Duplex acélok hegesztett kötéseinek szövetszerkezeti vizsgálata



Hasonló dokumentumok
Korszerű duplex acélok hegesztéstechnológiája és alkalmazási lehetőségei; a BME Anyagtudomány és Technológia Tanszék legújabb kutatási eredményei

Példatár Anyagtechnológia Elemi példa 3. Ausztenites és duplex acélok volfrámelektródás hegesztése

Korszerű duplex korrózióálló acélok hegeszthetőségi kérdései

Példatár Anyagtechnológia Diplomamunka feladat

LDX2101 ÉS 2205 TÍPUSÚ DUPLEX ACÉL LÉZERSUGARAS ÉS VOLFRÁMELEKTRÓDÁS HEGESZTÉSE. A hegesztési technológiák hatása a varratok szövetszerkezetére

Duplex acélok lézersugaras hegesztésekor lejátszódó metallurgiai folyamatok. Metallurgical processes at laser welding of duplex stainless steels

Alumínium ötvözetek nagyteljesítményű speciális TIG hegesztése

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR DOKTORI TANÁCSA

Duplex acél vékony leidezek vegyes kötésének hegesztése

Aktiválóporok hatása 135-ös hegesztési eljárásnál The effects of active flux materials in case of MAG welding

KORRÓZIÓÁLLÓ ACÉLOK HEGESZTÉSE

Kis hőbevitelű robotosított hegesztés alkalmazása bevonatos lemezeken

Csikós Gábor Alumínium ötvözetek fogyóelektródás ívhegesztése, autóipari alkalmazás

KORSZERŰ KORRÓZIÓÁLLÓ ACÉLOK HEGESZTÉSE

Hőkezelő technológia tervezése

ACÉLOK MÉRNÖKI ANYAGOK

Kétalkotós ötvözetek. Vasalapú ötvözetek. Egyensúlyi átalakulások.

VÉDÕGÁZOK, GÁZKEVERÉKEK KORRÓZIÓÁLLÓ ACÉLSZERKEZET GYÁRTÁSHOZ (2. rész)

Az ömlesztő hegesztési eljárások típusai, jellemzése A fogyóelektródás védőgázas ívhegesztés elve, szabványos jelölése, a hegesztés alapfogalmai

ANYAGISMERET I. ACÉLOK

Bevontelektródás ívhegesztés

Az alakítással bevitt energia hatása az ausztenit átalakulási hőmérsékletére

Hegeszthetőség és hegesztett kötések vizsgálata

Kavaró dörzshegesztéssel készült polimer varratok szilárdsági elemzése

Nagysebességű Speed-Puls hegesztés

A duplex szerkezetű korrózióálló acélok és hegesztésük.

Nagyszilárdságú lemezanyagok alakíthatósági vizsgálatai

Rozsdamentes acéltermékek szállítója

Hegesztő Hegesztő

Duálfázisú lemezek csaphegesztése

ESAB HEGESZTŐANYAGOK ötvözetlen és mikroötvözött szerkezeti acélokhoz

A tételhez használható segédeszköz: Műszaki táblázatok. 2. Mutassa be a különböző elektródabevonatok típusait, legfontosabb jellemzőit!

AUTÓIPARI DC ÉS DP ACÉLOK LÉZERSUGARAS HE- GESZTHETŐSÉGÉNEK VIZSGÁLATA THE INVESTIGATION OF DC AND DP STEELS WELDA- BILITY BY LASER BEAM

Az alumínium és ötvözetei valamint hegeszthetőségük. Komócsin Mihály

2.) Ismertesse a fémek fizikai tulajdonságait (hővezetés, hőtágulás stb.)!

