Soldabilidade de materiais metálicos
- Soldabilidade de metais:
A soldabilidade do metal refere-se à capacidade de materiais homogêneos ou heterogêneos de formar uma junta sólida e atender aos requisitos de desempenho desejados durante o processo de fabricação. Existem dois tipos de soldabilidade: soldabilidade de processo e soldabilidade de serviço.
- Soldabilidade do processo:
A soldabilidade do processo é a capacidade de um metal ou material produzir juntas soldadas de alta qualidade, densas e sem defeitos que atendam aos requisitos de desempenho sob condições específicas do processo de soldagem.
- Soldabilidade:
A soldabilidade refere-se à medida em que a junta soldada e a estrutura soldada geral atendem a várias propriedades, incluindo propriedades mecânicas convencionais.
- Fatores que influenciam a soldabilidade do metal:
Existem quatro fatores que podem afetar a soldabilidade do metal: fator material, fator de projeto, fator de processo e ambiente de serviço.
- Princípios de avaliação da soldabilidade:
Para avaliar a soldabilidade, os seguintes princípios devem ser considerados: (1) Avaliar a probabilidade de defeitos de processo em juntas soldadas para fornecer uma base para projetar um processo de soldagem adequado. (2) Avaliar se a junta soldada atende aos requisitos de desempenho estrutural.
- Princípios para métodos experimentais:
Os métodos experimentais deverão atender aos seguintes princípios: comparabilidade, relevância, reprodutibilidade e economia.
- Métodos comuns de teste de soldabilidade:
A. Método de teste de trinca de soldagem com ranhura em V oblíqua: Este método é usado principalmente para avaliar a sensibilidade da zona afetada pelo calor da soldagem de aço carbono e aço de baixa liga e alta resistência à trinca a frio.
B. Teste de pino
C. Método de teste de trinca de soldagem de topo para placa de prensagem
D. Método de teste de trinca de restrição ajustável
I. Perguntas e respostas:
1. Qual é o propósito do experimento e a que ocasião ele se aplica?
Entenda as principais etapas do experimento e analise os fatores que impactam a estabilidade dos resultados.
Responder:
O objetivo é avaliar a vulnerabilidade da zona termicamente afetada na soldagem de aços carbono e aços de baixa liga e alta resistência à trinca a frio.
Ao determinar a sensibilidade da zona afetada pelo calor na soldagem de aço carbono e aço de baixa liga e alta resistência à trinca a frio, os fatores que influenciam a estabilidade dos resultados são a restrição da junta soldada, a temperatura de pré-aquecimento, deformação angular e incompleta penetração.
É comumente aceito que se a taxa de trinca superficial em aço de baixa liga for inferior a 20%, é considerado seguro para estruturas de soldagem em geral.
2. Quais são os principais fatores que afetam a soldabilidade do processo?
Resposta: fatores de influência:
(1) Fatores Materiais: Abrange o metal base e os materiais de soldagem utilizados, incluindo varetas de soldagem para soldagem a arco eletrodo, fios e fluxos de soldagem para soldagem a arco submerso, fios de soldagem e gases de proteção para soldagem com proteção a gás, entre outros.
(2) Fatores de Projeto: O projeto das estruturas das juntas soldadas terá impacto no estado de tensão, afetando assim a soldabilidade.
(3) Fatores de Processo: Mesmo para o mesmo metal base, diferentes métodos de soldagem e parâmetros de processo podem ter um impacto significativo na soldabilidade.
(4) Ambiente de serviço: O ambiente de serviço para uma estrutura soldada pode variar, como temperatura de trabalho, tipo de meio de trabalho e propriedades de carga, entre outros.
3. Às vezes, materiais metálicos com boa soldabilidade de processo podem não ter boa soldabilidade de uso.
Responder:
O uso e as propriedades de soldagem de materiais metálicos referem-se às várias propriedades especificadas pelos requisitos técnicos da junta soldada ou da estrutura soldada geral, incluindo propriedades mecânicas convencionais ou propriedades sob condições de trabalho específicas, como tenacidade a baixas temperaturas, tenacidade à fratura, alta- resistência à fluência de temperatura, resistência a longo prazo, desempenho à fadiga, resistência à corrosão e resistência ao desgaste.
