SPIS TREŚCI
1. Spawalność stali 7
1.1 Cykle cieplne spawania 7
1.1.1 Charakterystyka cyklu cieplnego spawania 7
1.1.2 Określanie czasu stygnięcia t8/5 7
1.1.3 Przykłady wyznaczania czasu stygnięcia t8/5 12
1.1.4 Symulacja cykli cieplnych spawania 12
1.2 Wpływ czasu stygnięcia t8/5 na strukturę i własności strefy wpływu ciepła złączy spawanych 14
1.3 Wpływ temperatury maksymalnej cyklu cieplnego spawania na strukturę i własności strefy wpływu ciepła 16
1.4 Struktura spoiny 18
1.5 Twardość złącza spawanego 19
1.6 Naprężenia własne i ich wpływ na własności połączeń spawanych 20
1.6.1 Powstawanie naprężeń własnych 22
1.6.2 Rozkład naprężeń własnych w złączach doczołowych 23
1.6.3 Wpływ naprężeń własnych na zachowanie się konstrukcji spawanych 24
1.7 Definicja spawalności 24
2. Pęknięcia w stalowych złączach spawanych 28
2.1 Wprowadzenie i rodzaje pęknięć 28
2.2 Pęknięcia zimne 28
2.2.1 Krucha mikrostruktura 28
2.2.2 Wodór dyfundujący28
2.2.3 Naprężenia 30
2.2.4 Zapobieganie powstawaniu zimnych pęknięć 31
2.2.5 Próby z utwierdzeniem własnym stosowane do oceny skłonności stali do powstawania zimnych pęknięć 33
2.3 Pęknięcia gorące 35
2.3.1 Pęknięcia krystalizacyjne 35
2.3.1.1 Spawanie stali nieuspokojonych 39
2.3.2 Pęknięcia likwacyjne 39
2.3.3 Zapobieganie powstawaniu gorących pęknięć 41
2.3.4 Próby stosowane do oceny skłonności złączy spawanych do pękania na gorąco 41
2.4 Pęknięcia wyżarzeniowe 43
2.4.1 Charakterystyka pęknięć 43
2.4.2 Mechanizm powstawania pęknięć 44
2.4.3 Pęknięcia pod napoinami 46
2.4.4 Ocena skłonności stali do powstawania pęknięć wyżarzeniowych 46
2.4.5 Badanie skłonności stali do powstawania pęknięć wyżarzeniowych 47
2.5 Pęknięcia lamelarne 48
2.5.1 Charakterystyka pęknięć 48
2.5.2 Badanie skłonności stali do pękania lamelarnego 49
2.5.3 Zapobieganie pęknięciom lamelarnym 51
2.5.4 Wymagana odporność stali na pękanie lamelarne 53
3. Stale niestopowe ogólnego przeznaczenia i węglowo-manganowe 55
3.1 Stale niestopowe 55
3.1.1 Stale niestopowe wg PN-88/H-84020 55
3.1.2 Stale niestopowe wg PN-EN 10025-2 58
3.2 Stale węglowo-manganowe 60
3.2.1 Stale węglowo-manganowe i mikrostopowe wg PN-86/H-84018 60
3.3 Spawalność i zasady spawania stali niestopowych i węglowo-manganowych 62
3.3.1 Metoda A zapobiegania powstawaniu pęknięć zimnych 63
3.3.1.1 Warunki, które mogą wymagać ostrzejszego podejścia 67
3.3.1.2 Wymagania obniżone 67
3.3.2 Metoda B zapobiegania powstawaniu pęknięć zimnych 67
4. Stale drobnoziarniste 70
4.1 Ogólna charakterystyka stali drobnoziarnistych 70
4.2 Mechanizmy umocnienia stali 70
4.2.1 Umocnienie przez pierwiastki znajdujące się w roztworach stałych 70
4.2.1.1 Wpływ pierwiastków znajdujących się w roztworze na inne własności stali 71
4.2.2 Regulacja wielkości ziarna 71
4.2.3 Umacnianie przez cząstki fazy wtórnej 72
4.2.4 Umacnianie przez dyslokacje 74
4.2.5 Umacnianie w wyniku przemian strukturalnych 74
4.3 Wpływ wtrąceń niemetalicznych 75