LÉZERES HEGESZTÉS AZ IPARBAN

Acélok és öntöttvasak definíciója

Budapesti Műszaki M. gtudományi Egyetem. Nagyszilárds OROSZ CSABA

Gyakorlati tapasztalatok hegesztett kötések eljárásvizsgálatában

Élet az MSZ EN után (MSZ EN ISO ) ÉMI-TÜV Bayern Kft. TÜV SÜD Csoport

ÖNTÖTTVASAK HEGESZTÉSE

NAGY SZÉNTARTALMÚ ACÉLOK HEGESZTETT KÖTÉSEINEK FÁRADÁSOS TULAJDONSÁGAI. Anyagtudomány és Technológia Tanszék

A szerkezeti anyagok tulajdonságainak megváltoztatási lehetőségei. Szilárdság növelésének lehetőségei

RONCSOLÁSMENTES VIZSGÁLATOKKAL ÖSSZEFÜGGŐ ÁTFOGÓ SZABVÁNYOK

5.) Ismertesse az AWI hegesztő áramforrások felépítését, működését és jellemzőit, különös tekintettel az inverteres ívhegesztő egyenirányítókra!

Hegesztő Hegesztő

ACÉLOK HEGESZTHETŐSÉGE

Wave Form Controlled Technology. GMAW impulzus Power Mode Rapid Arc STT

VÉDŐGÁZAS ÍVHEGESZTÉSEK

Hegesztő Hegesztő

CARMO elõnemesített hidegmunkaacél karosszéria szerszámokhoz

Acélok nem egyensúlyi átalakulásai

MUNKAANYAG. Ujszászi Antal. Fogyóelektródás védőgázas ívhegesztés anyagai, hegesztőhuzalok, védőgázok. A követelménymodul megnevezése:

Metallográfiai laboratórium szakmai támogatása. ISD Dunaferr Zrt. Innovációs Igazgatóság, Dunaújváros Vasmű tér 1-3.

!MICHAEL KFT Csavar és kötőelem szaküzlet '1103 Budapest Gyömrői út 150 Telfon:0611/ Fax:06/1/

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (1) a NAH /2018 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

A TRIP ACÉL PONTHEGESZTÉSÉNEK HATÁSA RESISTANCE SPOT WELDING EFFECT IN CASE OF TRIP STEEL

A lineáris dörzshegesztés összehasonlítása AWI és AFI eljárásokkal alumínium hegesztésénél

Acélok ívhegesztésének technológiavizsgálata az ISO és az ISO szabványok tükrében

Mérnöki anyagok NGB_AJ001_1. Szerkezeti acélok

RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAH /2016 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

MicroMIG alacsony hőbevitelű eljárás robothegesztéshez

Alakítás és hőkezelés hatása az acél szövetszerkezetére

Munkagázok hatása a hegesztési technológiára és a hegesztési kötésre a CO 2 és a szilárdtest lézersugaras hegesztéseknél

Eutektoidos acélszalagok hegesztett kötéseinek fáradása

A Linde Gáz Magyarország Zrt. oktatási, kutatási szolgáltatásai a hegesztés és rokontechnológiák területén

DUPLEX ACÉLCSÖVEK ORBITÁLIS HEGESZTÉSE ORBITAL WELDING OF DUPLEX STEEL PIPES

A lineáris dörzshegesztés technológiai paramétereinek megválasztása

TDK Dolgozat. DP acélok ellenállás ponthegesztése

5.) Ismertesse a melegen hengerelt, hegeszthető, finomszemcsés szerkezeti acélokat az MSZ EN alapján!

SZERKEZETI ACÉLOK HEGESZTÉSE

A VOLFRÁMELEKTRÓDA JELENTŐSÉGE A PLAZMAÍVHEGESZTÉSBEN IMPORTANCE OF THE TUNGSTEN ELECTRODE AT PLASMA ARC WELDING

Német minőség, nagyipari felhasználásra, az ipar minden területére!