A soldabilidade de um processo refere-se à capacidade de um metal ou material de produzir juntas soldadas de alta qualidade, densas, livres de defeitos e funcionais sob condições específicas do processo de soldagem.
Por exemplo, o aço de baixo carbono tem boa soldabilidade, mas sua resistência e dureza não são tão altas quanto as do aço de alto carbono.
4. Por que a maior dureza da zona afetada pelo calor pode ser usada para avaliar a sensibilidade à trinca a frio da soldagem de materiais de ferro e aço? Qual é o efeito das condições do processo de soldagem na dureza máxima da zona afetada pelo calor?
Responder:
(1) As fissuras a frio ocorrem normalmente na zona afetada pelo calor;
(2) A avaliação da dureza da junta é o factor mais crucial na determinação da probabilidade de fissuração a frio, tornando-a um indicador útil.
Normalmente, a junta soldada inclui a zona afetada pelo calor.
Quanto maior a diferença entre o valor da dureza da junta soldada e do metal base, menor será a tenacidade da junta e suas propriedades mecânicas gerais, tornando-a mais suscetível à fratura frágil e outros perigos.
Para minimizar esta diferença e garantir a confiabilidade da junta soldada, as condições do processo de soldagem devem ser cuidadosamente controladas.
Embora um aumento no equivalente de carbono geralmente leve a um aumento no endurecimento da zona afetada pelo calor, esta relação nem sempre é linear.
2. Soldagem de liga de aço estrutural
1. Análise de soldabilidade de aços temperados e revenidos com baixo carbono
O aço temperado e revenido com baixo teor de carbono é utilizado principalmente como aço estrutural soldado de alta resistência, com baixo limite de teor de carbono. A composição da liga é projetada tendo em mente os requisitos de soldabilidade. O teor de carbono no aço temperado e revenido com baixo carbono é inferior a 0,18%, resultando em melhor desempenho de soldagem em comparação com o aço temperado e revenido com médio carbono.
A martensita de baixo carbono na zona afetada pelo calor de soldagem deste aço resulta em uma alta temperatura de transformação de martensita (MS) e martensita auto-revenida, levando a uma menor tendência para soldagem de trincas a frio em comparação com aço temperado e revenido de médio carbono. Uma boa tenacidade pode ser alcançada quando estruturas finas de martensita com baixo teor de carbono (ML) ou bainita inferior (B) são obtidas na zona afetada pelo calor.
A estrutura mista de ML e bainita transformada em baixa temperatura (B) proporciona a melhor tenacidade, com posições cristalinas distintas entre as ripas de bainita. O diâmetro efetivo do grão é fino e tem boa tenacidade e depende da largura da tira. A mistura de ML e BL divide efetivamente os grãos de austenita originais, promovendo mais posições de nucleação para ML e limitando seu crescimento. Os grãos efetivos na estrutura mista ML + B são os menores.
O Ni é um elemento importante no desenvolvimento de aço para baixas temperaturas e sua adição pode melhorar as propriedades do aço em baixas temperaturas. Por exemplo, o aço 1,5Ni deve ter um teor de carbono reduzido e limites estritos no conteúdo de S, P, N, H e O para evitar a fragilidade do envelhecimento e a fragilidade do revenido enquanto aumenta o Ni. As condições de tratamento térmico para este tipo de aço incluem normalização, normalização + revenido e têmpera + revenido.
No aço de baixa temperatura, o controle rigoroso do teor de carbono e impurezas como S e P reduz a probabilidade de trincas de liquefação. No entanto, a fragilidade do revenido ainda pode ser uma preocupação, e é importante controlar a temperatura de revenido e a taxa de resfriamento após a soldagem.
Características do processo de soldagem de aço em baixa temperatura:
O objetivo principal na soldagem de aço de baixa temperatura é manter a tenacidade a baixa temperatura tanto da solda quanto da zona afetada pelo calor, a fim de evitar trincas.
O aço 9Ni tem uma forte tenacidade a baixas temperaturas, mas ao soldar com materiais ferríticos semelhantes ao 9Ni, a tenacidade da solda é bastante diminuída.
Isto pode ser atribuído à microestrutura da solda fundida e ao teor de oxigênio na solda.
