hàn thép cán nóng và thường hóa

Thép cán nóng và thép thường hóa trong các loại thép kết cấu cường độ cao hợp kim thấp và thép kết cấu hợp kim có tổng hàm lượng các nguyên tố hợp kim thấp và phần khối lượng cacbon thường nhỏ hơn 0,25%. Vì vậy, về tổng thể, khả năng hàn tốt hơn. Mức độ bền chung là thép cán nóng tương đối thấp, chẳng hạn như Q295 (09MnV), Q295 (09MnNb), Q295 (12Mn), v.v. Khả năng hàn gần bằng thép cacbon thấp. Tuy nhiên, khi mức độ bền tăng lên, khả năng hàn dần trở nên kém hơn, chẳng hạn như 18MnMoNb, 14MnMoV và các loại thép thông thường khác, đòi hỏi một số biện pháp xử lý để hàn.

---

Loại thép này nhìn chung không gặp vấn đề nứt nóng miễn là hàm lượng C, S và P không vượt quá tiêu chuẩn và không tạo ra sự phân chia diện tích cục bộ, đồng thời C, S và P trong kim loại mối hàn được kiểm soát chặt chẽ.

Tuy nhiên, do việc bổ sung một lượng nguyên tố hợp kim nhất định vào thép, xu hướng đông cứng của thép tăng lên và tồn tại vấn đề nứt nguội. Đặc biệt đối với các loại thép có cấp độ bền cao hơn như 18MnMoNb, 14MnMoV,… xu hướng nứt nguội tương đối lớn. Vết nứt nguội được tạo ra thường là vết nứt bị trì hoãn, do đó, quá trình hàn đòi hỏi phải kiểm soát chặt chẽ lượng hydro trong mối hàn, tốc độ làm mát của mối nối và sự ràng buộc của mối nối.

Trong loại thép này, thép cán nóng không chứa hoặc chỉ chứa một lượng nhỏ các nguyên tố tạo thành cacbua và không nhạy cảm với vết nứt khi hàn lại. Đối với thép thường hóa có chứa các nguyên tố tạo cacbit mạnh, có xu hướng bị nứt do nung nóng lại. Nhưng độ nhạy với vết nứt khi nung lại có liên quan đến hệ thống hợp kim của thép, ví dụ như thép thường hóa Q420 (15MnVN), mặc dù có chứa nguyên tố tạo thành cacbua mạnh V, nhưng thực tế sản xuất cho thấy nó không nhạy cảm với vết nứt khi hâm nóng.

Khi thép cán nóng và thép thường hóa có các tạp chất sunfua dạng tấm hoặc silicat nhiều lớp dọc theo hướng cán hoặc các tạp chất alumina dày đặc trong cùng một mặt phẳng, loại thép này cũng có độ nhạy với hiện tượng rách dạng lớp.

---

Độ giòn chung chủ yếu được tạo ra ở hai phần: vùng quá nhiệt và nhiệt độ gia nhiệt ở vùng lão hóa 200 ~ 400oC.

Độ giòn vùng quá nhiệt, đối với thép cán nóng, chủ yếu là do sự phát triển nghiêm trọng của các hạt và tạo ra mô quá nhiệt (như Weissite), do đó, khi hàn thép cán nóng, cố gắng không sử dụng nhiệt hàn quá lớn; đối với thép thường hóa, vấn đề giòn ở vùng quá nhiệt chủ yếu liên quan đến sự hòa tan pha kết tủa và sự phát triển của hạt. Khi hàn, nếu lượng nhiệt đưa vào quá lớn thì vật liệu gốc ban đầu ở trạng thái chuẩn hóa phân bố khuếch tán TiC, VC, VN hòa tan vào austenite, khiến các hợp chất plasma này ức chế vai trò phát triển của hạt austenite bị suy yếu đi rất nhiều, khiến hạt ở vùng quá nhiệt phát triển đáng kể; và do sự thô hóa của hạt do sự gia tăng độ ổn định của austenite, vùng quá nhiệt trong quá trình làm mát, nhưng cũng dễ dàng tạo ra bainite, các nguyên tố nhóm MA và Tổ chức lớn giòn khác, do đó làm cho khu vực quá nhiệt bị giòn nghiêm trọng. Do đó, nói một cách tương đối, độ nhạy quá nhiệt của thép thường hóa lớn hơn thép cán nóng.