Soldabilidad de materiales metálicos.
- Soldabilidad de metales:
La soldabilidad del metal se refiere a la capacidad de materiales homogéneos o heterogéneos para formar una unión sólida y cumplir con los requisitos de rendimiento deseados durante el proceso de fabricación. Hay dos tipos de soldabilidad: soldabilidad de proceso y soldabilidad de servicio.
- Soldabilidad del proceso:
La soldabilidad del proceso es la capacidad de un metal o material para producir uniones soldadas densas, libres de defectos y de alta calidad que cumplen con los requisitos de rendimiento en condiciones específicas del proceso de soldadura.
- Soldabilidad:
La soldabilidad se refiere al grado en que la unión soldada y la estructura soldada en general cumplen con diversas propiedades, incluidas las propiedades mecánicas convencionales.
- Factores que influyen en la soldabilidad del metal:
Hay cuatro factores que pueden afectar la soldabilidad del metal: factor material, factor de diseño, factor de proceso y entorno de servicio.
- Principios de evaluación de soldabilidad:
Para evaluar la soldabilidad, se deben considerar los siguientes principios: (1) Evaluar la probabilidad de defectos del proceso en uniones soldadas para proporcionar una base para diseñar un proceso de soldadura adecuado. (2) Evaluar si la junta soldada cumple con los requisitos de desempeño estructural.
- Principios para métodos experimentales:
Los métodos experimentales deben cumplir los siguientes principios: comparabilidad, relevancia, reproducibilidad y economía.
- Métodos comunes de prueba de soldabilidad:
A. Método de prueba de grietas por soldadura con ranura en V oblicua: este método se utiliza principalmente para evaluar la sensibilidad de la zona afectada por el calor de la soldadura de acero al carbono y acero de baja aleación de alta resistencia al agrietamiento en frío.
B. Prueba de clavija
C. Método de prueba de grietas por soldadura a tope para placa de prensado
D. Método de prueba de grietas de restricción ajustable
I. Preguntas y respuestas:
1. ¿Cuál es el propósito del experimento y a qué ocasión se aplica?
Comprender las principales etapas del experimento y analizar los factores que impactan en la estabilidad de los resultados.
Responder:
El objetivo es evaluar la vulnerabilidad de la zona afectada térmicamente al soldar aceros al carbono y aceros de baja aleación con alta resistencia al agrietamiento en frío.
Al determinar la sensibilidad de la zona afectada por el calor al soldar acero al carbono y acero de baja aleación y la alta resistencia al agrietamiento en frío, los factores que influyen en la estabilidad de los resultados son la contención de la unión soldada, la temperatura de precalentamiento, la deformación angular y penetración incompleta.
Se acepta comúnmente que si la tasa de agrietamiento de la superficie en acero de baja aleación es inferior al 20%, se considera seguro para estructuras de soldadura en general.
2. ¿Cuáles son los principales factores que afectan la soldabilidad del proceso?
Respuesta: factores que influyen:
(1) Factores Materiales: Cubre el metal base y los materiales de soldadura utilizados, incluyendo varillas de soldadura para soldadura por arco con electrodo, alambres y fundentes para soldadura por arco sumergido, alambres para soldadura y gases de protección para soldadura con gas protegido, entre otros.
(2) Factores de diseño: El diseño de estructuras de juntas soldadas afectará el estado de tensión, afectando así la soldabilidad.
(3) Factores de proceso: incluso para el mismo metal base, diferentes métodos de soldadura y parámetros de proceso pueden tener un impacto significativo en la soldabilidad.
(4) Ambiente de servicio: El ambiente de servicio para una estructura soldada puede variar, como temperatura de trabajo, tipo de medio de trabajo y propiedades de carga, entre otros.
