Palabras clave: acero de grano ultrafino: soldadura: crecimiento del grano: tejido grueso
Número de clasificación de la Biblioteca de China: TG401 Código de identificación del documento: A Número de documento: 0253-360 x(2001 )06-01-03.
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En el importante proyecto de investigación básica de planificación nacional "Investigación básica importante sobre materiales de acero de nueva generación", la resistencia y tenacidad del acero se duplicarán mediante el refinamiento del grano. Para los aceros de grano ultrafino, los problemas más importantes serán el deterioro del rendimiento causado por el engrosamiento del grano en la zona afectada por el calor y el ablandamiento de la zona afectada por el calor causado por una entrada inadecuada de calor de soldadura. Es necesario estudiar el impacto del ciclo térmico de soldadura en la estructura y propiedades del metal base y estudiar nuevos procesos y tecnologías de soldadura adecuados para acero de grano ultrafino.
En su plan "Super Steel", Japón considera la tecnología de soldadura del súper acero como uno de los tres principales temas de investigación y coloca la soldadura en una posición extremadamente importante en proyectos de alta resistencia a nivel de 800 MPa. Corea del Sur también concede gran importancia a la soldadura de acero de grano ultrafino en acero estructural de alto rendimiento en el nuevo siglo [3]. Para que la unión soldada tenga un rendimiento del metal base (resistencia y tenacidad) superior al 90%, se ha realizado un trabajo integral desde tres aspectos: proceso de soldadura, materiales de soldadura y tecnología de soldadura.
Este artículo estudia preliminarmente las reglas de crecimiento de grano del acero de grano ultrafino en la zona afectada por el calor de la soldadura, estudia la adaptabilidad de la soldadura MAG por pulsos y láser al acero de grano ultrafino y el uso de materiales especiales. soldadura Un estudio exploratorio de tecnologías de procesamiento para mejorar el rendimiento de las juntas soldadas.
1 Acero de grano ultrafino para pruebas y su investigación experimental
El material de prueba es una placa de acero laminada en caliente SS400 laminada por el grupo de investigación de grado 400MPa de Baosteel. El objetivo de la investigación de este material es duplicar el límite elástico mediante el refinamiento del grano. El espesor de la placa es de 3 mm. Su composición química y propiedades mecánicas se muestran en las Tablas 1 y 2. El tamaño de ferrita original del material es de 6 ~ 8 μm.
Se estudió la ley de crecimiento de grano en la zona afectada por el calor de soldadura mediante pruebas de simulación de calor de soldadura, y la adaptabilidad de la soldadura MAG por pulsos del acero de grano ultrafino de 400MPa, la microestructura de la zona afectada por el calor y Se estudió la mecánica de la unión soldada. Se estudió el rendimiento.
La tendencia de crecimiento del grano, la estructura y las propiedades de la zona afectada por el calor del acero de grano ultrafino
Para estudiar el efecto del ciclo térmico de soldadura en el acero de grano ultrafino , Se utilizó Gleeble-1500. La máquina de prueba de simulación de calor de soldadura realiza pruebas de simulación de calor de soldadura en los materiales de prueba. El diseño de la prueba es el siguiente. (1) La temperatura máxima de calentamiento se fija en Tp=1350 °C y la velocidad de enfriamiento t8/5 se cambia de 3 segundos a 24 segundos para simular la estructura y propiedades del área de grano grueso de la zona afectada por el calor. bajo diferentes condiciones de entrada de calor de soldadura. (2) La velocidad de enfriamiento se fija en t8/5=5s, y la temperatura máxima Tp cambia de 1400 a 650°C para simular la estructura y propiedades de diferentes partes de la zona afectada por el calor de soldadura bajo las mismas condiciones de entrada de calor de soldadura. . Los resultados de la prueba de simulación de calor de soldadura se muestran en la Figura 1. La Figura 1a muestra el efecto del aporte de calor de soldadura sobre el tamaño de grano de austenita original en la región de grano grueso. Cuando la temperatura máxima es de 1350 ° C, el tamaño de grano de austenita original en el área de grano grueso de la zona afectada por el calor aumenta gradualmente con el aumento del aporte de calor de soldadura. Cuando t8/5 es 20 s, el tamaño de grano de austenita alcanza. 170 μm, lo que indica que el calor de la soldadura afectó la zona del acero de grano ultrafino. La Figura 1b muestra el efecto de la temperatura máxima sobre el tamaño del grano de austenita original cuando t8/5=5s. Cuando Tp está entre 1100 y 1200 °C, el tamaño del grano de austenita obviamente comienza a engrosarse, lo que puede usarse como temperatura de engrosamiento del acero SS400. Cuando Tp gt está a 1350°C, los granos de austenita ya no se vuelven más gruesos sino que disminuyen, lo que puede deberse a la fusión local en los límites de los granos de austenita, lo que resulta en una reducción en el tamaño del grano.
Las figuras 1c y D muestran los resultados de la medición de microdureza. De los datos de la figura anterior, se puede concluir que a medida que aumenta t8/5, la dureza del área de grano grueso de la zona afectada por el calor disminuye gradualmente y se estabiliza, alcanzando el valor máximo en t8/5= 3 chelines. Cuando t8/5=5s, la microdureza aumenta con el aumento de la temperatura máxima Tp, alcanzando el valor máximo en Tp=1400℃. Después de la simulación de calor de soldadura a diferentes temperaturas máximas de t8/5 = 5 s, la dureza de toda la zona afectada por el calor del acero SS400 no es menor que la del metal base. Por lo tanto, se puede predecir que cuando t8/5, la dureza de toda la zona afectada por el calor del acero SS400 no es menor que la del metal base. La zona afectada por el calor del acero SS400 no se ablandará.
Figura 1 Resultados de la prueba de simulación de calor de soldadura
Dado que el acero de grano ultrafino obtiene principalmente granos finos bajo condiciones de deformación, que no pueden restaurarse mediante tratamiento térmico, la zona afectada por el calor se ablandará. Después de soldar, especialmente con grandes aportes de calor. Sin embargo, el efecto del ablandamiento local sobre la resistencia general de la unión está controlado por otros factores, como el ancho de la zona de ablandamiento local, el espesor de la placa y la coincidencia de la resistencia de la soldadura. La resistencia a la tracción de las juntas SS400 en las tres especificaciones se rompe en el material base, lo que indica que al menos cuando T8/5