No entanto, os materiais de soldagem ferríticos 11Ni, que são semelhantes ao aço 9Ni, podem atingir boa tenacidade em baixas temperaturas por meio da soldagem TIG. Isso ocorre porque a soldagem TIG reduz o teor de oxigênio no metal de solda para menos de 0,05% do metal base.
2. Análise de soldabilidade de aços temperados e revenidos com médio carbono
Trincas a quente em soldas de aço temperado e revenido com carbono são frequentemente causadas pelo alto teor de carbono e liga, o que resulta em um grande intervalo líquido-sólido e segregação severa. Esses fatores aumentam a probabilidade de rachaduras a quente.
Trincas a frio em aços temperados e revenidos com médio carbono são causadas pelo alto teor de carbono e abundância de elementos de liga, que resultam em uma tendência de endurecimento. Além disso, o baixo ponto de fusão do aço resulta na formação de martensita em baixas temperaturas, que não tem capacidade de auto-revenido e aumenta a probabilidade de trincas a frio.
O reaquecimento de fissuras na zona afetada pelo calor pode resultar em alterações no desempenho.
Fragilização na zona superaquecida
(1) O aço temperado e revenido com médio carbono possui alto teor de carbono, vários elementos de liga e forte temperabilidade, tornando-o suscetível à produção de martensita dura e quebradiça com alto teor de carbono na zona superaquecida de soldagem. Quanto mais rápida for a taxa de resfriamento, maior será a formação de martensita com alto teor de carbono e mais pronunciada será a tendência à fragilização.
(2) Apesar da alta energia linear, pode ser um desafio evitar a formação de martensita com alto teor de carbono, o que resulta em material mais grosseiro e quebradiço.
(3) Para melhorar o desempenho da zona superaquecida, são normalmente empregadas medidas como baixa energia linear, pré-aquecimento, resfriamento lento e pós-aquecimento.
Amolecimento da zona afetada pelo calor
Quando um tratamento de têmpera e revenido não for possível após a soldagem, é necessário levar em consideração o amolecimento da zona termicamente afetada. Quanto mais forte for o tipo de aço temperado e revenido, mais grave se tornará o problema de amolecimento. A extensão e largura da zona de amolecimento estão intimamente ligadas à energia linear e ao método utilizado na soldagem.
3. Características do processo de soldagem de aço temperado e revenido com médio carbono
(1) Nas trincas a quente da solda, o teor de carbono e elementos de liga do aço temperado e revenido com carbono é alto, levando a um grande intervalo líquido-sólido, segregação severa e uma alta tendência a trincas a quente.
(2) A trinca a frio em aços temperados e revenidos com médio carbono é causada pelo seu alto teor de carbono e maior presença de elementos de liga, resultando em uma evidente tendência ao endurecimento.
(3) O baixo ponto de fusão resulta na formação de martensita em baixas temperaturas que geralmente não tem capacidade de auto-revenido, levando a uma alta tendência a trincas a frio.
(4) Alterações de desempenho na zona afetada pelo calor.
Fragilização na zona superaquecida
(1) O aço temperado e revenido com médio carbono é propenso a produzir martensita dura e quebradiça com alto teor de carbono na zona superaquecida de soldagem devido ao seu alto teor de carbono, numerosos elementos de liga e temperabilidade significativa. Quanto mais rápida a taxa de resfriamento, mais martensita com alto teor de carbono será formada e mais severa se tornará a tendência à fragilização.
(2) Apesar de possuir alta energia linear, é um desafio evitar a formação de martensita com alto teor de carbono, o que tornará o material mais grosseiro e quebradiço.
(3) Para melhorar o desempenho da zona superaquecida, medidas como baixa energia linear, pré-aquecimento, resfriamento lento e pós-aquecimento são geralmente empregadas.
Amolecimento da zona afetada pelo calor
Quando a soldagem estiver concluída e o tratamento de têmpera e revenido não puder ser realizado, é necessário levar em consideração o amolecimento da zona termicamente afetada (ZTA).
Quanto mais aumenta o grau de resistência do aço temperado e revenido, mais pronunciado se torna o problema de amolecimento.
A extensão e a largura do amolecimento estão intimamente ligadas à energia da linha de soldagem e ao método de soldagem utilizado.
O método de soldagem que utiliza uma fonte de calor mais concentrada é mais vantajoso na redução do amolecimento.
4. Características do processo de soldagem de aço temperado e revenido com médio carbono
(1) O aço temperado e revenido com médio carbono é normalmente soldado em seu estado recozido. Após a conclusão do processo de soldagem, juntas soldadas uniformes com propriedades desejáveis podem ser alcançadas através de um tratamento geral de têmpera e revenido.
(2) Quando a soldagem é realizada após têmpera e revenido, muitas vezes é um desafio abordar a degradação do desempenho da zona afetada pelo calor.
(3) O estado de pré-soldagem determina a natureza dos problemas e as etapas necessárias a serem tomadas no processo.
As características de soldabilidade do aço Q345 são analisadas e os materiais de soldagem correspondentes e os requisitos do processo de soldagem são fornecidos.
Responder: O aço Q345 é um tipo de aço laminado a quente com teor de carbono inferior a 0,4% e excelente soldabilidade.
Geralmente, o pré-aquecimento e o controle preciso do aporte térmico de soldagem não são necessários. No entanto, é importante considerar os efeitos potenciais sobre o material.
Em relação às propriedades frágeis e duras, quando o aço Q345 é resfriado continuamente, a transformação da perlita se desloca para a direita, resultando em precipitação de ferrita sob resfriamento rápido, deixando a austenita rica em carbono se transformar em perlita tarde demais. Esta transformação em bainita e martensita com alto teor de carbono leva a um efeito de endurecimento. Porém, devido ao seu baixo teor de carbono e alto teor de manganês, o aço Q345 apresenta boa resistência à trinca a quente.
Ao adicionar V e Nb ao aço Q345, a trinca por tensão na junta soldada pode ser eliminada por meio do reforço por precipitação.
É importante notar que a fragilização dos grãos grossos pode ocorrer na zona superaquecida da zona afetada pelo calor quando aquecida acima de 1200 ℃, resultando em uma redução significativa na tenacidade. No entanto, o recozimento do aço Q345 a 600 ℃ por 1 hora melhora muito sua tenacidade e reduz a tendência à fragilização por deformação térmica.
Para a seleção do material de soldagem, são recomendadas as seguintes opções:
- Eletrodo de soldagem de topo: série E5
- Eletrodo de soldagem a arco: série E5
- Soldagem por arco submerso: fluxo SJ501, fio de soldagem H08A/H08MnA
- Soldagem por eletroescória: fluxo HJ431, HJ360, fio de soldagem H08MnMoA
- Soldagem com proteção de gás CO2: série H08 e série YJ5
Recomenda-se pré-aquecer o material a uma temperatura de 100 a 150 ℃. Para tratamento térmico pós-soldagem, a soldagem a arco normalmente não exige isso, ou pode ser temperada de 600 a 650 ℃. A soldagem por eletroescória, por outro lado, requer normalização de 900 a 930 ℃ e revenimento de 600 a 650 ℃.
Qual é a diferença na soldabilidade entre Q345 e Q390? O processo de soldagem do Q345 é aplicável à soldagem do Q390 e por quê?
Responder: Q345 e Q390 são aços laminados a quente com composição química semelhante.
A única diferença entre Q345 e Q390 está no teor de Mn, sendo que o Q390 apresenta maior concentração. Como resultado, o Q390 tem um equivalente de carbono mais elevado em comparação com o Q345.
Isso resulta em maior temperabilidade e maior probabilidade de trincas a frio no Q390 quando comparado ao Q345. No entanto, a sua soldabilidade permanece semelhante.
Deve-se notar que o processo de soldagem usado para Q345 pode não ser adequado para Q390 devido ao seu maior equivalente de carbono e maior aporte de calor, o que poderia resultar em superaquecimento e fragilização severa na área da junta se o aporte de calor for muito alto, ou frio. rachaduras e comportamento frágil se a entrada de calor for muito baixa.
Qual é o princípio de seleção de materiais de soldagem ao soldar aço de baixa liga e alta resistência? Qual é o efeito do tratamento térmico pós-soldagem nos materiais de soldagem?
Responder: O princípio de seleção deve levar em consideração o impacto da microestrutura da solda e da zona afetada pelo calor na resistência e tenacidade da junta soldada.
Como o tratamento térmico pós-soldagem geralmente não é realizado, é crucial que o metal de solda tenha propriedades mecânicas semelhantes às do metal base em seu estado soldado.