3. A veces, los materiales metálicos con buena soldabilidad de proceso pueden no tener una buena soldabilidad de uso.
Responder:
El uso y las propiedades de soldadura de los materiales metálicos se refieren a las diversas propiedades especificadas por los requisitos técnicos de la unión soldada o de la estructura soldada en general, incluidas las propiedades mecánicas convencionales o las propiedades en condiciones de trabajo específicas, como tenacidad a baja temperatura, tenacidad a la fractura, alta resistencia a la rotura. resistencia a la fluencia de temperatura, resistencia a largo plazo, rendimiento a la fatiga, resistencia a la corrosión y resistencia al desgaste.
La soldabilidad de un proceso se refiere a la capacidad de un metal o material para producir uniones soldadas funcionales, densas, libres de defectos y de alta calidad en condiciones específicas del proceso de soldadura.
Por ejemplo, el acero con bajo contenido de carbono tiene buena soldabilidad, pero su resistencia y dureza no son tan altas como las del acero con alto contenido de carbono.
4. ¿Por qué se puede utilizar la mayor dureza de la zona afectada por el calor para evaluar la sensibilidad al agrietamiento en frío de la soldadura de materiales de hierro y acero? ¿Cuál es el efecto de las condiciones del proceso de soldadura sobre la dureza máxima de la zona afectada por el calor?
Responder:
(1) Las grietas por frío normalmente ocurren en la zona afectada por el calor;
(2) La evaluación de la dureza de la unión es el factor más crucial para determinar la probabilidad de agrietamiento en frío, lo que lo convierte en un indicador útil.
Normalmente, la unión soldada incluye la zona afectada por el calor.
Cuanto mayor sea la diferencia entre el valor de dureza de la unión soldada y el metal base, menor será la tenacidad y las propiedades mecánicas generales de la unión, haciéndola más susceptible a fracturas frágiles y otros peligros.
Para minimizar esta diferencia y garantizar la confiabilidad de la unión soldada, se deben controlar cuidadosamente las condiciones del proceso de soldadura.
Aunque un aumento en el equivalente de carbono generalmente conduce a un aumento en el endurecimiento de la zona afectada por el calor, esta relación no siempre es lineal.
2. Soldadura de aleación de acero estructural.
1. Análisis de soldabilidad de aceros templados y revenidos con bajo contenido de carbono.
El acero templado y revenido con bajo contenido de carbono se utiliza principalmente como acero estructural soldado de alta resistencia con un límite de bajo contenido de carbono. La composición de la aleación está diseñada teniendo en cuenta los requisitos de soldabilidad. El contenido de carbono en el acero templado y revenido con bajo contenido de carbono es inferior al 0,18%, lo que da como resultado un mejor rendimiento de soldadura en comparación con el acero templado y revenido con medio carbono.
La martensita con bajo contenido de carbono en la zona afectada por el calor de la soldadura de este acero da como resultado una temperatura de transformación de martensita (MS) alta y martensita autotemplada, lo que lleva a una menor tendencia a la soldadura por fisura en frío en comparación con el acero templado y revenido con medio carbono. Se puede lograr una buena tenacidad cuando se obtienen estructuras finas de martensita con bajo contenido de carbono (ML) o bainita inferior (B) en la zona afectada por el calor.
La estructura mixta de ML y bainita transformada a baja temperatura (B) proporciona la mejor tenacidad, con distintas posiciones cristalinas entre los listones de bainita. El diámetro de grano efectivo es fino y tiene buena tenacidad y depende del ancho de la tira. La mezcla de ML y BL divide efectivamente los granos de austenita originales, promoviendo más posiciones de nucleación para ML y limitando su crecimiento. Los granos efectivos en la estructura mixta ML + B son los más pequeños.
El Ni es un elemento importante en el desarrollo del acero de baja temperatura y su adición puede mejorar las propiedades del acero a baja temperatura. Por ejemplo, el acero 1,5Ni debe tener un contenido de carbono reducido y límites estrictos en el contenido de S, P, N, H y O para evitar la fragilidad por envejecimiento y templar la fragilidad mientras se aumenta el Ni. Las condiciones de tratamiento térmico para este tipo de acero incluyen normalización, normalización + revenido y templado + revenido.
