Feb 182013
 
In cele ce urmeaza se vor analiza modificarile de structura si de proprietati la urmatoarele grupe reprezentative de oteluri:
-  oteluri aliate imbinate prin sudare dupa tratament termic secundar;
-  oteluri aliate tratate termic dupa operatia de sudare;
-  oteluri slab aliate rezistente la cald si la coroziune.
Comportarea la sudare a acestor oteluri este total diferita de a otelurilor nealiate cu continut redus in carbon, motiv pentru care sunt necesare precautii speciale.

Otelurile slab aliate aflate in stare laminata si normalizata (OCS44. OCS52, 14CrMo4) au un continut in carbon sub 0,25% si o limita de curgere de 310…480 N/mm2. La otelurile microaliate cu V, Ti, Mo, Nb, concentratia maxima in carbon nu depaseste 0,20%.

Oteluri aliate imbinate prin sudare dupa tratamentul termic secundar

Aceste oteluri se caracterizeaza prin valori inalte ale rezistentei mecanice, o remarcabila tenacitate si o buna comportare la sudare. Continutul redus in carbon al acestor aliaje (0,10-0,25%) este impus pe urmatoarele doua considerente:
minimizarea duritatii martensitei;
Ridicarea temperaturii Ms astfel incat martensita formata sa poata fi revenita automat in cursul racirii. Datorita formarii unei structuri martensitice autorevenite cu continut redus in carbon, se pot obtine atat caracteristici ridicate de rezistenta mecanica cat si o buna tenacitate. Calibilitatea acestor aliaje este asigurata de existenta elementelor de aliere ca: Mn, Cr, Ni si Mo. De asemenea, prezenta Ni mareste semnificativ tenacitatea si coboara temperatura de tranzitie ductil-fragil. Evidentierea transformarilor fazice si structurale intervenite la sudarea acestor aliaje (calite si revenite inainte de sudare) se va face pe otelul OCS90. Curbele de transformare la racire continua din domeniul austenitic sunt redate in figura alaturata.

Daca viteza de racire la sudare este prea mica, de exemplu, intre curba “p” si aria hasurata indicate pe figura, se va forma o cantitate importanta de ferita.

Acest lucru poate fi daunator deoarece faza feritica tinde sa elibereze atomii de carbon si astfel, in zonele adiacente, se va forma o austenita cu continut ridicat in carbon. In timpul racirii austenita bogata in carbon se va putea transforma in martensita si bainita rezultand un ZIT fragil. Din aceste motive se impune limitarea energiei liniare si a temperaturii de preincalzire la sudarea acestor oteluri. Pe de alta parte, daca viteza de racire la sudare este prea mare (situata la stanga curbei “z”), timpul disponibil pentru autorevenirea martensitei este insuficient, promovandu-se fisurarea la rece in prezenta hidrogenului. Aria hasurata din figura de mai sus, marcheaza regiunea vitezelor optime de racire la sudarea otelului OCS90.
Se mai face observatia ca pentru un material dat, temperatura necesara de preincalzire va creste cu grosimea acestuia. Explicatia se bazeaza pe marirea vitezei de racire odata cu cresterea grosimii piesei in conditiile mentinerii constante a energiei liniare.
Prescriptiile legate de limitarea energiei liniare si de o preincalzire corespunzatoare au condus la aplicarea sudarii in mai multe treceri pentru grosimi mari din otelurile de inalta rezistenta aflate in stare calita-revenita.
Comparativ cu grupa de materiale analizate anterior, aceste oteluri au un continut mai ridicat in carbon (de regula 0,30-0,50%) si deci caracteristici mai ridicate de rezistenta mecanica si mai scazute de tenacitate.
In mod obisnuit, inainte de sudare, ele se supun unui tratament termic de recoacere sau unei normalizari. Dupa sudare este necesara aplicarea unui tratament termic pentru intreaga structura sudata in vederea obtinerii unei combinatii optime a proprietatilor mecanice.
Pentru ca metalul depus sa raspunda favorabil la tratamentul termic postsudare, compozitia chimica a materialului de adaos trebuie sa fie similara cu cea a materialului de baza.
Intrucat structura martensitica cu continut ridicat in carbon este dura si fragila, pentru evitarea fenomenelor de fisurare este necesara utilizarea unor electrozi cu continut redus de hidrogen si aplicarea unei preincalziri corespunzatoare. O modalitate de estimare a temperaturii necesare de preincalzire se bazeaza pe determinarea continutului de carbon echivalent. Acesta este utilizat si pentru aprecierea sensibilitatii catre fisurare la rece a imbinarii sudate. La otelurile C-Mn relatia de calcul a carbonului echivalent este:

rel

Temperaturile de preincalzire recomandate
Metoda clasica de preincalzire

pana la 0,45%C    optionala (<100°C)
de la 0,45%C pana la 0,60%C    100°C … 250°C
peste 0,60%C    250°C … 350°C

Pe langa utilizarea preincalzirii, imbinarile sudate din aceasta categorie de oteluri, inainte de a fi racite la temperatura ambianta sunt supuse recoacerii pentru detensionare. In cursul acestui tratament termic martensita sufera un proces de revenire si astfel, imbinarea sudata poate fi racita la temperatura camerei fara a mai exista pericol de fisurare. Ulterior, se va realiza tratamentul termic capabil sa asigure rezistenta si tenacitatea dorita.
Daca tratamentul de recoacere pentru detensionare nu poate fi efectuat imediat dupa sudare, se recomanda intreruperea racirii, respectiv o mentinere izoterma la circa (380-400)°C timp de 1h sau mai putin; in acest fel austenita remanenta se poate transforma in bainita, care este mai ductila decat martensita.

In continuare tratamentul termic final permite optimizarea microstructurii si a proprietatilor.

 
Protected by Copyscape Duplicate Content Check

 Leave a Reply

(required)

(required)

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>