Para aço temperado e revenido com médio carbono, a escolha dos materiais de soldagem deve ser baseada nas condições de tensão da solda, seus requisitos de desempenho e qualquer tratamento térmico planejado pós-soldagem.
Para componentes que serão submetidos a tratamento após a soldagem, a composição química do metal de solda deverá ser comparável à do metal base.
Analisar os possíveis problemas durante a soldagem de aços temperados e revenidos com baixo teor de carbono.
Esta postagem fornece uma breve visão geral dos principais aspectos da soldagem de aço temperado e revenido com baixo teor de carbono.
Qual é a faixa recomendada para controlar o aporte térmico de soldagem de aço típico temperado e revenido com baixo teor de carbono, como 14MnMoNiB, HQ70 e HQ80?
Quando o pré-aquecimento é necessário, por que existem requisitos de temperatura mínima e como pode ser determinada a temperatura máxima de pré-aquecimento?
Responder: A fragilização pode ocorrer facilmente durante o processo de soldagem. O ciclo térmico durante a soldagem pode reduzir a resistência e a tenacidade da zona afetada pelo calor.
Recursos do processo de soldagem: Normalmente, o tratamento térmico pós-soldagem não é necessário. Um processo multicamadas é usado e um cordão de solda estreito é empregado em vez da técnica de transporte transversal de tiras oscilantes.
A entrada de calor de soldagem para aço típico temperado e revenido com baixo teor de carbono deve ser controlada para ser inferior a 0,18% WC, e a taxa de resfriamento não deve ser acelerada. Quando o WC é superior a 0,18%, a taxa de resfriamento pode ser aumentada para reduzir a entrada de calor.
O aporte térmico de soldagem deve ser mantido abaixo de 481 kJ/cm. Se a entrada de calor de soldagem máxima permitida for atingida e as rachaduras não puderem ser evitadas, medidas de pré-aquecimento deverão ser tomadas.
Se a temperatura de pré-aquecimento for muito alta, isso não impedirá a ocorrência de rachaduras a frio. Por outro lado, se a taxa de resfriamento entre 800 e 500°C for mais lenta que a taxa crítica de resfriamento de estruturas mistas frágeis, a tenacidade da zona afetada pelo calor diminuirá.
Portanto, é importante evitar aumentos desnecessários na temperatura de pré-aquecimento, mesmo à temperatura ambiente. Como resultado, existe uma temperatura mínima de pré-aquecimento.
O aporte térmico máximo permitido para soldagem do aço deve ser determinado através de experimentos e então, com base na tendência de trinca a frio no aporte térmico máximo, deve-se decidir se o pré-aquecimento e a temperatura de pré-aquecimento, incluindo a temperatura máxima de pré-aquecimento, são necessários.
Qual a diferença no processo de soldagem entre aços temperados e revenidos e recozidos de médio carbono temperado e revenido da mesma marca? Por que os aços temperados e revenidos com médio carbono geralmente não são soldados no estado recozido?
Ao soldar no estado temperado e revenido, é crucial seguir os procedimentos adequados para evitar trincas retardadas e eliminar a estrutura endurecida na zona afetada pelo calor. Isto inclui pré-aquecimento, manutenção do controle das temperaturas entre passes, condução de tratamento térmico intermediário e revenimento oportuno após a soldagem.
Para minimizar o amolecimento do efeito térmico, recomenda-se adotar um método com alta densidade de energia e concentração de calor, e utilizar o menor aporte de calor de soldagem possível.
Para soldagem no estado recozido, métodos comuns de soldagem podem ser empregados.
Ao selecionar os materiais, é importante garantir a consistência nas especificações de tratamento de têmpera e revenido do metal de solda e do metal base, bem como a consistência em sua liga principal.
No caso de têmpera e revenido, uma alta temperatura de pré-aquecimento e temperatura intercamada pode ajudar a evitar rachaduras antes do tratamento.
Devido à alta temperabilidade e temperabilidade do aço temperado e revenido com médio carbono, a soldagem inadequada no estado de recozimento pode resultar em trincas retardadas.
Normalmente é necessário um processo de soldagem complexo, e processos auxiliares como pré-aquecimento, pós-aquecimento, revenimento e tratamento térmico pós-soldagem podem ajudar a garantir o desempenho e a longevidade da junta.
