 0.49% | Kõrge risk. Vaja on kõrgemat eelsoojenduse/vahesoojenduse temperatuuri. Võib nõuda ülimalt-madala vesinikusisaldusega elektroodide kasutamist (<5ml/100g deposited metal). Post-weld heat treatment (PWHT) may be necessary for thick, highly restrained joints. |
Nõutavad leevendusmeetmed:
Eelsoojendus ja vahetemperatuuri kontroll:See on esmane kontroll. Eelkuumutamine aeglustab jahutuskiirust, võimaldades HAZ-il muutuda martensiidi asemel pehmemaks, plastilisemaks mikrostruktuuriks (nt bainiidiks). Nõutava eelsoojendustemperatuuri (nt 80 kraadi - 150 kraadi) määrab otseselttegelik Ceq ja plaadi paksus.
Ultra-Madala vesinikusisaldusega praktika:
Kasutage madala -vesinikusisaldusega (H4) või väga madala -vesinikusisaldusega (H5, H10) klassifikatsiooniga keevitustarvikuid.
Küpsetage elektroode rangelt vastavalt tootja spetsifikatsioonidele.
Hoidke töödeldavad detailid ideaalselt kuivana (ilma niiskuse, jää, roosteta).
Optimaalne soojussisend:Säilitage soojussisend kvalifitseeritud vahemikus. Liiga madal soodustab kiiret jahtumist ja martensiiti. Liiga kõrge võib HAZ-i terad liigselt jämedaks teha, vähendades selle sitkust.
Keevituse{0}}järgne kuumtöötlus (PWHT): For thick sections (often >30–40 mm) või väga vaoshoitud liigestes kasutatakse pinget leevendavat küpsetist (nt 550–600 kraadi) martensiidi karastamiseks, vesiniku hajutamiseks ja pingete leevendamiseks.
Keevitusprotseduuri kvalifikatsioon (WPQR):Protseduuri kvalifitseerimise test peab hõlmama kõvaduse läbimist üle HAZ-i, et veenduda, et see ei ületa ohutuid piire (tavaliselt 350 HV10) ja et selles pole pragusid.
Kokkuvõte
Q390B süsinikuekvivalent (Ceq), tavaliselt 0,44-0,49%, on otsene kvantitatiivne mõõt selle kalduvuse kohta moodustada keevisõmbluses HAZ kõva, pragudetundlikku{4}martensiiti. See kõrgem Ceq võrreldes madalamate-tugevusklassidega suurendab oluliselt selle vastuvõtlikkust külmpragunemisele. Järelikult nõuab Q390B keevitamine rangelt kontrollitud madala-vesinikusisaldusega protseduuri koos kohustusliku eelsoojendusega, mille parameetrid on kohandatud vastavalt konkreetsele Ceq väärtusele ja paksusele. Selle seose ignoreerimine on ülitugevate teraskonstruktsioonide katastroofiliste keevisõmbluste kõige levinum põhjus.