En el acero de baja temperatura, un control estricto del contenido de carbono y de impurezas como S y P reduce la probabilidad de grietas por licuefacción. Sin embargo, la fragilidad del templado aún puede ser una preocupación y es importante controlar la temperatura de templado y la velocidad de enfriamiento después de la soldadura.
Características del proceso de soldadura de acero a baja temperatura:
El objetivo principal en la soldadura de acero a baja temperatura es mantener la tenacidad a baja temperatura tanto de la soldadura como de la zona afectada por el calor para evitar grietas.
El acero 9Ni tiene una gran tenacidad a bajas temperaturas, pero cuando se suelda con materiales ferríticos similares al 9Ni, la tenacidad de la soldadura se reduce considerablemente.
Esto se puede atribuir a la microestructura de la soldadura fundida y al contenido de oxígeno en la soldadura.
Sin embargo, los materiales de soldadura ferríticos 11Ni, que son similares al acero 9Ni, pueden lograr una buena tenacidad a bajas temperaturas mediante la soldadura TIG. Esto se debe a que la soldadura TIG reduce el contenido de oxígeno en el metal de soldadura a menos del 0,05% del metal base.
2. Análisis de soldabilidad de aceros de medio carbono templados y revenidos.
Las grietas en caliente en soldaduras de acero templado y revenido con carbono a menudo son causadas por un alto contenido de carbono y aleaciones, lo que resulta en una gran separación líquido-sólido y una severa segregación. Estos factores aumentan la probabilidad de que se produzcan grietas en caliente.
Las grietas en frío en aceros de medio carbono templados y revenidos son causadas por el alto contenido de carbono y la abundancia de elementos de aleación, lo que resulta en una tendencia al endurecimiento. Además, el bajo punto de fusión del acero da como resultado la formación de martensita a bajas temperaturas, que no tiene la capacidad de autotemperarse y aumenta la probabilidad de agrietamiento en frío.
El recalentamiento de las grietas en la zona afectada por el calor puede provocar cambios en el rendimiento.
Fragilidad en la zona sobrecalentada.
(1) El acero templado y revenido con medio carbono tiene un alto contenido de carbono, varios elementos de aleación y una fuerte templabilidad, lo que lo hace susceptible a la producción de martensita dura y quebradiza con un alto contenido de carbono en la zona de soldadura sobrecalentada. Cuanto más rápida sea la velocidad de enfriamiento, mayor será la formación de martensita con alto contenido de carbono y más pronunciada será la tendencia a la fragilización.
(2) A pesar de la alta energía lineal, puede resultar complicado evitar la formación de martensita con alto contenido de carbono, lo que da como resultado un material más grueso y quebradizo.
(3) Para mejorar el rendimiento de la zona sobrecalentada, normalmente se emplean medidas como baja potencia lineal, precalentamiento, enfriamiento lento y poscalentamiento.
Ablandamiento de la zona afectada por el calor.
Cuando no sea posible un tratamiento de temple y revenido después de la soldadura, es necesario tener en cuenta el reblandecimiento de la zona afectada por el calor. Cuanto más fuerte sea el tipo de acero templado y revenido, más grave será el problema del reblandecimiento. La longitud y el ancho de la zona de reblandecimiento están estrechamente relacionados con la energía lineal y el método utilizado en la soldadura.
3. Características del proceso de soldadura de aceros de medio carbono templados y revenidos.
(1) En el craqueo en caliente por soldadura, el contenido de carbono y elementos de aleación del acero templado y revenido al carbono es alto, lo que produce una gran brecha líquido-sólido, una segregación severa y una alta tendencia al craqueo en caliente.
(2) El craqueo en frío en aceros de medio carbono templados y revenidos es causado por su alto contenido de carbono y mayor presencia de elementos de aleación, lo que resulta en una evidente tendencia al endurecimiento.
