Att svetsa i höghållfast stål lätt men inte simpelt Eva-Lena Bergquist ESAB AB
Höghållfasta stål - applikationer
Att höja ett ståls hållfasthet Legering
Att höja ett ståls hållfasthet Legering Verktygsstål Seghärdningsstål
Att höja ett ståls hållfasthet Legering Termomekanisk behandling
Höghållfast stål Termomekanisk bearbetning Syfte: Att optimera strukturtyp och kornstorlek för hög hållfasthet.
Värmepåverkade zonen Svetsning = termisk påverkan Referens: Welding handbook. SSAB
Värmepåverkade zonen Svetsning = termisk påverkan Långsammare avsvalning ger bredare mjuk zon. Referens: Welding handbook. SSAB
Värmepåverkade zonen Svetsning = termisk påverkan Långsammare avsvalning ger bredare mjuk zon. Ju bredare mjuk zon, ju mera påverkas hållfastheten i tvärdragriktningen.
Värmepåverkade zonen Avsvalningshastigheten beror på: Ø Värmetillförseln Ø Förvärmnings-/ mellansträngstemperatur Ø Materialets tjocklek
Värmepåverkade zonen Avsvalningshastigheten beror på: Ø Värmetillförseln Ø Förvärmnings-/ mellansträngstemperatur Ø Materialets tjocklek
Värmepåverkade zonen Avsvalningshastigheten beror på: Ø Värmetillförseln Ø Förvärmnings-/ mellansträngstemperatur Ø Materialets tjocklek Referens: Welding Strenx and Hardox. SSAB
Värmepåverkade zonen Avsvalningshastigheten beror på: Ø Värmetillförseln Ø Förvärmnings- / mellansträngstemperatur Ø Materialets tjocklek
Vätesprickor Uppkomsten av vätesprickor styrs av en kombination av tre faktorer: Vätehalten i materialet Spänningsnivån i området. Duktiliteten hos mikrostrukturen
Vätesprickor 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% Mikrostruktur Spänningar Hydrogenhalt 30% 20% 10% 0% Ex 1 Ex 2 Ex 3 Ex 4 Page No 3
Vätesprickor Duktiliteten hos mikrostrukturen Martensit och bainits duktilitet påverkas av legeringshalten.
Vätesprickor Duktiliteten hos mikrostrukturen Martensit och bainits duktilitet påverkas av legeringshalten. Allra viktigast är kolhalten.
Vätesprickor Duktiliteten hos mikrostrukturen Martensit och bainits duktilitet påverkas av legeringshalten. Allra viktigast är kolhalten. Övriga legeringsämnen viktas. Page No 3 Kolekvialent
Vätesprickor Kolekvialent CET=C+(Mn+Mo)/10-(Cr+Cu)/20+Ni/40 CE=C+(Cr+Mo+V)/5+Mn/6+(Ni-Cu)/15 Referens: SS-EN ISO 1011-2 CET föredras för höghållfasta stål
Vätesprickor Typical values 39NiCrMo3 (seghärdn. stål) Strenx 700 (TMCP) ORO90 Supreme (verktygsstål) Strenx 1300 (TMCP) YS Mpa C % Si % Mn % Cr % Mo % Ni % CET 700 0.4 0.3 0.7 0.9 0.2 0.9 0.56 700 0.15 0.3 1.0 0.3 0.2 0.4 0.29 1300 0.4 0.3 0.8 2.6 2.3-0.85 1300 0.2 0.2 0.9 0.5 0.4 1.3 0.40
Vätesprickor Vätehalten i materialet
Vätesprickor Vätehalten i materialet Good welding practice
Vätesprickor Vätehalten i materialet Good welding practice Rena och torra fogytor Torra tillsatsmaterial Slangpaket fritt från läckage och kondens.
Vätesprickor Vätehalten i materialet Väteklassat tillsatsmaterial Good welding practice Rena och torra fogytor Torra tillsatsmaterial Slangpaket fritt från läckage och kondens. 3
Vätesprickor Svetsparametrar Vätehalten i materialet Väteklassat tillsatsmaterial Good welding practice Rena och torra fogytor Torra tillsatsmaterial Slangpaket fria från läckage och kondens.
Vätesprickor Spänningsnivån i området Restspänningar Referens: S Mattson. Materiallära för svetsare.
Vätesprickor Spänningsnivån i området Restspänningar Undermatchande tillsatsmaterial Referens: SSAB Welding Handbook Referens:ASM Handbook on Residual Stress and deformation of steel.
Svetsgods=gjutstruktur
Mikrostruktur och legering Ferrit 500 MPa Bainit + Martensit 700 MPa 900 MPa Yield Strength (MPa)
Vätesprickor
Kristallstruktur
Kristallstruktur FCC (austenit)
Kristallstruktur FCC (austenit) BCC (ferrit, bainit, martensit)
Fasomvandling T C γ M γ+m wt% legeringsämne
Fasomvandling T C Ju högre legerat stål, ju γ lägre omvandlingstemperatur från FCC till BCC. M γ+m wt% legeringsämne
Fasomvandling legering BM>legering WM : fasomvandlingstemp. HAZ < fasomvandlingstemp. WM BM=Base metal WM=Weld metal HAZ=Heat affected zone Page No 3
Väteanrikning legering GM>legering WM : fasomvandlingstemp. HAZ < fasomvandlingstemp. WM WM omvandlas till ferrit före HAZ BM=Base metal WM=Weld metal HAZ=Heat affected zone Page No 3
Fasomvandling legering BM>legering WM : fasomvandlingstemp. HAZ < fasomvandlingstemp. WM legering WM>legering BM WM omvandlas till ferrit före HAZ fasomvandlingstemp.haz > fasomvandlingstemp. WM BM=Base metal WM=Weld metal HAZ=Heat affected zone Page No 3
Väteanrikning legering GM>legering WM : fasomvandlingstemp. HAZ < fasomvandlingstemp. WM legering WM>legering BM BM=Base metal WM=Weld metal HAZ=Heat affected zone WM omvandlas till ferrit före HAZ fasomvandlingstemp.haz > fasomvandlingstemp. WM HAZ omvandlas till ferrit före WM Page No 3
Väteanrikning legering GM>legering WM : fasomvandlingstemp. HAZ < fasomvandlingstemp. WM Väte anrikas i HAZ. legering WM>legering BM fasomvandlingstemp.haz > fasomvandlingstemp. WM Väte anrikas i WM. BM=Base metal WM=Weld metal HAZ=Heat affected zone Page No 3
Vätesprickor Om kolekvivalent i tillsatsmaterial är högre än kolekvivalent i grundmaterialet är det tillsatsmaterialet som bestämmer förvärmnings-/ mellansträngstemperatur.
Segring CE=1.3 3 CE=0.7
Ferritiskt - austenitiskt stelnande Bild från: Gustafsson Materiallära
Stelningssprickor
Sammanfattning 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% Mikrostruktur Spänningar Hydrogenhalt 30% 20% 10% 0% Ex 1 Ex 2 Ex 3 Ex 4