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



Hasonló dokumentumok
Duplex acélok hegesztett kötéseinek szövetszerkezeti vizsgálata

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

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

Korszerű duplex korrózióálló acélok hegeszthetőségi kérdései

Példatár Anyagtechnológia Diplomamunka feladat

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

KORRÓZIÓÁLLÓ ACÉLOK HEGESZTÉSE

Duplex acél vékony leidezek vegyes kötésének hegesztése

Példatár Anyagtechnológia TESZTFELADATOK

Kétalkotós ötvözetek. Vasalapú ötvözetek. Egyensúlyi átalakulások.

ANYAGISMERET I. ACÉLOK

ACÉLOK MÉRNÖKI ANYAGOK

Az alakítással bevitt energia hatása az ausztenit átalakulási hőmérsékletére

BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR DOKTORI TANÁCSA

TANULÁSTÁMOGATÓ KÉRDÉSEK AZ 2.KOLLOKVIUMHOZ

Acélok nem egyensúlyi átalakulásai

Német minőség, nagyipari felhasználásra, az ipar minden területére!

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

Az alakítási textúra hatása a saválló acélokban végbemenő fázisátalakulásokra

Hegesztő Hegesztő

Alumínium ötvözetek nagyteljesítményű speciális TIG hegesztése

Acélok és öntöttvasak definíciója

Javító és felrakó hegesztés

Bevontelektródás ívhegesztés

Csikós Gábor Alumínium ötvözetek fogyóelektródás ívhegesztése, autóipari alkalmazás

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

SZERKEZETI ACÉLOK HEGESZTÉSE

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

Duálfázisú lemezek csaphegesztése

(C) Dr. Bagyinszki Gyula: ANYAGTECHNOLÓGIA II.

VÉDÕGÁZOK, GÁZKEVERÉKEK KORRÓZIÓÁLLÓ ACÉLSZERKEZET GYÁRTÁSHOZ (2. rész)

ACÉLOK ÉS ALKALMAZÁSUK

KORSZERŰ KORRÓZIÓÁLLÓ ACÉLOK HEGESZTÉSE

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

Szilárdság (folyáshatár) növelési eljárások

Acélok ívhegesztésének technológiavizsgálata az ISO és az ISO szabványok tükrében

Kötő- és rögzítőtechnológiák

Vizsgarészhez rendelt követelménymodul azonosítója, megnevezése: Fogyóelektródás védőgázas ívhegesztő (MIG/MAG) feladatok

CARMO elõnemesített hidegmunkaacél karosszéria szerszámokhoz

Egyensúlyitól eltérő átalakulások

Bevontelektródás kézi ívhegesztés

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

A duplex szerkezetű korrózióálló acélok és hegesztésük.

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

VASTAGLEMEZEK HEGESZTÉSE

ÖNTÖTTVASAK HEGESZTÉSE

Korszerű alumínium ötvözetek és hegesztésük

VÉDŐGÁZAS ÍVHEGESZTÉSEK

Alakítás és hőkezelés hatása az acél szövetszerkezetére

Hegesztő Hegesztő

Hőkezelő technológia tervezése

NEMZETKÖZI GÉPÉSZETI TALÁLKOZÓ - OGÉT

Verő Balázs, Bereczki Péter, Csepeli Zsolt, Sebő Sándor. Workshop Dunaújváros,

Fogyóelektródás hegesztő Hegesztő

Eszkimó Magyarország Oktatási Zrt.

A szerkezeti anyagok tulajdonságainak megváltoztatási lehetőségei. Szilárdság növelésének lehetőségei

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

A σ-fázis és az austenit orientációs kapcsolatának vizsgálata duplex acélokban

Átlapolt horganyzott lemezek MIG/MAG hegesztése

Dobránczky János. Hegesztés. 60 percig fog hegeszteni MINDENKI gyakorlaton, pontos érkezés elvárt. A hegesztés egy alakadási technika.