NEMZETKÖZI GÉPÉSZETI TALÁLKOZÓ - OGÉT

Villamos sínek felrakóhegesztése előmelegítés nélkül

MUNKAANYAG. Dabi Ágnes. A villamos ívhegesztés fajtái, berendezései, anyagai, segédanyagai, berendezésének alkalmazása

Hőkezelhetőség, hőkezelt alkatrészek vizsgálata

Vizsgarészhez rendelt követelménymodul azonosítója, megnevezése: Volfrámelektródás védőgázas ívhegesztő feladatok

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (3) a NAH /2014 nyilvántartási számú 2 akkreditált státuszhoz

ÁLTALÁNOS ISMERETEK. 3.) Ismertesse a melegen hengerelt, hegeszthető, finomszemcsés szerkezeti acélokat az MSZ EN alapján!

Nagy C-tartalmú acélszalagok lézersugaras hegesztéssel készült varratainak fáradása

Nemzeti Akkreditáló Testület. RÉSZLETEZŐ OKIRAT a NAT /2014 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

NAGYSZILÁRDSÁGÚ VÉKONYLEMEZEK VEGYESKÖTÉSE MIG ELJÁRÁSSAL DISSIMILAR MIG WELDING OF ADVANCED HIGH STRENGTH STEEL SHEEETS

CrMo4 anyagtípusok izotermikus átalakulási folyamatainak elemzése és összehasonlítása VEM alapú fázis elemeket tartalmazó TTT diagramok alkalmazásával

NEMZETGAZDASÁGI MINISZTÉRIUM. Szóbeli vizsgatevékenység

RÉSZLETEZŐ OKIRAT (2) a NAH /2016 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

Tevékenység: Gyűjtse ki és tanulja meg a lézersugaras hegesztés csoportosítási megoldásait, jelöléseit!

Hegesztő-vágó gép kezelője Hegesztő

Hegesztő Hegesztő

Bevontelektródás hegesztő Bevontelektródás hegesztő

-'./G <9KLEVÉ'L. Gc4pár Ma.rc:,illt. ~~~~I~~)~~;<)-3:j~1~.o:~1 ~ \ ME\ ~ .1/'- etjvv2!26(1987 ~e:tt, ~ 1l~~ lfí~(óru..wr; 'B~LeN~ GépiparÍ/T~E~eMAlet

Átlapolt horganyzott lemezek MIG/MAG hegesztése

GÉPÉSZMÉRNÖKI SZAK. Anyagtudomány II. Szabványos acélok és öntöttvasak. Dr. Rácz Pál egyetemi docens

ELEKTRÓDÁK TÖMÖR HUZALOK ÉS PÁLCÁK PORBELES HUZALOK FEDŐPOR ALATTI HUZALOK ÉS POR FORRASZOK ÉS FOLYASZTÓSZEREK FÉMPOROK

Az alakítási textúra hatása a saválló acélokban végbemenő fázisátalakulásokra

A PLAZMASUGARAS ÉS VÍZSUGARAS TECHNOLÓGIA VIZSGÁLATA SZERKEZETI ACÉL VÁGÁSAKOR

TÜV HEGESZTŐ MINŐSÍTŐ KÉPZÉS

ACÉLOK ÉS ALKALMAZÁSUK

Dr. RADNAY László PhD. Tanársegéd Debreceni Egyetem Műszaki Kar Építőmérnöki Tanszék

Átírás:

