پاورپوینت کامل و جامع با عنوان بررسی جوش در فولادهای پر استحکام کم آلیاژ (HSLA) در 57 اسلاید
فولاد کمآلیاژ پراستحکام که گاه «ریزآلیاژ» نیز نامیده میشود، نوعی فولاد آلیاژی است که با افزودن مقدار اندکی از عناصر آلیاژی مانند وانادیم، کلمبیم و تیتانیم تهیه میشود و برتریهایی بر فولاد کربنی معمولی دارد.
به سبب استحکام زیاد ریزآلیاژها، اینگونه فلزات را میتوان در ساخت قطعات باریک به کار برد. در صنایعی که کاهش وزن در درجه اول توجه قرار دارد (مانند صنایع خودرو) استفاده از ریزآلیاژها رونق بیشتری دارد. استحکام محصولی که با این مواد ساخته میشود بدون عملیات حرارتی از ۴۱۵ تا ۸۲۵ مگاپاسکال تغییر میکند.
با توجه به اینکه ریزآلیاژ در قطعههای فلزی باریکتر به کار میرود، خوردگی باعث کاهش چشمگیر استحکام در اینگونه فلزات میشود. اما، میتوان با افزودن فلزاتی همچون مس، سیلیکون، نیکل،کروم و فسفر بر مقاومت قطعه در برابر خوردگی جوی افزود که این امر خود مستلزم صرف هزینهاست. گالوانیزه کردن، پوشش با روی و آبکاریهای ضدزنگ دیگر میتواند ریزآلیاژها را در برابر خوردگی محافظت نماید.
ریزآلیاژها معمولاً محتوی ۰٫۱۵ تا ۰٫۵۵ درصد کربن، ۰٫۶ تا ۱٫۶۵ درصد منگنز، ۰٫۱۵ تا ۰٫۶۵ درصد سیلیکون و مقادیر اندکی از وانادیم، کلمبیم (نیوبیم)، تیتانیم یا نیکل و مولیبدن هستند. وانادیم، کلمبیم و تیتانیمکاربید و/یا نیتریدهایی تولید میکنند که در اکثر دماهای فورجینگ در محلول جامد باقی میمانند، اما در فرایند سرد کردن که در سرعتهای کنترل شده انجام میشود رسوب میشوند. پدیده رسوب سبب افزایش قدرت این فلزات پس از عملیات فورجینگ و سرد کردن کنترل شده میشود.
گروههایی از ریزآلیاژها با نام «شکل پذیری بهبود یافته» (تولید شده با ASTM A۷۱۵ و ASTM A۶۵۶) استحکامی معادل با ۸۰٬۰۰۰ psi دارند، در حالیکه تنها با صرف ۲۴٪ هزینه بیشتر از فولاد کربنی غیرآلیاژی که استحکامی برابر psi ۳۴٬۰۰۰ دارد به این نیرو دست مییابیم. چون ریزآلیاژها باید با فلزات دیگر سازهای مانند AISI ۱۰۱۰ و آلومینیم رقابت کنند، باید تا حد امکان ارزان باشند. اما ساختن چنین محصولی تا حد زیادی رؤیایی است. در محصول نهایی با افزایش و کاهشهای متعددی روبرو میشویم که با توجه به نیاز خود باید مورد مناسب را استفاده کنیم. برای مثال، افزایش قدرت از ۳۵٬۰۰۰ تا ۸۰٬۰۰۰ به کاهش ۳۰ تا ۴۰ درصدی شکلپذیری میانجامد.
ریزآلیاژهای عنوان شده در بالا اصولاً برای استفاده در صنعت خودرو و به خصوص در قسمتهایی ساخته شدهاند که کاهش وزن بدون از دست دادن قدرت اهمیت دارد. مثلاً قطعات شاسی، سیستم هدایت کننده و تعلیق، سپر و لاستیک نمونههایی از استفاده اینگونه ریزآلیاژها در اتومبیلهای سواری است.
در دستگاههایی همچون جرثقیل، مخلوطکن بتن، ماشینهای کشاورزی، کامیونها، تریلرها، برجهای انتقال قدرت، میلهای ریزآلیاژی با حداقل قدرت ۵۰٬۰۰۰ تا ۷۰٬۰۰۰ استفاده میشوند. شکل دادن، کندهکاری، اره کردن و انجام ماشینکاریهای دیگر بر روی ریزآلیاژها ۲۵ تا ۳۰ درصد بیشتر از فولادها انرژی میبرد.
ریزآلیاژها بر خلاف اکثر فولادهای کربنی در مقابل خوردگی مقاومت زیادی دارند. برای مثال «فرشته شمال» در انگلستان (که به طور عمده از آلیاژی با نام COR-TEN که از مقدار اندکی مس تشکیل شدهاست، ساخته شده) نمونه بارزی از ریزآلیاژهای بیرنگ است. چگالی ریزآلیاژها معمولاً ۷۸۰۰kg/m³ است.
فهرست مطالب:
فولادهای میکروآلیاژی HSLA
استحکام تسلیم
دمای تبدیل
روش ساخت
تعدادی از فولادهای HSLA
نواحی مختلف در جوش فولادهای HSLA
HAZ یا ناحیه متاثر از حرارت
پیش بینی ساختار و خواص HAZ
شبیه سازی جوشکاری
سختی سنجی
دیاگرام های CCT
دیاگرام های ریز ساختار جوش
دیاگرام های رشد دانه
سنتیک رشد دانه
تفاوت رشد دانه در فولادهای میکروآلیاژی و معمولی
پایداری رسوبات
آنتالپی تشکیل رسوبات مختلف
جنبه های عملی از رشد دانه و کنترل رشد دانه در HAZ
نواحی موجود در HAZ در فولادهای HSLA
ساختار انجمادی در جوشکاری یک فولاد HSLA
کنترل استحکام و تافنس فلز جوش
اثر ترکیب شیمیایی
اثر سرعت سرد کردن
دیاگرامی شماتیک برای بهینه کردن مقدار اکسیژن وقتی که مقدار آلومینیوم در فلز جوش متغیر است
راه های تبدیل ریز ساختار بینیتی به فریت سوزنی
علل تشکیل فریت های سوزنی بر روی آخال
خواص فریت سوزنی
ترک هیدروژنی
راه های جلوگیری از ترک هیدروژنی
راه های مقابله با ترک لاملار
ترک گرم
روش های جوشکاری
پیش گرمایش
فیلر متال
پس گرمایش
فولاد S355N
و...