(3) El bajo punto de fusión da como resultado la formación de martensita a bajas temperaturas que generalmente no tiene la capacidad de autotemperarse, lo que lleva a una alta tendencia al agrietamiento en frío.
(4) Cambios de desempeño en la zona afectada por el calor.
Fragilidad en la zona sobrecalentada.
(1) El acero templado y revenido con medio carbono es propenso a producir martensita dura y quebradiza con un alto contenido de carbono en la zona de soldadura sobrecalentada debido a su alto contenido de carbono, numerosos elementos de aleación y una templabilidad significativa. Cuanto más rápida sea la velocidad de enfriamiento, más martensita con alto contenido de carbono se formará y más severa será la tendencia a la fragilización.
(2) A pesar de tener una alta energía lineal, es un desafío evitar la formación de martensita con alto contenido de carbono, lo que hará que el material sea más grueso y quebradizo.
(3) Para mejorar el rendimiento de la zona sobrecalentada, generalmente se emplean medidas como baja potencia lineal, precalentamiento, enfriamiento lento y poscalentamiento.
Ablandamiento de la zona afectada por el calor.
Cuando se completa la soldadura y no se puede realizar el tratamiento de temple y revenido, es necesario tener en cuenta el reblandecimiento de la zona afectada por el calor (ZAT).
Cuanto más aumenta el grado de resistencia del acero templado y revenido, más pronunciado se vuelve el problema del reblandecimiento.
La extensión y la amplitud del ablandamiento están estrechamente relacionadas con la energía de la línea de soldadura y el método de soldadura utilizado.
El método de soldadura que utiliza una fuente de calor más concentrada es más ventajoso para reducir el ablandamiento.
4. Características del proceso de soldadura de aceros de medio carbono templados y revenidos.
(1) El acero templado y revenido con medio carbono normalmente se suelda en su estado recocido. Una vez finalizado el proceso de soldadura, se pueden lograr uniones soldadas uniformes con propiedades deseables mediante un tratamiento general de enfriamiento y revenido.
(2) Cuando la soldadura se realiza después del enfriamiento y revenido, a menudo resulta difícil abordar la degradación del rendimiento de la zona afectada por el calor.
(3) El estado previo a la soldadura determina la naturaleza de los problemas y los pasos necesarios a seguir en el proceso.
Se analizan las características de soldabilidad del acero Q345 y se proporcionan los materiales de soldadura correspondientes y los requisitos del proceso de soldadura.
Respuesta: El acero Q345 es un tipo de acero laminado en caliente con un contenido de carbono inferior al 0,4% y una excelente soldabilidad.
Generalmente, no es necesario el precalentamiento ni el control preciso del aporte de calor de soldadura. Sin embargo, es importante considerar los efectos potenciales sobre el material.
En cuanto a las propiedades frágiles y duras, cuando el acero Q345 se enfría continuamente, la transformación de perlita se desplaza hacia la derecha, lo que da como resultado la precipitación de ferrita bajo un enfriamiento rápido, dejando que la austenita rica en carbono se transforme en perlita demasiado tarde. Esta transformación en bainita y martensita con alto contenido de carbono produce un efecto de endurecimiento. Sin embargo, debido a su bajo contenido de carbono y alto contenido de manganeso, el acero Q345 tiene buena resistencia al agrietamiento en caliente.
Al agregar V y Nb al acero Q345, se puede eliminar el agrietamiento por tensión en la junta soldada mediante el fortalecimiento por precipitación.
Es importante tener en cuenta que la fragilización de los granos gruesos puede ocurrir en la zona sobrecalentada de la zona afectada por el calor cuando se calienta por encima de 1200 ℃, lo que resulta en una reducción significativa de la tenacidad. Sin embargo, el recocido del acero Q345 a 600 ℃ durante 1 hora mejora en gran medida su tenacidad y reduce la tendencia a la fragilidad por deformación térmica.