25. Jubileumi Hegesztési Konferencia Budapest, 2010. május 19 21. Duplex acélok hegesztett kötéseinek szövetszerkezeti vizsgálata Balázs János (a), Nagy Hinst Adrián (b), Dobránszky János (c) a) BME Gépészmérnöki Kar, 1111 Budapest, Műegyetem rakpart 3. balazs.janos@freemail.hu b) BME Gépészmérnöki Kar, 1111 Budapest, Műegyetem rakpart 3. nhadrian@gmail.com c) MTA BME Fémtechnológiai Kutatócsoport, 1111 Budapest, Bertalan Lajos utca 7. dobi@eik.bme.hu Kivonat: A kísérleti munkánk célja a különböző duplex korrózióálló acélok hegeszthetőségi tulajdonságainak vizsgálata volt, TIG- és ATIG-eljárás használata esetén. A varrat szövetszerkezetét befolyásoló technológiai paraméterek hatását is vizsgáltuk. Az egyik legfontosabb eredményünk a színes marási eljárás sikeres használata volt a hegesztési varratok metallográfiai vizsgálatában. Ennek révén pontosan megállapítható a ferrit és az ausztenit fázis mennyisége, amelyek egyensúlya a duplex acéloknál kimagaslóan fontos. Kulcsszavak: duplex acél, volfrámelektródás hegesztés, ATIG-hegesztés, ferritausztenit fázisarány, színes maratás 1 Bevezetés Az utóbbi évtizedekben a hagyományos ausztenites, ferrites és martenzites acélok mellett megjelentek a közel fele-fele arányban ferritet és ausztenitet tartalmazó, ún. duplex korrózióálló acélok, melyekben az előbb említett két fázis előnyös tulajdonságai ötvöződnek a duplex acélokban. Ilyen például a nagy folyáshatár, mely kétszerese is lehet az ausztenites acélokénak, jó alakíthatóság, nagy nyúlási érték (30%), kis átmeneti hőmérséklet ( -40 C), jó hegeszthetőség, s végül, de nyilvánvalóan nem utolsó sorban az 1. ábrán szemléltetett, kiváló lyukkorróziós ellenállás, amelyet a PRE értékek különféle változatai fejeznek ki. A ma ismeretes duplexacélcsoportokat bemutató 1. táblázat tartalmazza a Ni- és Mo-szegény vagy sovány (angolul: lean duplex ) acélokat is. Ezek kifejlesztését az utóbbi évtizedben gyakran tapasztalható, igen nagy Ni- és Mo-árak ösztönözték. Az első sovány duplexet az AK Steel fejlesztette ki 2000-ben, a legismertebb típus viszont az Outokumpu által 2001-ben kifejlesztett LDX2101 acéltípus. 211

Balázs János et al.: Duplex acélok hegesztett kötéseinek szövetszerkezeti vizsgálata Folyáshatár, R p0,2 (MPa) 700 600 500 400 300 200 100 304 Duplex típusok LDX2101 316 2304 Ausztenites típusok 2205 904L 2507 254SMO 0 0 2 4 6 8 10 Korrózióállóság, relatív skála 1. ábra. Korrózióálló acélok korrózióállósága 1. táblázat. Duplex korrózióálló acélok összetétele (PRE = lyukkorróziós ellenállási index) Csoport Típus EN UNS C N Cr Ni Mo Mn Si Cu W Más PRE Duplex 2205 / UR45N 1.4462 S31803 0,03 0,18 22 5 3,2 2,0 1,0 - - 35 22% Cr ATI2003 * S32003 0,03 0,17 21 3,6 1,7 2,0 1,0 - - 30 Uranus 50 S32404 0,04 0,20 21,5 7,0 2,5 2,0 1,0 1,5-30 XM-26 S31100 0,06-26 6,5-1,0 1,0 - - 0,25Ti 26 453S / 329 1.4460 S32900 0,05 0,04 26 5 1,5 1,0 0,75 - - 31 44LN 1.4460 S31200 0,03 0,15 25 5 2 2,0 1,0 - - 34 Carpenter 7- S32950 0,03 0,15 25 5 2 2,0 0,5 - - 34 Mo Duplex 25% Cr Mo+ 255 Carpenter 7- Ferralium S32950 0,03 0,25 27,5 4,4 1,7 2,0 0,6 - - 35 S32550 0,04 0,17 26 5,5 3 1,50 1,0 2,0 39 Uranus 47N S32550 0,03 0,18 25 6,5 3 2,0 1,0 - - 38 Sumitomo S31260 0,03 0,16 25 6,5 3 1,0 0,75 0,3 0,3 38 DP3 Szuperduplex Zeron100 1.4501 S32760 0,03 0,25 25 7 3,5 1,2 0,8 0,5 0,6 42 SAF2507 1.4410 S32750 0,03 0,30 25 7 4 1,2 0,8 - - 43 UR 52N+ 1.4507 S3520 0,03 0,25 25 6 3,5 1,5 0,8 1,5 41 DP3W S39274 0,03 0,25 25 7 3 1,0 0,8 0,5 2 42 SAF2906 1.4477 S32906 0,03 0,40 29 7 2,2 1,2 0,8 0,8 42 DP28W S32808 0,03 0,35 27,5 7,7 1 1,1 0,5-2,3 40 S39226 0,030 0,20 25,0 6, 3,0 1,0 0,75 0,5 0,3 40 212