4.4 Stale drobnoziarniste normalizowane lub walcowane normalizująco 76
4.4.1 Wyżarzanie normalizujące a walcowanie normalizujące 76
4.4.2 Przegląd stali normalizowanych lub walcowanych normalizująco 77
4.4.3 Spawalność drobnoziarnistych stali normalizowanych lub walcowanych normalizująco 78
4.5 Stale ulepszone cieplnie 79
4.5.1 Charakterystyka stali ulepszonych cieplnie 79
4.5.2 Spawalność stali ulepszonych cieplnie 83
4.5.2.1 Wpływ warunków spawania na strukturę i własności SWC 83
4.5.2.2 Skłonność do zimnych pęknięć 84
4.5.3 Spawanie stali ulepszonych cieplnie 86
4.5.3.1 Warunki spawania 86
4.5.3.2 Materiały dodatkowe 87
4.5.3.3 Obróbka cieplna złączy spawanych ze stali ulepszonych cieplnie 88
4.6 Stale trudno rdzewiejące 88
4.6.1 Charakterystyka stali trudno rdzewiejących 88
4.6.2 Przegląd stali trudno rdzewiejących 89
4.6.3 Spawalność i spawanie stali trudno rdzewiejących 90
5. Stale walcowane termomechaniczne 91
5.1 Charakterystyka stali walcowanych termomechanicznie 91
5.1.1 Porównanie stali 92
5.2 Przegląd stali walcowanych termomechanicznie 95
5.3 Spawalność i spawanie stali walcowanych termomechanicznie 96
5.3.1 Zmiany twardości w SWC 96
5.3.2 Skłonność do zimnych pęknięć 98
5.3.3 Materiały dodatkowe do spawania i własności złączy 100
5.3.3.1 Odporność na kruche pękanie 100
5.4 Korzyści wynikające ze stosowania stali walcowanych termomechanicznie 103
6. Stale do pracy w niskich temperaturach 105
6.1 Ogólna charakterystyka stali 105
6.1.1 Kruche pękanie stali i konstrukcji spawanych 105
6.1.2 Materiały stosowane do budowy urządzeń pracujących w niskich i bardzo niskich temperaturach 106
6.2 Spawanie stali do pracy w niskich temperaturach 108
6.2.1 Stale niskowęglowe 108
6.2.2 Stale o podwyższonej wytrzymałości 109
6.2.3 Stale zawierające 3,5 i 5 % niklu 109
6.2.4 Stale o zawartości 9 % niklu 112
6.2.5 Stale austenityczne 113
6.3 Jakość złączy spawanych 114
7. Stale do pracy w podwyższonych temperaturach 115
7.1 Charakterystyka stali do pracy w podwyższonych temperaturach 115
7.1.1 Odporność na utlenianie 115
7.1.2 Żarowytrzymałość 116
7.2 Przegląd stali do pracy w podwyższonych temperaturach 119
7.2.1 Stale żaroodporne nowej generacji 122
7.2.1.1 Charakterystyka krajowego systemu energetycznego 122
7.2.1.2 Mniejsza emisja zanieczyszczeń ze źródła o parametrach nadkrytycznych 123
7.2.1.3 Przegląd nowych stali żaroodpornych 123
7.3 Spawanie stali do pracy w podwyższonych temperaturach 125
7.3.1 Spawalność 125
7.3.2 Obróbka cieplna złączy spawanych 129
7.3.3 Wpływ obróbki cieplnej na własności złączy spawanych 131
7.3.4 Cykle spawania i obróbki cieplnej stali bainitycznych i martenzytycznych 135
7.3.5 Pęknięcia pod wpływem obróbki cieplej (pęknięcia wyżarzeniowe) 137
7.4 Spawanie połączeń mieszanych ze stali do pracy w podwyższonych temperaturach 138
7.4.1 Dyfuzja reaktywna węgla 138
8. Literatura 142
9. Wykaz norm 144
Autor: Brózda Jerzy