Para la selección del material de soldadura se recomiendan las siguientes opciones:
- Electrodo de soldadura a tope: serie E5
- Electrodo de soldadura por arco: serie E5
- Soldadura por arco sumergido: fundente SJ501, alambre de soldadura H08A/H08MnA
- Soldadura por electroescoria: HJ431, fundente HJ360, alambre de soldadura H08MnMoA
- Soldadura con protección de gas CO2: serie H08 y serie YJ5
Se recomienda precalentar el material a una temperatura de 100 a 150 ℃. Para el tratamiento térmico posterior a la soldadura, la soldadura por arco generalmente no lo requiere o puede templarse entre 600 y 650 ℃. La soldadura por electroescoria, por otro lado, requiere normalización entre 900 y 930 ℃ y revenido entre 600 y 650 ℃.
¿Cuál es la diferencia en soldabilidad entre Q345 y Q390? ¿El proceso de soldadura Q345 es aplicable a la soldadura Q390 y por qué?
Respuesta: Q345 y Q390 son aceros laminados en caliente con una composición química similar.
La única diferencia entre Q345 y Q390 está en el contenido de Mn, siendo Q390 el que tiene una concentración más alta. Como resultado, el Q390 tiene un equivalente de carbono más alto en comparación con el Q345.
Esto da como resultado una mayor templabilidad y una mayor probabilidad de agrietamiento en frío en Q390 en comparación con Q345. Sin embargo, su soldabilidad sigue siendo similar.
Cabe señalar que el proceso de soldadura utilizado para Q345 puede no ser adecuado para Q390 debido a su mayor equivalente de carbono y mayor aporte de calor, lo que podría provocar sobrecalentamiento y una fragilización severa en el área de la junta si el aporte de calor es demasiado fuerte o frío. . Comportamiento de agrietamiento y quebradizo si el aporte de calor es demasiado bajo.
¿Cuál es el principio de selección de los materiales de soldadura al soldar acero de baja aleación y de alta resistencia? ¿Cuál es el efecto del tratamiento térmico posterior a la soldadura en los materiales de soldadura?
Respuesta: El principio de selección debe tener en cuenta el impacto de la microestructura de la soldadura y la zona afectada por el calor sobre la resistencia y tenacidad de la unión soldada.
Dado que generalmente no se realiza un tratamiento térmico posterior a la soldadura, es crucial que el metal de soldadura tenga propiedades mecánicas similares a las del metal base en su estado soldado.
Para acero templado y revenido con contenido medio de carbono, la elección de los materiales de soldadura debe basarse en las condiciones de tensión de la soldadura, sus requisitos de rendimiento y cualquier tratamiento térmico planificado posterior a la soldadura.
Para los componentes que se someterán a tratamiento después de la soldadura, la composición química del metal de soldadura debe ser comparable a la del metal base.
Analizar posibles problemas al soldar aceros templados y revenidos con bajo contenido de carbono.
Esta publicación proporciona una breve descripción general de los aspectos clave de la soldadura de acero templado y revenido con bajo contenido de carbono.
¿Cuál es el rango recomendado para controlar el aporte de calor de soldadura de aceros templados y revenidos típicos con bajo contenido de carbono, como 14MnMoNiB, HQ70 y HQ80?
Cuando es necesario el precalentamiento, ¿por qué existen requisitos de temperatura mínima y cómo se puede determinar la temperatura máxima de precalentamiento?
Respuesta: La fragilidad puede ocurrir fácilmente durante el proceso de soldadura. Los ciclos térmicos durante la soldadura pueden reducir la resistencia y dureza de la zona afectada por el calor.
Características del proceso de soldadura: Normalmente, no se requiere tratamiento térmico posterior a la soldadura. Se utiliza un proceso multicapa y se emplea un cordón de soldadura estrecho en lugar de la técnica de transporte transversal de tira oscilante.