25. Jubileumi Hegesztési Konferencia Budapest, 2010. május 19 21. 5 AF918 S39277 0,025 0,28 25 7,5 3,5-0,025 1,6 1,0 42 Hiper- SAF2707HD S32707 0,03 0,40 27 6,5 4,8 1,5 0,5 - - 1Co 49 duplex SAF3207HD S33207 <0,03 0,50 32 7 3,5 1,5 0,8 - - 50 Nitronic S32001 0,03 0,12 20,5 2 0,6 5 1,0 - - 23 19D Sovány duplex 2304 / 1.4362 S32304 0,03 0,10 22,5 4,5 0,3 1,0 2,0 0,3-24 (lean duplex) UR35N LDX2101 1.4162 S32101 0,03 0,22 21,5 1,5 0,3 5 1,0 0,5-26 UR2202 1.4062 S32202 0,02 0,20 22 2 0,2 2,0 1,0 - - 26 ATI 2102 S82011 0,03 0,21 22 1,5 1,0 2,5 1,0 0,5-26 Egyéb 3RE60 S31500 0,03 0,07 18,5 4,5 2,6 1,5 1,6 - - 27 * A gyártója ezt az acélt a lean duplex kategóriába sorolja A duplex acélok hegesztésekor fontos, hogy a fázisarányt 20-70% ferrit értéken tartsuk, bár inkább azt kell hangsúlyozni, hogy az ausztenit mennyiségének el kell érnie legalább 30%-ot. Ahhoz, hogy ezt az értéket tartani tudjuk, megfelelő hűtési sebességet és hőbevitelt kell alkalmazni. Ezen kívül segítségünkre lehet egyéb ausztenitképző elemek ötvözése vagy pedig a védőgázhoz való nitrogénadagolás. A megfelelő fázisarány kialakulásához a következő táblázatban meghatározott hőbeviteli értékeket kell alkalmaznunk. A minimális hőbevitel 0,5 kj/mm minden alapanyag esetén. 2. táblázat. Az egyes duplex acél típusok ajánlott hőbeviteli értékei a gyártó szerint Alapanyag Maximális hőbevitel 2304 2,0 kj/mm 2205 2,5 kj/mm 2101 1,5 kj/mm 2 A hegesztési kísérletek ismertetése A kísérleti varratokat TIG- és ATIG-eljárással készítettük. Az ATIG-eljárás technikai téren megegyezik a TIG-eljárással, az egyedüli eltérést az aktiválópor alkalmazása jelenti. A hegesztendő munkadarab felületét vékony aktiválópor-réteggel látjuk el. E por hatása, hogy csökken a hegesztés áramszükséglete, illetve ugyanakkora áramerősséggel hegesztve nagyobb hegesztési sebességgel haladhatunk. Jótékony hatása továbbá, hogy csökken a hőhatásövezet szélessége, mélyül a beolvadás. 213

Balázs János et al.: Duplex acélok hegesztett kötéseinek szövetszerkezeti vizsgálata 2. ábra. 160 A áramerősséggel hegesztett varratok makrofotói: bal oldalt hagyományos TIGeljárással, jobb oldalt az ATIG-eljárással készült varrat keresztmetszeti képe 214

25. Jubileumi Hegesztési Konferencia Budapest, 2010. május 19 21. 3. ábra. ATIG hegesztés vázlata (fent) valamint a hegesztőberendezés A hegesztés során 3,0 és 1,5 mm vastag lemezeken hideghuzalos, W-elektródás hegesztéssel, TIG- és ATIG-eljárással, egyoldali I-varratokat készítek. Az ATIGhegesztés alkalmazása vastag lemezeknél térül meg, emiatt ezeket a kísérleteket csak a 3 mm-es lemezeken végeztük el. A védőgáz nitrogéntartalmának hatását vizsgáltuk a varrat ausztenittartalmára színesmaratási eljárással. Az így készített felvételeket ImagePro Plus képelemző programmal elemeztük. 215

Balázs János et al.: Duplex acélok hegesztett kötéseinek szövetszerkezeti vizsgálata 4. ábra. A varratfém koronaoldala és a képelemzővel elkülönített fázisok (piros=ferrit) 3. Eredmények TIG eljárás esetén, már 2% nitrogen adagolása esetén is a 70%-os ferrittartalom alá mehetünk, 10% esetén elérhetjük az alapanyagban található 50%-ot. 5. ábra. A ferrittartalom alakulása TIG hegesztésnél a védőgáz nitrogéntartalma függvényében 216

25. Jubileumi Hegesztési Konferencia Budapest, 2010. május 19 21. 5. ábra. A ferrittartalom alakulása TIG hegesztésnél a védőgáz N2-tartalom függvényében Összefoglalás Az azonos hegesztési paraméterek mellett készült TIG és ATIG varratok ausztenit arányát akár 2% nitrogén védőgázhoz adagolásával javíthatjuk. Ha a nitrogén mennyiségét 5-10%-ra növeljük, akkor megközelíthetjük az alapanyag 50-50%-os arányát is. Az ATIG eljárás esetén nagyabb ferrittartalomra számíthatunk, a TIG eljárással szemben. Végeztünk mágneses fázisarány-meghatározási vizsgálatokat is Ferritescope, Ferricomp és FerriteMeter műszerekkel [6], ezek megerősítették a színes maratásos eljárás eredményeit. Köszönetnyilvánítás A szerzők köszönetüket fejezik ki a munkájuk támogatásáért a következő intézményeknek és vállalatoknak: NKTH-OTKA K69122, Böhler Kft., Outokumpu Kft., Messer Hungarogáz Kft., Linde Gáz Magyarország Zrt., Dinox-H Kft., Patent Kft., Esab Kft., ÁEF Laboratórium Kft., DKG East Zrt. Irodalomjegyzék [1] How to Weld Duplex Stainless Steels. Avesta Welding AB. (2006) http://www.avestawelding.com/3756.epibrw (2010-02-28) [2] B. Aitken: How to Weld Duplex Stainless Steel. http://www.engineersaustralia.org.au/shadomx/apps/fms/fmsdownload.cfm?fil e_uuid=ef9b0598-e8be-b607-d9a0-96cf65bcb7d6&sitename=ieaust (2010-02-28) [3] Sándor T., Dobránszky J.: The Experiences of Activated Tungsten Inert Gas (ATIG) Welding Applied on 1.4301 Type Stainless Steel Plates. Materials Science Forum 537-38 (2007) 63-70 217

Balázs János et al.: Duplex acélok hegesztett kötéseinek szövetszerkezeti vizsgálata [4] Kardos I: Színes metallográfia alkalmazása a gyakorlatban. Bányászati és kohászati lapok. Kohászat, 139 (2006:6) 5-11 [5] I. Kardos, Z. Gácsi, P. J. Szabó: Color Etching for Characterization the Grain Orientation in Spheroidal Graphite Cast Iron. Materials Science Forum, 537-538 (2007) pp. 389-396 [6] Mészáros I, Ginsztler J: Magnetic Investigation of Creep and Thermal Shock Fatigue Processes. In: Baldev Raj (szerk.) Pressure Vessels and Piping, Inspection and Life Management. Narosa, New Delhi 2009, 159-164 218