Existe alguma diferença no processo de soldagem e na seleção do material quando o aço de baixa temperatura é usado a – 40 ℃ e à temperatura normal? Por que?
Responder: Para evitar fragilização a baixa temperatura e fissuras térmicas em juntas soldadas de aço de baixa temperatura, é importante minimizar a presença de elementos de impureza nos materiais.
Para controlar a composição e estrutura da solda, é importante selecionar materiais de soldagem apropriados que formarão ferrita acicular fina e uma pequena quantidade de liga de metal duro, garantindo assim certos requisitos de AK em baixas temperaturas.
Ao usar SMAW (Soldagem por Arco de Metal Blindado) em soldagem de baixa temperatura, o uso de soldagem de pequena energia linear pode evitar o superaquecimento da zona afetada pelo calor e reduzir a formação de M e WF (Fratura de Solda) grosseiros. Para reduzir ainda mais o superaquecimento do cordão de solda, a soldagem rápida multipasse pode ser aplicada.
Para o processo SAW (Soldagem por Arco Submerso), o uso do método de soldagem por arco vibratório pode prevenir a formação de cristais colunares.
Quais são as diferenças nos métodos de reforço e nos principais elementos de reforço entre o aço laminado a quente e o aço normalizado, e quais são as diferenças na soldabilidade entre eles? A quais problemas devemos prestar atenção na formulação do processo de soldagem?
Resposta: os métodos de reforço do aço laminado a quente são:
(1) Fortalecimento por Solução Sólida: Os principais elementos de fortalecimento neste processo são Mn e Si.
(2) Fortalecimento de grãos finos: Os principais elementos de fortalecimento neste processo são Nb e V.
(3) Fortalecimento da Precipitação: Os principais elementos de fortalecimento neste processo são Nb e V.
Modo de reforço do aço normalizado:
Soldabilidade: O aço laminado a quente contém um número limitado de elementos de liga e possui baixo equivalente de carbono, o que reduz a probabilidade de trincas a frio.
O aço normalizado contém uma maior quantidade de elementos de liga, o que aumenta sua temperabilidade e reduz a probabilidade de trincas a frio. Ele também tem um equivalente de baixo carbono.
No entanto, o aquecimento do aço laminado a quente acima de 1200 ℃ pode levar à formação de fragilização de grãos grossos, o que diminui significativamente sua tenacidade.
Por outro lado, sob as mesmas condições, o precipitado V na região de grão grosso do aço normalizado está principalmente num estado de solução sólida, levando a um enfraquecimento da sua capacidade de inibir o crescimento e refinar a microestrutura. Isto pode resultar no aparecimento de grãos grossos, bainita superior e MA, levando a uma diminuição na tenacidade e a um aumento na sensibilidade ao envelhecimento.
Ao planejar o processo de soldagem, a escolha do método de soldagem deve ser feita com base em fatores como estrutura do material, espessura da placa, desempenho de serviço exigido e condições de produção.
O aço temperado e revenido com baixo carbono e o aço temperado e revenido com médio carbono pertencem ao aço temperado e revenido. Os seus mecanismos de fragilização na zona afetada pelo calor da soldagem são os mesmos?
Por que a soldagem do aço de baixo carbono em seu estado temperado e revenido garante uma boa qualidade de soldagem, enquanto o aço de médio carbono no mesmo estado geralmente requer tratamento térmico pós-soldagem?
Responder: Aço temperado e revenido com baixo carbono: Quando submetido a ciclos repetidos de aumento de T8/5, o aço temperado e revenido com baixo carbono torna-se quebradiço devido ao engrossamento da austenita e à formação de bainita superior e constituintes MA.
Aço médio carbono temperado e revenido: Este tipo de aço possui alto teor de carbono e diversos elementos de liga, o que resulta em forte tendência de endurecimento, baixa temperatura de transformação martensítica e ausência de processo de auto-revenimento.
Como resultado, a soldagem na zona afetada pelo calor pode causar uma quantidade significativa de formação de estrutura M e potencial fragilidade.
Em contraste, o aço temperado e revenido com baixo teor de carbono normalmente se beneficia de um aporte térmico moderado a baixo durante a soldagem, enquanto os melhores resultados para o aço com médio carbono são alcançados através do uso de um aporte térmico elevado durante a soldagem e tratamento térmico imediato pós-soldagem.