Villamos sínek felrakóhegesztése előmelegítés nélkül

Rozsdamentes hozaganyag választék

Hegesztő Hegesztő

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

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

Kis hőbevitelű robotosított hegesztés alkalmazása bevonatos lemezeken

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

Laborgyakorlat. Kurzus: DFAL-MUA-003 L01. Dátum: Anyagvizsgálati jegyzőkönyv ÁLTALÁNOS ADATOK ANYAGVIZSGÁLATI JEGYZŐKÖNYV

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

RONCSOLÁSMENTES VIZSGÁLATOKKAL ÖSSZEFÜGGŐ ÁTFOGÓ SZABVÁNYOK

Fogyóelektródás hegesztő Hegesztő

(Fordította: Dr Való Magdolna)

Nagysebességű Speed-Puls hegesztés

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

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

43,2 27, Alakváltozás (%)

Záróvizsga szakdolgozat. Mérési bizonytalanság meghatározásának módszertana metallográfiai vizsgálatoknál. Kivonat

Akusztikus aktivitás AE vizsgálatoknál

Rozsdamentes acéltermékek szállítója

* )& #* ) ; & > ( $! 1; * 1 #* 1 ( 1;!0

Magyar tervezésű és gyártású repülőgép CORVUS RACER 540 hegesztett rácsszerkezetének tervezése, gyártása és ellenőrzése

Hegesztési védôgázok. A szakértelem összeköt

Diffúzióképes hidrogéntartalom meghatározása hegesztési varratokban

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

ACÉLOK HEGESZTHETŐSÉGE

Mérnöki anyagok NGB_AJ001_1. Szerkezeti acélok

Nagyszilárdságú lemezanyagok alakíthatósági vizsgálatai

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet (12/2013 (III.28) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

A hőkezeléseket három lépésben végzik el:

Ausztenites acél keményforrasztáskor fellépő szemcsehatármenti repedése

C H W E I S S Z U S Ä TZE SHEGESZTŐANYA D R A HTZ U G STE I N. wire & welding

A nikkel tartalom változásának hatása ólommentes forraszötvözetben képződő intermetallikus vegyületfázisokra

Hegesztés és rokon eljárások. Dr. Kovács Mihály docens nemzetközi hegesztőmérnök

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

26. HEGESZTÉSI KONFERENCIA és Hegesztéstechnikai Kiállítás

Fémek hegeszthetősége bevontelektródás kézi ívhegesztéssel

Anyagok-termékek. M. F. ASHBY, OXFORD Anglia

Duplex felületkezelések

Turbinaforgórész felújítása felrakóhegesztéssel

Villámszer Kft. Rozsdamentes (Inox) Üzletág. Tel: Fax:

Átírás:

Budapesti Műszaki és azdaságtudományi Egyetem Szent István Egyetem Óbudai Egyetem Typotex Kiadó TÁMOP-4.1.2-08/A/KMR-0029 Példatár Anyagtechnológia Elemi példa 3. Ausztenites és duplex acélok volfrámelektródás hegesztése Szerző: Dobránszky János dobi@eik.bme.hu A példát kidolgozta: Faltay László (2009) 1

Az elemi példa témája z elemi példa témája: usztenites és duplex acélok volfrámelektródás hegesztésének elemzése példa kidolgozása:. Állítson össze kísérleti tervet, amely alkalmas arra, hogy elemezze a duplex acélok hegesztési varrataiban kialakuló fázisok mennyiségét a védőgáz nitrogéntartalma függvényében!. Végezze el a kísérleteket!. Vizsgálja metallográfiai módszerrel a varratok fázisainak mennyiségét!. Értékelje a kapott eredményeket! 2

Bevezetés A korrózióálló acélok piacára nagy hatást gyakorolt a nikkel árának legutóbbi drámai változása. A 2007-es esztendőt követően egy év alatt megháromszorozódott eme népszerű ötvöző egységenkénti ára, ami 2008 közepén tetőzött. Ezt követően ugyan némileg normalizálódott a helyzet, azonban az acélgyártók reakciója nem maradt el. 2006-ban még 66,8% volt a króm-nikkel ötvözésű rozsdamentes acélok aránya, majd a nikkelárrobbanást követően egyfelől újra előtérbe kerültek korábban kevésbé népszerű típusok, másrészt új megoldások születtek a minőség és a költséghatékonyság kompromisszumának égisze alatt. Az ausztenites acélok terén Ázsiában a króm-mangán ötvözés vált elfogadottá, Európában pedig egyebek mellett a nikkelszegény duplex típusokat fejlesztették: ilyen az Outokumpu által 2001-ben kifejlesztett LDX lean-duplex is, mely a jelen példa kísérleti anyaga. 3