El aporte de calor de soldadura para acero templado y revenido típico con bajo contenido de carbono debe controlarse para que sea inferior al 0,18% WC y no debe acelerarse la velocidad de enfriamiento. Cuando el WC es superior al 0,18%, se puede aumentar la velocidad de enfriamiento para reducir el aporte de calor.
El aporte de calor de soldadura debe mantenerse por debajo de 481 kJ/cm. Si se alcanza el aporte de calor de soldadura máximo permitido y no se pueden evitar las grietas, se deben tomar medidas de precalentamiento.
Si la temperatura de precalentamiento es demasiado alta, no evitará que se produzcan grietas por frío. Por otro lado, si la velocidad de enfriamiento entre 800 y 500°C es más lenta que la velocidad de enfriamiento crítica de estructuras compuestas frágiles, la tenacidad de la zona afectada por el calor disminuirá.
Por tanto, es importante evitar aumentos innecesarios de la temperatura de precalentamiento, incluso a temperatura ambiente. Como resultado, existe una temperatura mínima de precalentamiento.
El aporte de calor máximo permitido para soldar acero debe determinarse mediante experimentos y luego, en función de la tendencia al agrietamiento en frío con el aporte de calor máximo, se debe decidir si se requiere precalentar y precalentar la temperatura, incluida la temperatura máxima de precalentamiento.
¿Cuál es la diferencia en el proceso de soldadura entre aceros al carbono templados y revenidos templados y revenidos y recocidos de la misma marca? ¿Por qué los aceros templados y revenidos con medio carbono generalmente no se sueldan en estado recocido?
Al soldar en estado templado y revenido, es fundamental seguir los procedimientos adecuados para evitar el agrietamiento retardado y eliminar la estructura endurecida en la zona afectada por el calor. Esto incluye precalentar, mantener el control de las temperaturas entre pasadas, realizar un tratamiento térmico intermedio y templar oportunamente después de la soldadura.
Para minimizar el ablandamiento del efecto térmico, se recomienda adoptar un método con alta densidad de energía y concentración de calor, y utilizar el menor aporte de calor de soldadura posible.
Para soldar en estado recocido, se pueden emplear métodos de soldadura comunes.
Al seleccionar materiales, es importante garantizar la coherencia en las especificaciones del tratamiento de templado y revenido del metal de soldadura y el metal base, así como la coherencia en su aleación principal.
En el caso del templado y revenido, una temperatura de precalentamiento y una temperatura de capa intermedia altas pueden ayudar a prevenir el agrietamiento antes del tratamiento.
Debido a la alta templabilidad y templabilidad del acero templado y revenido con medio carbono, una soldadura inadecuada en el estado recocido puede provocar un agrietamiento retardado.
Por lo general, se requiere un proceso de soldadura complejo, y los procesos auxiliares, como el precalentamiento, el poscalentamiento, el templado y el tratamiento térmico posterior a la soldadura, pueden ayudar a garantizar el rendimiento y la longevidad de la unión.
¿Existe alguna diferencia en el proceso de soldadura y la selección del material cuando se utiliza acero a baja temperatura a –40 ℃ y a temperatura normal? ¿Por qué?
Respuesta: Para evitar la fragilización a baja temperatura y el agrietamiento térmico en uniones soldadas de acero a baja temperatura, es importante minimizar la presencia de elementos impuros en los materiales.
Para controlar la composición y estructura de la soldadura, es importante seleccionar materiales de soldadura apropiados que formen ferrita acicular fina y una pequeña cantidad de aleación de carburo, asegurando así ciertos requisitos de AK a bajas temperaturas.
Cuando se utiliza SMAW (soldadura por arco metálico blindado) en soldadura a baja temperatura, el uso de soldadura de energía lineal pequeña puede evitar el sobrecalentamiento de la zona afectada por el calor y reducir la formación de M y WF (fractura de soldadura) gruesas. Para reducir aún más el sobrecalentamiento del cordón de soldadura, se puede aplicar soldadura rápida de múltiples pasadas.
