L'equivalent de carboni (Ceq) és el paràmetre més important per avaluar la soldabilitat del Q390B i el seu risc d'esquerdament en fred.
1. Interval d'equivalents de carboni (Ceq) per a Q390B
El Ceq per a Q390B no és un valor únic fix, sinó un límit màxim permès definit per la norma. El seu rang típic/real d'acer produït comercialment es deriva dels seus límits de composició química a GB/T 1591-2018.
Alguns productors poden apuntar a l'extrem inferior (~ 0,44-0,46%) per millorar la soldabilitat, mentre que altres s'acosten cap al límit per garantir que els objectius de resistència es compleixin amb aliatges menys costosos.
Punt clau:En adquirir Q390B, el valor real de Ceq s'ha d'indicar al certificat de prova del molí. No confieu en el rang típic; utilitzeu el valor proporcionat per als càlculs del vostre procediment de soldadura.
2. Com afecta el Ceq a la susceptibilitat al cracking en fred
L'esquerdat en fred (també anomenada fissuració induïda per l'hidrogen-o fissurat retardat) és un risc important quan es solden acers d'alta-resistencia i baix-aliatge com el Q390B. El Ceq és un predictor directe d'aquest risc mitjançant el següent mecanisme:
L'enllaç: Ceq → Enduriment → Microestructura → Susceptibilitat
Alt Ceq → Alta tempabilitat:
La fórmula Ceq s'aproxima a la capacitat de l'acer de formar fases dures després d'un refredament ràpid. Cada element de la fórmula contribueix a desplaçar el diagrama de transformació del temps-temperatura-(TTT) cap a la dreta, de manera que la martensita es forma fins i tot a velocitats de refredament més lentes.
Refredament ràpid → Formació de martensita dura:
Durant la soldadura, la -zona afectada per la calor (HAZ) s'escalfa a altes temperatures i després es refreda ràpidament pel metall base fred que l'envolta. Si el Ceq és alt, el HAZ es transformarà en martensita dura i trencadissa en lloc de ferrita/perlita més suau.
Martensita + Hidrogen + Estrès=Cracking en fred:
Aquest és el model clàssic de "tres-factors" per al craqueig en fred:
Microestructura sensible (martensita):Aportada per l'alt Ceq. La martensita té una tenacitat baixa i és molt propensa a esquerdes.
Hidrogen (H):S'introdueix per la humitat en el flux de soldadura, el gas protector o els contaminants de la superfície de la placa.
Tensió de tracció:Inevitable de la contracció tèrmica i la restricció de les articulacions.
Els àtoms d'hidrogen es difonen i s'acumulen a l'HAZ martensític estressat. Quan s'arriba a una combinació crítica, es propaga una esquerda trencadissa, sovint hores o dies després de la soldadura (esquerdament "retard").
Implicacions pràctiques per a la soldadura Q390B
Com que el Ceq de Q390B (0,44-0,49%) és significativament superior al de l'acer suau (per exemple, ~0,35% per a Q235) i moderadament superior al Q355B, els procediments de soldadura estrictes no són negociables.
| Interval Ceq (IIW). | Implicació del procediment de soldadura per a Q390B |
|---|---|
| ~0.44 - 0.46% | Moderate Risk. Preheating is mandatory for most thicknesses (>10-15 mm). Es requereix un control estricte de les fonts d'hidrogen. |
| ~0.47 - 0.49% | Alt Risc. Es requereixen temperatures de preescalfament/interpass més altes. Pot requerir l'ús d'elèctrodes d'hidrogen ultra-(<5ml/100g deposited metal). Post-weld heat treatment (PWHT) may be necessary for thick, highly restrained joints. |
Mesures de mitigació requerides:
Preescalfament i control de temperatura entre passades:Aquest és el control principal. El preescalfament alenteix la velocitat de refredament, permetent que la HAZ es transformi en microestructures més suaus i dúctils (per exemple, bainita) en lloc de martensita. La temperatura de preescalfament requerida (p. ex., 80 graus - 150 graus) ve determinada directament pelCeq real i gruix de la placa.
Pràctica d'hidrogen ultra-:
Utilitzeu consumibles de soldadura classificats amb baix -hidrogen (H4) o molt baix-hidrogen (H5, H10).
Enfornar els elèctrodes estrictament segons les especificacions del fabricant.
Mantingueu les peces perfectament seques (sense humitat, gel, òxid).
Entrada de calor òptima:Mantenir l'entrada de calor dins d'un rang qualificat. Massa baix afavoreix un refredament ràpid i martensita. Massa alt pot engrossir excessivament els grans HAZ, reduint la duresa.
Tractament tèrmic post-soldadura (PWHT): For thick sections (often >30-40 mm) o juntes molt restringides, s'utilitza un forn per alleujar l'estrès (per exemple, 550-600 graus) per temperar la martensita, difondre l'hidrogen i alleujar les tensions.
Qualificació del procediment de soldadura (WPQR):Una prova de qualificació del procediment ha d'incloure travesses de duresa a través de la ZAC per verificar que no superi els límits de seguretat (normalment 350 HV10) i que no hi hagi esquerdes.
Resum
L'equivalent de carboni (Ceq) de Q390B, normalment un 0,44-0,49%, és una mesura quantitativa directa de la seva tendència a formar martensita dura i sensible a l'esquerda-a la ZAZ de soldadura. Aquest Ceq elevat en comparació amb els graus de -resistència més baixos augmenta fonamentalment la seva susceptibilitat a l'esquerdament per fred. En conseqüència, la soldadura Q390B requereix un procediment de baix-hidrogen i rigorosament controlat amb preescalfament obligatori, amb paràmetres adaptats al valor i al gruix de Ceq específics. Ignorar aquesta relació és la causa més comuna de fallades catastròfiques de soldadura en estructures d'acer d'alta resistència.