Qual é a diferença entre as características de soldabilidade do aço resistente ao calor Pearlite e do aço temperado e revenido com baixo teor de carbono?
Qual é a diferença entre o princípio de seleção de materiais de soldagem para aço resistente ao calor Pearlite e aço resistente? por que?
Responder: Rachaduras a frio podem ocorrer tanto em aço resistente ao calor perlita quanto em aço temperado e revenido com baixo teor de carbono.
A zona afetada pelo calor e as fissuras de reaquecimento podem sofrer endurecimento e fragilização durante o tratamento térmico ou uso prolongado em altas temperaturas.
No entanto, em aços temperados e revenidos com baixo teor de carbono, podem ocorrer trincas a quente em aços com alto teor de níquel e com baixo teor de manganês. Além disso, a seleção inadequada de materiais pode causar rachaduras a quente no aço perlítico resistente ao calor.
Ao selecionar o aço perlítico resistente ao calor, é importante considerar não apenas a resistência do material, mas também os princípios de utilização da junta em altas temperaturas.
Também é crucial garantir que os materiais de soldagem estejam secos, pois o Aço Perlítico Resistente ao Calor é usado em altas temperaturas e deve atender a certos requisitos de resistência.
Soldagem de aço inoxidável e aço resistente ao calor
- Aço Inoxidável: Refere-se ao aço utilizado em ambientes atmosféricos e meios químicos agressivos.
- Aço resistente ao calor: Inclui aço resistente à oxidação e aço resistente a altas temperaturas. Aço resistente à oxidação refere-se ao aço que possui resistência à oxidação em altas temperaturas e tem baixos requisitos de resistência a altas temperaturas.
- Aço resistente a altas temperaturas: Refere-se ao aço que não apenas possui resistência à oxidação em altas temperaturas, mas também possui resistência a altas temperaturas.
- Resistência Térmica: Refere-se à capacidade de resistir à fratura (resistência a longo prazo) quando submetido a altas temperaturas durante um longo período de tempo ou à capacidade de resistir à deformação plástica (resistência à fluência) quando submetido a altas temperaturas durante um longo período de tempo.
Alguns conceitos:
Equivalente de cromo: A relação entre a composição e a estrutura do aço inoxidável é representada em um diagrama. Os elementos que formam a ferrita são transformados em uma soma de elementos de cromo (Cr), levando em consideração o seu nível de influência. Essa soma é chamada de Equivalente de Cromo, com coeficiente de 1 para o cromo.
Equivalente de níquel: No mesmo diagrama, os elementos que formam a austenita são transformados em uma soma de elementos de níquel (Ni), considerando o seu nível de influência. Essa soma é chamada de Equivalente de Níquel, com coeficiente de 1 para o níquel.
Fragilização a 4750°C: Esta forma de fragilização ocorre quando o aço inoxidável ferrítico com alto teor de cromo é aquecido por um período prolongado em temperaturas entre 400°C e 540°C. É chamada de fragilidade de 4750°C porque sua temperatura mais sensível é em torno de 475°C. A esta temperatura, a resistência e a dureza do aço aumentam, enquanto a sua plasticidade e tenacidade diminuem significativamente.
Modo de Solidificação: O processo de solidificação começa com a cristalização, seguida pela conclusão do processo com a fase γ ou δ.
Fissuração por corrosão sob tensão: Refere-se a fissuras que se formam num meio corrosivo fraco abaixo do ponto de escoamento do material, sob a acção combinada da tensão e do meio corrosivo.
Fragilização da Fase σ: A fase σ é uma fase composta intermetálica frágil, dura e não magnética com uma estrutura cristalina complexa e composicional.
Corrosão Intergranular: Isto se refere à corrosão seletiva perto dos limites dos grãos.
Mecanismo de deficiência de cromo: A solução sólida supersaturada de carbono se difunde para os limites de grão, formando carboneto de cromo (Cr23C16 ou (Fe, Cr)C6) com cromo próximo ao limite e precipitando no limite de grão. Como o carbono se difunde muito mais rápido que o cromo, é tarde demais para que o cromo seja complementado de dentro do cristal até perto do limite do grão, resultando em uma fração de massa de Cr na camada adjacente ao limite do grão que é inferior a 12%, o que é referida como “deficiência de cromo”.
