Các vấn đề về luyện kim: Ảnh hưởng đến độ bền của mối hàn
Độ bền kim loại mối hàn: Đây là một chủ đề thường được thảo luận và cũng thường bị hiểu sai. Để xem xét đầy đủ độ bền của kim loại mối hàn hoặc cách bạn có thể tăng cường độ bền cho nó, bạn phải nghĩ đến không chỉ các quyết định trước khi hàn ảnh hưởng đến độ bền của mối hàn mà còn cả các phản ứng sau khi hàn và các cơ chế có sẵn ảnh hưởng đến nó.
Ví dụ, nhà thiết kế, kỹ sư hoặc thợ hàn (hoặc đôi khi cả ba) đưa ra các quyết định có ý thức liên quan đến thành phần kim loại cơ bản và kim loại phụ, quy trình hàn, thiết kế mối hàn và thiết kế mối hàn. Tất cả những điều này có ảnh hưởng đáng kể đến sức mạnh của thành phẩm.
Mặt khác, một số phản ứng ở trạng thái rắn diễn ra trong kim loại mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) rất quan trọng như các cơ chế tăng cường và mỗi phản ứng có thể có ảnh hưởng mạnh mẽ đến các quyết định được đưa ra trước khi hàn.
Nói cách khác, các quyết định liên quan đến kim loại cơ bản, kim loại phụ, quy trình hàn và thiết kế mối hàn đều trực tiếp—và thường bị ảnh hưởng đáng kể—bởi các cơ chế được sử dụng để tăng độ bền sau khi hàn hoặc bởi các phản ứng diễn ra sau khi mối hàn hoàn tất.
Một cân nhắc khác thường bị bỏ qua là khả năng hàn của kim loại cơ bản, điều mà chúng ta sẽ xem xét kỹ hơn trong số báo sau.
Thuật ngữ cơ bản
Trước khi tiếp tục, chúng ta hãy nhanh chóng xem xét một số thuật ngữ quan trọng:
Hàn kim loại. Khi chúng ta nói về kim loại mối hàn, chúng ta đang nói về các phần của kim loại cơ bản và kim loại phụ được kết hợp trong quá trình hàn. Kim loại hàn thường là hỗn hợp của kim loại cơ bản và kim loại phụ.
Phản ứng trạng thái rắn. Những phản ứng này diễn ra trong kim loại khi kim loại là chất rắn. Những điều này có thể xảy ra trong HAZ, trong kim loại mối hàn sau khi nó đã nguội hoặc trong kim loại cơ bản khi nó trải qua sự thay đổi nhiệt độ.
Vùng ảnh hưởng nhiệt. HAZ là một phần của kim loại cơ bản không bị nóng chảy nhưng có tính chất cơ học hoặc cấu trúc vi mô bị thay đổi do nhiệt hàn. HAZ tiếp giáp trực tiếp với kim loại mối hàn và được xác định bởi sự thay đổi có thể đo lường được về tính chất chứ không phải nhiệt độ cụ thể.
Cơ chế tăng cường kim loại mối hàn
So với các kim loại cơ bản, không có nhiều cách để tăng độ bền cho kim loại mối hàn sau khi hàn: ví dụ: bạn thường không gia công nguội kim loại mối hàn để tăng độ bền. Nhưng bốn phản ứng hoặc cơ chế ở trạng thái rắn có thể tăng cường độ bền cho kim loại mối hàn và nếu có thể áp dụng, đây là các chất phụ gia, nghĩa là độ bền thu được từ một cơ chế được thêm vào độ bền thu được từ cơ chế khác, giả sử có thể áp dụng nhiều hơn một cơ chế cho vật liệu cụ thể. hàn kim loại.
Bốn cơ chế đó là:
- Cấu trúc hạt hóa rắn, phổ biến cho tất cả các mối hàn.
- Tăng cường dung dịch rắn, áp dụng cho bất kỳ loại hợp kim nào.
- Làm cứng chuyển đổi, chỉ áp dụng cho các nhóm hợp kim cụ thể.
- Làm cứng kết tủa, chỉ áp dụng cho các nhóm hợp kim cụ thể.
Cấu trúc hạt hóa rắn chỉ đơn giản đề cập đến cấu trúc hạt của kim loại mối hàn khi nó hóa rắn. Hãy nhớ rằng kim loại hàn đóng băng nhanh chóng so với thép nóng chảy trong nhà máy. Đông cứng nhanh tạo ra một mô hình phân tách trong từng thớ kim loại mối hàn riêng lẻ.