Para el proceso SAW (soldadura por arco sumergido), el uso del método de soldadura por arco vibratorio puede evitar la formación de cristales columnares.
¿Cuáles son las diferencias en los métodos de refuerzo y los principales elementos de refuerzo entre el acero laminado en caliente y el acero estándar, y cuáles son las diferencias en soldabilidad entre ellos? ¿A qué problemas debemos prestar atención en la formulación del proceso de soldadura?
Respuesta: Los métodos de refuerzo de acero laminado en caliente son:
(1) Fortalecimiento de solución sólida: los principales elementos de fortalecimiento en este proceso son Mn y Si.
(2) Fortalecimiento de grano fino: los principales elementos de fortalecimiento en este proceso son Nb y V.
(3) Fortalecimiento de la precipitación: los principales elementos de fortalecimiento en este proceso son Nb y V.
Modo de refuerzo de acero estandarizado:
Soldabilidad: el acero laminado en caliente contiene una cantidad limitada de elementos de aleación y tiene un equivalente bajo en carbono, lo que reduce la probabilidad de agrietamiento en frío.
El acero estandarizado contiene una mayor cantidad de elementos de aleación, lo que aumenta su templabilidad y reduce la probabilidad de agrietamiento en frío. También tiene un equivalente bajo en carbono.
Sin embargo, calentar el acero laminado en caliente por encima de 1200 ℃ puede provocar la formación de fragilidad de grano grueso, lo que disminuye significativamente su tenacidad.
Por otro lado, en las mismas condiciones, el precipitado V en la región de grano grueso del acero estándar se encuentra principalmente en un estado de solución sólida, lo que lleva a un debilitamiento de su capacidad para inhibir el crecimiento y refinar la microestructura. Esto puede provocar la aparición de granos gruesos, mayor bainita y MA, lo que provoca una disminución de la tenacidad y un aumento de la sensibilidad al envejecimiento.
Al planificar el proceso de soldadura, la elección del método de soldadura debe basarse en factores como la estructura del material, el espesor de la placa, el rendimiento del servicio requerido y las condiciones de producción.
El acero templado y revenido con bajo contenido de carbono y el acero templado y revenido con medio carbono pertenecen al acero templado y revenido. ¿Son iguales sus mecanismos de debilitamiento en la zona afectada por el calor de la soldadura?
¿Por qué soldar acero con bajo contenido de carbono en su estado templado y revenido garantiza una buena calidad de soldadura, mientras que el acero con medio carbono en el mismo estado generalmente requiere un tratamiento térmico posterior a la soldadura?
Respuesta: Acero templado y revenido con bajo contenido de carbono: cuando se somete a ciclos repetidos de aumento de T8/5, el acero templado y revenido con bajo contenido de carbono se vuelve quebradizo debido al espesamiento de la austenita y la formación de componentes superiores de bainita y MA.
Acero templado y revenido de medio carbono: Este tipo de acero tiene un alto contenido de carbono y varios elementos de aleación, lo que resulta en una fuerte tendencia al endurecimiento, baja temperatura de transformación martensítica y ausencia de un proceso de autotemplado.
Como resultado, la soldadura en la zona afectada por el calor puede provocar una cantidad significativa de formación de estructura M y posible fragilidad.
Por el contrario, el acero templado y revenido con bajo contenido de carbono generalmente se beneficia de un aporte de calor de moderado a bajo durante la soldadura, mientras que los mejores resultados para el acero con contenido medio de carbono se logran mediante el uso de un aporte de calor alto durante la soldadura y un tratamiento térmico inmediato después de la soldadura.
¿Cuál es la diferencia entre las características de soldabilidad del acero perlita resistente al calor y el acero templado y revenido con bajo contenido de carbono?