Bevezetés Acél neve EN C N Cr Ni Mo Mn LDX 1.4162 0,03% 0,22% 21,5% 1,5% 0,3% 5% Az LDX acél kémiai összetétele A duplex acélok kiváló és olcsó alternatívát nyújtanak az ausztenites rozsdamentes acélok alkalmazási területein, köszönhetően kiváló mechanikai tulajdonságaiknak, jó alakíthatóságuknak és hegeszthetőségüknek, valamint lyuk- és réskorrózióval szembeni ellenálló képességüknek. Az LDX-et elsősorban a 304L és a 316L típusok helyett ajánlják, azonban kiváló mechanikai tulajdonságai miatt alakíthatósága elmarad ausztenites társaitól, és nagyobb visszarugózással kell számolni. 4

Ausztenitképződés a duplex acélokban z ausztenit képződése a duplex acélban a következő átalakulások övetkezménye (ld. a következő dián lévő ábrát): ). α σ + γ2 eutektoidos reakció a 700 900 C hőmérsékletartományban, ). diffúziós átalakulás 650 C felett, amely Widmanstätten-jellegű zerkezetet eredményez, ). diffúzió nélküli izotermikus átalakulás 650 C alatt, mely a martenzites talakulásra emlékeztet. hegesztési varrat szerkezetét tekintve célunk az eredeti fázisarány egőrzése. Ez a gyakorlatban a ferrit dúsulásának megakadályozásával alósul meg, hiszen akár 100% ferrites struktúra is kialakulhat. A kellő ennyiségű ausztenit megőrzése érdekében a hegesztőanyagokat 2-6% ikkellel túlötvözik. Ez viszont nem csak azt eredményezi, hogy a ermodinamikai egyensúly az ausztenites hányad felé tolódik, hanem a zolvuszvonalat is megemeli, így a ferrit ausztenit átalakulás nagyobb őmérsékleten következik be. 5

Értékelés Ausztenitképződés a duplex acélokban A Fe-Cr-Ni egyensúlyi diagram 68% Fe esetére 6

Kísérletek z 1.4571 ausztenites acélt, másrészt az LDX lean duplex acélt véve 5 b ausztenites és 7 db duplex acél tompakötést készítettünk a tatabányai inox-h Kft. automatikus volfrámelektródás hegesztőgépén PA helyzetben. z ausztenites acél lemezvastagsága 2,5 mm, kémiai összetétele: 17% Cr, 2% Ni, 2,5% Mo, 0,07% C, 0,5% Ti. z LDX-nél az argonhoz nitrogént adagoltunk, melynek mennyiségét ázkeverővel szabályoztuk. A hegesztőanyag Avesta MIG LDX volt. gyártók által ajánlott illesztési hézagot az előzetes fűzéssel biztosítottuk, nnek értéke 2 mm. A hegesztés során a hőfolyamat okozta deformáció egatívan befolyásolta ezt az értéket. megfelelően nagy, ámde konstans hűlési sebességet hosszanti rézgyámok iztosították. A hőbevitelt a varrat alakjának megfelelően fokozatosan áltoztattuk. Az elvégzett hegesztés paraméterei a következő dián láthatók. 7

Kísérletek A hegesztéstechnológiai adatok összefoglaló táblázata Minta sorszám 2 4 8/1 8/2 9/1 9/2 Alapanyag 1.4562 1.4562 Anyagvastagság mm 2,5 2,5 3 3 3 3 Illesztési hézag mm 2 2 2 2 2 2 Hegesztőhuzal Feszültség V 13,5 12,5 12,8 13,5 13,5 13,8 Áram A 140 100 160 160 160 160 Védőgáz 100% Ar 100% Ar 100% Ar 2% N2 5% N2 10% N2 Gyökvédőgáz - - - - - - Huzalelőtolási sebesség m/perc Hegesztési sebesség mm/s 2,63 Fajlagos hőbevitel, kj / mm 0,719 0,694 1,138 1,2 1,2 1,227 8

