12.02.2018

Конкретный пример: растрескивание в зоне термического влияния стали марки 436 в процессе холодного деформирования


Многие ферритные нержавеющие стали прокатывают в тонкие листы для использования в автомобилестроении и других отраслях промышленности. Как отмечалось ранее, с этой целью применяется оборудование Sendzimir, при этом в качестве исходного продукта используется горячекатаная сталь. Для повышения производительности труда исходная лента сваривается для образования бухты большего объема. В данном примере две бухты горячекатаной листовой стали марки 436 толщиной 6,4 мм (0,25 дюйма) сваривались за один проход дуговой сваркой вольфрамовым электродом в защитном газе с подогревом проволоки и присадочной аустенитной проволокой стали марки 308. Из такой двойной бухты затем сматывалась единая бухта, которая служила в качестве исходного продукта для холодной прокатки.
При размотке единой бухты и пропускании металла через оборудование Sendzimir иногда образовывались трещины в ЗТВ швов, выполненных дуговой сваркой вольфрамовым электродом в защитном газе. Обычно это происходило на первом или втором проходе через указанное оборудование и было связано с растяжением и изгибом металла при проходе через нижний валок до начала обжима. В большинстве случаев полоса полностью разрушалась, требуя остановки оборудования и смены исходного металла. Поперечное сечение сварного шва и характерная сплошная на всю толщину трещина, образовавшаяся после одного прохода обжатия, показаны на рис. 5.31. Следует заметить, что трещина образовалась в зоне грубого зерна в ЗТВ. Микрошлиф и фрактограмма этого разрушения показаны на рис. 5.23 и 5.24, соответственно. Разрушение является результатом высокотемпературного охрупчивания в ЗТВ. Влияние роста зерна на ударную вязкость моделированной ЗТВ стали марки 436 показано на рис. 5.25. Увеличение размера зерна смещает температуру перехода из хрупкого состояния в вязкое в область температуры выше комнатной и существенно снижает предельное верхнее значение ударной вязкости.
Для предупреждения растрескивания при холодном обжатии стали марки 436 использовалось несколько подходов. Для соединения металла бухт была разработана технология двухпроходной дуговой сварки вольфрамовым электродом в защитном газе, при которой размер зерна в ЗТВ уменьшался, как показано на рис. 5.32. Также применялась кратковременная термическая обработка для снятия сварочных напряжений — нагрев в течение 10 мин при температуре 800 °C (1470 °F). После термической обработки зачищалась выпуклость шва заподлицо с основным металлом, и металл в горячем состоянии перематывался в бухту. Перед холодным обжатием бухты охлаждались до температуры 20 °C (70 °F). Такая мера была принята для повышения ударной вязкости металла в соответствии с данными рис. 5,25, так как большинство разрушений происходило в зимние месяцы в бухтах, хранимых в неотапливаемых помещениях. Сочетание управления размером зерна, применения послесварочной термической обработки и контроля температуры металла перед холодным обжатием было очень эффективно, поэтому вследствие высокотемпературного охрупчивания в ЗТВ сварного соединения случаи разрушения металла бухт были исключены.





Яндекс.Метрика