Hőhatásövezeti zónák fizikai szimulációja nagyszilárdságú szerkezeti acélok esetén

Absztrakt

Napjainkban a járműipar egyre növekvő igényt mutat a nagyszilárdságú acélok szélesebb körű felhasználására. Az acélgyártók folyamatosan fejlesztik az új generációs nagyszilárdságú acélokat, így garantálva az egyre nagyobb szilárdsági és szívóssági tulajdonságokat. A fejlesztések által biztosítják a jó szilárdság-sajáttömeg arányt, megfelelő hegeszthetőséget, megnövekedett szívósságot, valamint megfelelő alakváltozó képességet. Mindezek ellenére a nagyszilárdságú acélok hegesztése még tartogat kihívásokat, pl.: hidegrepedési hajlam, a hőhatásövezet kilágyulási hajlama, hozaganyag-választás nehézségei. A nagyszilárdságú acélok hőhatásövezetében keményedett és kilágyult zónákat találhatunk, amelynek következtében az anyag nagymértékben elveszti kiemelkedő mechanikai tulajdonságait. A ténylegesen elkészített hegesztett kötésekben a hőhatásövezet tulajdonságai csak korlátozottan elemezhetők hagyományos anyagvizsgálatok segítségével. Többek között ezért is fejlesztették ki a fizikai szimulátorokat, amelyek segítségével megvizsgálhatjuk a különböző hőhatásövezeti zónákat. A fizikai szimulátorok fejlesztésének másik oka, hogy időt és anyagot takaríthassunk meg a valós hegesztési kísérletekhez képest. Kutatómunkánkban két nagyszilárdságú szerkezeti acél (S960QL és S960M) hegeszthetőségét, valamint a hegesztést követően kialakult hőhatásövezet tulajdonságait vizsgáljuk, majd hasonlítjuk össze. A vizsgált acélok azonos szilárdsági kategóriába tartoznak (R_p0,2=960 MPa) és azonos lemezvastagsággal (t=15 mm) rendelkeznek. A hőhatásövezeti szimulációk során a huzalelektródás védőgázos ívhegesztés két különböző technológiai változata esetén vizsgáltuk a hűtési idő hatását a kritikus hőhatásövezeti zónákban (t_8,5/5=5 és 30 s esetén). A kiválasztott szemcsedurvulási, normalizálási, interkritikus és szubkritikus zónák tulajdonságit optikai mikroszkópos vizsgálat és keménységvizsgálat segítségével elemeztük.