Vizsgálatok Az így elkészült varratok ezután a következő előkészítő lépéseken estek át: fotózás a teljes mintadarabokról körbevágás 40 mm szélességre szeletelés 10 mm-es darabokra csiszolatok készítése gyantában négyféle, egyre finomodó csiszolópapírral polírozás maratás, melynek összetétele: 5 g réz-klorid, 100 ml sósav, 100 ml etanol. A maratott csiszolatokból hat darab kiválasztása után fémmikroszkóp segítségével mikrofotók készültek. 9

Eredmények A bevezetésben említett ausztenit-ferrit fázisarányok meghatározására a Media Cybernetics Image-Pro Plus nevű szoftverét alkalmaztam. Az alapanyag szövetvizsgálata 52% ausztenitet és 48% ferritet mutatott, ami közel áll az elméleti fele-fele arányhoz. A marószer által előidézett elszíneződés nem bizonyult kielégítőnek, így azt szoftveresen kellett pótolni. LDX duplex acél alapanyag szövetképe a varrattól távol 10

Eredmények A A duplex acélok varrataiban mért szövetszerkezeti összetételekről az 5. táblázat ad felvilágosítást: 8/1 8/2 9/1 9/2 Fázisarány Ferrit / Ausztenit (eredeti: 48 / 52) 1. foto 71 / 29 62 / 38 70 / 30 58 / 42 2. foto 70 / 30 70,5 / 29,5 51 / 49 11

A hegesztőhuzal hatása 8/1. és a 9/1. minta tömör huzallal készült, ezeknél az ausztenit / ferrit ránya elérte a kritikus 70% / 30% értéket. Ez alapján megállapítható, hogy a orbeles huzal kémiai összetétele nagymértékben segít megakadályozni a ázisarány kedvezőtlen eltolódását az LDX hegesztésénél. 8/1. (duplex) minta szövetképei a varratban 12

A nitrogéntartalom hatása A védőgázhoz kevert nitrogén hányad növelésével, porbeles huzal alkalmazásánál javult a mért fázisarány, míg tömör huzal esetén romlott, ezzel igazolva látszik a bevezetőben említett tény, miszerint a nitrogén hatása nem egyértelműen pozitív. Minta sorszám 8/1 9/1 8/2 9/2 Feszültség V 12,8 13,5 13,5 13,8 Áram A 160 160 160 160 Védőgáz 100% Ar 5% N2 2% N2 10% N2 Huzalelőtolási sebesség m/perc Hegesztési sebesség mm/s Hőbevitel kj/mm 1,138 1,2 1,2 1,227 Fázisarány F/A (eredeti: 48/52) 71/29 70/30 70/30 70,5/29,5 62/38 58/42 51/49 Átlagos számított arány 2,39 2,85 3 1,2 13

A nitrogéntartalom hatása 8/2. (duplex) minta: ZÖLD = Ausztenit 9/2. (duplex) minta 9/2. (duplex) minta

Összefoglalás olfrámelektródás hegesztési kísérletek kerültek megvalósításra ausztenites s duplex korrózióálló acélokon. Az ezekből kivágott mintákból csiszolatokat észítettem, melyeket képelemző program segítségével vizsgáltam. z ausztenites acél esetén főleg rosszul beállított paraméterekkel iválások figyelhetőek meg. z LDX acél hegesztésekor a fő problémát a fázisok arányának egváltozása és az ezzel együtt járó makrotulajdonságokban bekövetkező áltozás jelenti, ám megfelelő hegesztőanyag és védőgáz alkalmazásával ehűlés után közel azonos fázisarányt is biztosítani lehet. 15

Irodalomjegyzék Dobránszky J, Sándor T: Új trendek a korrózióálló acélok hegesztésében Nowacki J, Łukojc A: Microstructural transformations of heat affected zones in duplex steel welded joints Muthupandi V, Srinivasan PB, Seshadri SK, Sundaresan S: Effect of weld metal chemistry and heat input on the structure and properties of duplex stainless steel welds Berecz T: Hő hatására kialakuló szigma-fázis egyes kristálytani vonatkozásai és a fázis megjelenésének következményei a SAF-2507 típusú duplex korrózióálló acélokban Aitken B (Avesta): How to weld Duplex Stainless Steel http://www.ukfstainless.co.uk/ukf/technical/data/1_4562.php 16