¿Cuál es la diferencia entre el principio de selección de materiales de soldadura para acero perlita resistente al calor y acero resistivo? ¿por qué?
Respuesta: El agrietamiento en frío puede ocurrir tanto en el acero perlita resistente al calor como en el acero templado y revenido con bajo contenido de carbono.
La zona afectada por el calor y las grietas por recalentamiento pueden experimentar endurecimiento y fragilización durante el tratamiento térmico o el uso prolongado a altas temperaturas.
Sin embargo, en aceros templados y revenidos con bajo contenido de carbono, puede ocurrir agrietamiento en caliente en aceros con alto contenido de níquel y bajo contenido de manganeso. Además, una selección inadecuada del material puede provocar que el acero perlítico resistente al calor se agriete cuando está caliente.
Al seleccionar acero perlítico resistente al calor, es importante considerar no solo la resistencia del material, sino también los principios de uso de la junta a altas temperaturas.
También es fundamental garantizar que los materiales de soldadura estén secos, ya que el acero perlítico resistente al calor se utiliza a altas temperaturas y debe cumplir ciertos requisitos de resistencia.
Soldadura de acero inoxidable y acero resistente al calor.
- Acero Inoxidable: Se refiere al acero utilizado en ambientes atmosféricos y medios químicos agresivos.
- Acero resistente al calor: Incluye acero resistente a la oxidación y acero resistente a altas temperaturas. El acero resistente a la oxidación se refiere al acero que tiene resistencia a la oxidación a altas temperaturas y tiene requisitos bajos de resistencia a altas temperaturas.
- Acero resistente a altas temperaturas: se refiere al acero que no solo tiene resistencia a la oxidación a altas temperaturas, sino que también tiene resistencia 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 tiempo.
Algunos conceptos:
Equivalente de cromo: La relación entre la composición y estructura del acero inoxidable se representa en un diagrama. Los elementos que forman la ferrita se transforman en una suma de elementos de cromo (Cr), teniendo en cuenta su nivel de influencia. Esta suma se llama Cromo Equivalente, con un coeficiente de 1 para el cromo.
Equivalente de níquel: En el mismo diagrama, los elementos que forman la austenita se transforman en una suma de elementos de níquel (Ni), considerando su nivel de influencia. Esta suma se llama Níquel Equivalente, con un coeficiente de 1 para el níquel.
Fragilización a 4750°C: Esta forma de fragilización ocurre cuando acero inoxidable ferrítico con un alto contenido de cromo se calienta durante un período prolongado a temperaturas entre 400°C y 540°C. Se llama fragilidad de 4750°C porque su temperatura más sensible es de alrededor de 475°C. A esta temperatura, la resistencia y dureza del acero aumentan, mientras que su plasticidad y tenacidad disminuyen significativamente.
Modo de solidificación: El proceso de solidificación comienza con la cristalización, seguida de la finalización del proceso con la fase γ o δ.
Fisuración por corrosión bajo tensión: Se refiere a grietas que se forman en un medio corrosivo débil por debajo del límite elástico del material, bajo la acción combinada de la tensión y el medio corrosivo.
Fragilización de la fase σ: La fase σ es una fase compuesta intermetálica no magnética, dura y quebradiza con una estructura cristalina de composición compleja.
Corrosión intergranular: se refiere a la corrosión selectiva cerca de los límites de los granos.
Mecanismo de deficiencia de cromo: la solución de carbono sólido sobresaturada se difunde hacia los límites de los granos, formando carburo de cromo (Cr23C16 o (Fe, Cr)C6) con cromo cerca del límite y precipitando en el límite de los granos. Debido a que el carbono se difunde mucho más rápido que el cromo, es demasiado tarde para complementar el cromo desde el interior del cristal hasta cerca del límite del grano, lo que da como resultado una fracción de masa de Cr en la capa adyacente al límite del grano que es inferior al 12%. lo que se conoce como "deficiencia de cromo".
