Echivalentul de carbon (Ceq) este cel mai important parametru pentru evaluarea sudabilității Q390B și a riscului său de fisurare la rece.
1. Gama de echivalent carbon (Ceq) pentru Q390B
Ceq pentru Q390B nu este o valoare unică fixă, ci o limită maximă admisă definită, stabilită de standard. Gama sa tipică/reală în oțelul produs comercial este derivată din limitele sale de compoziție chimică din GB/T 1591-2018.
Unii producători pot viza nivelul inferior (~0,44-0,46%) pentru a îmbunătăți sudabilitatea, în timp ce alții împing spre limită pentru a se asigura că obiectivele de rezistență sunt îndeplinite cu o aliaje mai puțin costisitoare.
Punct cheie:La achiziționarea Q390B, valoarea reală a Ceq trebuie să fie menționată pe certificatul de testare a fabricii. Nu vă bazați pe intervalul tipic; utilizați valoarea furnizată pentru calculele procedurii de sudare.
2. Cum afectează Ceq susceptibilitatea la crăparea la rece
Fisurarea la rece (numită și fisurare indusă de hidrogen-sau fisurare întârziată) este un risc major atunci când sudăm oțeluri de înaltă-rezistență, slab-aliate precum Q390B. Ceq este un predictor direct al acestui risc prin următorul mecanism:
Legătura: Ceq → Hardenability → Microstructure → Susceptibility
Ceq ridicat → Întăribilitate ridicată:
Formula Ceq aproximează capacitatea oțelului de a forma faze dure la răcirea rapidă. Fiecare element din formulă contribuie la deplasarea diagramei de transformare a timpului-Temperatura- (TTT) spre dreapta, ceea ce înseamnă că martensita se formează chiar și la viteze de răcire mai lente.
Răcire rapidă → Formarea martensitei dure:
În timpul sudării, zona afectată de căldură-(HAZ) este încălzită la temperaturi ridicate și apoi răcită rapid de metalul de bază rece din jur. Dacă Ceq este mare, HAZ se va transforma în martensită tare, fragilă, mai degrabă decât ferită/perlită mai moale.
Martensite + Hidrogen + Stres=Cracare la rece:
Acesta este modelul clasic „cu trei-factori” pentru fisurarea la rece:
Microstructură sensibilă (martensită):Furnizat de înaltul Ceq. Martensita are o duritate scăzută și este foarte predispusă la crăpare.
Hidrogen (H):Introdus din umiditate în fluxul de sudare, gazul de protecție sau contaminanții de suprafață a plăcilor.
Tensiune la tracțiune:Inevitabil din contracția termică și reținerea articulațiilor.
Atomii de hidrogen difuzează și se acumulează în HAZ martensitic stresat. Când se ajunge la o combinație critică, o fisură fragilă se propagă, adesea la câteva ore sau zile după sudare (crăpare „întârziată”).
Implicații practice pentru sudarea Q390B
Deoarece Ceq-ul Q390B (0,44-0,49%) este semnificativ mai mare decât cel al oțelului moale (de exemplu, ~0,35% pentru Q235) și moderat mai mare decât Q355B, procedurile stricte de sudare nu sunt negociabile.
| Gama Ceq (IIW). | Implicația procedurii de sudare pentru Q390B |
|---|---|
| ~0.44 - 0.46% | Moderate Risk. Preheating is mandatory for most thicknesses (>10-15 mm). Este necesar un control strict al surselor de hidrogen. |
| ~0.47 - 0.49% | Risc ridicat. Sunt necesare temperaturi mai ridicate de preîncălzire/interpass. Poate necesita utilizarea electrozilor cu hidrogen ultra-(<5ml/100g deposited metal). Post-weld heat treatment (PWHT) may be necessary for thick, highly restrained joints. |
Măsuri de atenuare necesare:
Preîncălzire și control al temperaturii între treceri:Acesta este controlul principal. Preîncălzirea încetinește viteza de răcire, permițând HAZ să se transforme în microstructuri mai moi și mai ductile (de exemplu, bainită) în loc de martensită. Temperatura de preîncălzire necesară (de exemplu, 80 de grade - 150 grade) este determinată direct deCeq real și grosimea plăcii.
Practică ultra-hidrogen scăzută:
Utilizați consumabile de sudură clasificate cu conținut scăzut de -hidrogen (H4) sau foarte scăzut-hidrogen (H5, H10).
Coaceți electrozii strict conform specificațiilor producătorului.
Păstrați piesele de prelucrat perfect uscate (fără umiditate, gheață, rugină).
Intrare optimă de căldură:Menține aportul de căldură într-un interval calificat. Prea scăzut favorizează răcirea rapidă și martensita. Prea mare poate îngrozi excesiv boabele HAZ, reducând duritatea.
Tratament termic post-sudare (PWHT): For thick sections (often >30-40 mm) sau îmbinări foarte reținute, o coacere de reducere a stresului (de exemplu, 550-600 de grade) este utilizată pentru a tempera martensita, a difuza hidrogenul și a ameliora tensiunile.
Calificarea procedurii de sudare (WPQR):Un test de calificare a procedurii trebuie să includă traversări de duritate prin ZAZ pentru a verifica că nu depășește limitele de siguranță (de obicei 350 HV10) și că nu sunt prezente fisuri.
Rezumat
Echivalentul de carbon (Ceq) al Q390B, de obicei 0,44-0,49%, este o măsură cantitativă directă a tendinței sale de a forma martensită dură, sensibilă la fisuri-în zona ZAZ de sudură. Acest Ceq crescut în comparație cu clasele de rezistență mai scăzute-și crește în mod fundamental susceptibilitatea la fisurarea la rece. În consecință, sudarea Q390B necesită o procedură riguros controlată, cu conținut scăzut de-hidrogen, cu preîncălzire obligatorie, cu parametri adaptați la valoarea specifică Ceq și grosimea. Ignorarea acestei relații este cea mai frecventă cauză a defecțiunilor catastrofale de sudură în structurile din oțel de înaltă rezistență.