Đến lượt nó, điều này dẫn đến một cấu trúc vi mô bao gồm các nhánh dendrite mịn trong một mạng lưới giàu chất tan. Các vi cấu trúc như thế này cản trở dòng chảy dẻo trong quá trình kiểm tra độ bền kéo và điều đó dẫn đến các kim loại mối hàn có tỷ lệ cường độ chảy trên độ bền kéo cao hơn so với các kim loại cơ bản.
Tăng cường dung dịch rắn của kim loại mối hàn có chức năng giống như làm cứng kim loại cơ bản bằng dung dịch rắn . Kim loại cơ bản được làm cứng tại nhà máy bằng cách thêm các hợp kim không dễ dàng phù hợp với mạng tinh thể của kim loại cơ bản. Các kim loại hợp kim này gây ra ứng suất trong cấu trúc tinh thể của kim loại cơ bản, làm tăng độ bền kéo và giảm độ dẻo.
Quy trình cơ bản tương tự hoạt động để tăng cường kim loại mối hàn, nhưng trong trường hợp này, các hợp kim được thêm vào trong quá trình hàn thông qua kim loại phụ. Cả hai nguyên tố hợp kim thay thế và xen kẽ sẽ tăng cường các kim loại hàn kim loại màu và kim loại màu.
Làm cứng chuyển đổi là phổ biến khi xử lý các kim loại cơ bản như thép nhẹ. Nó liên quan đến chu trình xử lý nhiệt-làm nguội-tôi luyện nhiệt được sử dụng để điều chỉnh sự kết hợp độ bền và độ dẻo cho các ứng dụng cụ thể.
Nhưng quá trình biến cứng cũng có thể diễn ra trong kim loại mối hàn màu. Điều này đúng ngay cả khi austenite thay đổi thành thứ gì đó khác với martensite trong quá trình làm mát. Quá trình làm nguội nhanh của chu trình nhiệt mối hàn làm giảm nhiệt độ biến đổi của austenite.
Nhiệt độ biến đổi thấp hơn làm cho cacbua ferit hình thành—một loại bền hơn và mịn hơn so với cacbua ferit được hình thành ở nhiệt độ cao hơn. Do đó, kim loại mối hàn bền hơn (xem Hình 1 ).
Các hệ thống hợp kim làm cứng kết tủa thường tăng cường kim loại mối hàn bằng một quá trình lão hóa. Và trong các mối hàn nhiều lớp, một số vùng kim loại hàn nhất định cùng với một số vùng của HAZ sẽ bị lão hóa hoặc thậm chí bị lão hóa quá mức chỉ đơn giản là do nhiệt hàn.
Mặc dù vậy, và bất chấp các khu vực của kim loại hàn quá cũ, xử lý nhiệt lão hóa sẽ tăng cường cả HAZ và kim loại hàn. Nhưng các khu vực quá già sẽ không tăng cường ở mức tương tự như kim loại cơ bản. Ngoài ra, một số kim loại hàn làm cứng kết tủa nhôm sẽ già đi tự nhiên ở nhiệt độ phòng.
Chúng ta sẽ đi vào chi tiết hơn về các quy trình tăng cường và làm cứng trong các cột trong tương lai, nhưng bây giờ điều này sẽ cho bạn ý tưởng về những gì cần thiết để phát triển và duy trì mức độ bền nhất định trong kim loại mối hàn. Lần tới chúng ta sẽ xem xét độ bền và độ dẻo dai, cũng như ảnh hưởng của nhiệt hàn đối với HAZ.
Thông tin liên hệ tư vấn
Để biết thêm thông tin chi tiết và có giá tốt nhất, vui lòng liên hệ chúng tôi:
CÔNG TY CỔ PHẦN DIMEC
Hotline: 0966.92.0404
Email: info@dimec.vn
Website: dimec.vn
Trụ sở chính: Số 285 Phúc Lợi, P. Phúc Lợi, Q. Long Biên, TP. Hà Nội
CN Đà Nẵng: Lô 11, Khu A4, đường Nguyễn Sinh Sắc, P. Hòa Minh, Q. Liên Chiểu, TP. Đà Nẵng
CN Hồ Chí Minh: Số 84 đường 10, KĐT Vạn Phúc, P. Hiệp Bình Phước, TP. Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh
