Nghiên cứu sự biến đổi tổ chức và tính chất trong quá trình hàn thép không gỉ với thép cacbon284

Sau hàn, mối hàn được phân chia thành các vùng nhỏ: vùng kim loại mối hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt HAZ và vùng kim loại cơ bản v i t ch c hoàn toàn khác ớ ổ ứnhau.. Kết hợ ới kết quả p vthự

B Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜ NG Đ Ạ I H C BÁCH KHOA HÀ NỘI Ọ

Lê Thị Nhung

NGHIÊN CỨU S Ự BIẾ N Đ Ổ I T CH Ổ Ứ C VÀ TÍNH CH Ấ T

Công trình được hoàn thành tại:

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Ngư i hườ ớng dẫn khoa học:

1 PGS.TS Phạm Mai Khánh

2 TS Nguyễn Đức Thắng

Phản biện 1: GS.TS Đinh Quảng Năng

Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Hoành Sơn

Phản biện 3: PGS.TS Nguyễn Văn Tích

Luận án được bảo vệ trước Hộ ồi đ ng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp tại Trường Đạ ọi h c Bách khoa Hà Nội

Vào hồi 8 giờ 30 phút, ngày 10 tháng 01 năm 2020

Có thể tìm hi u luể ận án tại thư viện:

1 Thư viện T Quang B u - Trư ng ĐHBK Hà N i ạ ử ờ ộ

2 Thư viện Quốc gia Việt Nam

1

M Ở ĐẦU Tính c p thiấ ế ủt c a đ tài ề

Hàn giữa hai vật liệu khác loại đang được áp dụng ộng rãi trong rcác kế ất c u của nhà máy nhiệt điện, hóa chấ ầt, d u khí, đóng tàu Thép không gỉ đư c ch n cho các kợ ọ ết cấu làm việc trong môi trường chịu

ăn mòn, chịu nhiệt, ch u lựị c tác d ng; thép cacbon dùng cho các kết ụ

cấu làm việc trong điều kiện ít chịu ực, không bị ăn mòn và ở nhiệt l

độ ấ th p hơn M c đích c a vi c này nh m gi m giá thành s n ph m ụ ủ ệ ằ ả ả ẩnhưng vẫn đảm b o đ y đ các yêu c u kỹả ầ ủ ầ thu t ậ

Các thông số ề v cơ tính c a mốủ i hàn như độ ề b n kéo, đ bộ ền uốn,

độ giãn dài, đ dai va đ p là ch tiêu quan tr ng đánh giá m i hàn ộ ậ ỉ ọ để ố

có đảm b o hay không Tuy nhiên, các giá trả ị này được quyết định

bởi tổ chức hình thành trong mối hàn Sau hàn, mối hàn được phân chia thành các vùng nhỏ: vùng kim loại mối hàn, vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) và vùng kim loại cơ bản v i t ch c hoàn toàn khác ớ ổ ứnhau Trong các m i hàn gi a thép không gố ữ ỉ austenit và thép cacbon thấp, vị trí xuất hiện phá hủy khi thử kéo là vùng nh hư ng nhiệt ả ởthép cacbon, điều này có nghĩa đây là vùng kém bền nhất sau khi hàn Tuy nhiên, vẫn còn một vài dạng khuyết t t t vi có thậ ế ể xu t ấ

hiện tại các vùng khác do sự thay đổi tổ ứ ch c sau hàn và trong điều kiện làm việc gây ra.Vì vậ ểy đ tìm giải pháp nâng cao chất lượng hay giảm khuyế ật t t mối hàn lo i này thì c n tr l i các câu h i sau: ạ ầ ả ờ ỏi) Tham số công ngh hàn, t ch c và cơ tính củ ậ ệệ ổ ứ a v t li u có m i ốquan hệ như th ếnào sau hàn?

ii) Tổ ch c và tính chấ ủa mối hàn bịứ t c thay đ i như th nào khi ổ ếlàm việc ở nhi t đ nâng cao? ệ ộ

iii) Tổ ứ ch c t i các tiạ ểu vùng khác nhau có hay không tạo ra các sai hỏng khi xét trong đi u ki n làm viề ệ ệc lâu dài các nhiở ệ ột đ khác nhau?

Với mục đích làm sáng tỏ vấn đ trên, đềề tài “Nghiên cứ ựu s biến đ i tổổ ch c và tính chất trong quá trình hàn thép không gỉ ớứ v i thép cacbon” đã được th c hi n trong luận án tiến sĩ kỹự ệ thu t v t ậ ậliệu

Mục tiêu, đối tư ng và phạm vi nghiên cứu của luận ánợ

Xét trong điều kiện hàn, các tham s chính quy t đ nh t i s thay ố ế ị ớ ự

đổ ổi t ch c m i hàn là v t li u đ u vào, nhi t đ t i đa đạứ ố ậ ệ ầ ệ ộ ố t được

2

trong quá trình nung và tốc độ ngu i Xét trong điộ ều kiện làm việc, thời gian, nhiệt độ làm vi c, yếu tốệ ngo i lực l i chiạ ạ ếm ưu thế trong các yếu tố làm thay đ i tổ chức mối hàn Do vậy, mụổ c tiêu c a luủ ận

án chính là: nghiên cứu s thay đ i tổ ứự ổ ch c, tính ch t cấ ủa mối hàn

dướ ải nh hưởng của các tham s k ố ể trên

Xét trong điề u ki n hàn, các tham s chính quy t đ nh t i s ệ ố ế ị ớ ự thay đổ ổ i t ch c m i hàn là v t li ứ ố ậ ệu đầ u vào, nhi t đ t i đa đ t ệ ộ ố ạ đượ c trong quá trình nung và t c đ ngu ố ộ ội Xét trong điề u ki n ệ làm việ c, th i gian, nhi t đ môi trư ng làm vi c, y u t ngo i ờ ệ ộ ờ ệ ế ố ạ

l ự c lại chiế m ưu th ế trong các yếu tố làm thay đổi tổ chức mối hàn Do v ậ y, mục tiêu của luậ n án chính là: s ự thay đổi tổ chức, tính chất củ a m i hàn ố trong điều kiện hàn và điều kiện làm việc ở nhi ệt độ nâng cao

Đối tượng nghiên c u là m i hàn gi a thép không gỉ ứ ố ữ austenit 304

và thép cacbon thấp sử ụ d ng đi n cựệ c E309L-16, phương pháp sử

dụng là hàn hồ quang tay SMAW đã được ứng dụng trong kết cấu

của nhà máy nhiệ ệt đi n

Phạm vi nghiên cứ ồu g m:

i) Kh o sát ả ảnh hưởng c a các tham s hàn t i t ch c và tính ủ ố ớ ổ ứchất mối hàn

ii) Xác nh các tđị ổ chức pha hình thành, độ ứ c ng tế vi, đ b n đ t ộ ề ạđược và bi n lu n sự hình thành pha trên các tham sệ ậ ố đầu vào trong điều kiện hàn

iii) Xác đ nh các pha hình thành, đánh giá các sai hị ỏng phát sinh

do sự thay đ i t ch c trong điổ ổ ứ ều kiện làm việc ở nhiệ ột đ cao

iv) Tính toán đường phân bố hàm lư ng cacbon tại biên giới nóng ợchảy thép cacbon theo mô hình Darken và ảnh hưởng c a s khuếch ủ ựtán cacbon tớ ổi t chức mối hàn

3

Nam, trung tâm thực hành thí nghiệm – Vi n Cơ khí – ệ Trường Đại

học Hàng hải Việt Nam, Phòng thí nghiệm Vật lý trường Shimane -

Nhật Bản, đề tài đã có một số đóng góp mang tính khoa h c và thựọ c tiễn như sau:

Ý nghĩa khoa học

+ Xác định hình thái, hàm lư ng δợ -ferit và gi i thích s hình ả ựthành, phát triển của pha δ-ferit theo nhiệ ột đ ng học trong điều kiện hàn và trong điều ki n làm vi c nhi t đ ệ ệ ở ệ ộ nâng cao

+ Xác định m i quan h gi a nhi t đ l n nh t và tố ộố ệ ữ ệ ộ ớ ấ c đ ngu i t i ộ ớ

s ự hình thành các pha vitmantet ferit, mactenxit, bainit, sigma và cacbit trong vùng HAZ Phân tích hình thái các pha dựa trên hiển vi điện tử truy n qua (TEM) ề

+ Tính toán bề ộ r ng vùng chuy n ti p và đư ng phân b n ng đ ể ế ờ ố ồ ộcacbon tại biên giới nóng chảy thép cacbon theo mô hình Darken và

i) Dựa trên cơ sở lý thuy t nhi t đ ng h c gi i thích s k t tinh và ế ệ ộ ọ ả ự ế

s ự thay đổi hình thái, hàm lượng của pha δ ferit vùng kim loại mối hàn trong điều ki n hàn và thí nghiệ ệm ở nhiệ ột đ nâng cao

-ii) Đã nghiên cứu m i quan h gi a: các yế ốố ệ ữ u t công ngh hàn – ệ

t ổ chức tế vi độ ứng tế vi và độ ền trong vùng ả – c b nh hưởng nhiệt thép cacbon Sự hình thành các pha mactenxit, bainit, vitmantet ferit chịu sự chi ph i bởi nhiố ệ ộ ớt đ l n nhất và tốc độ ngu i và là một trong ộcác nguyên nhân làm giảm mạnh độ ề b n mối hàn (gi i thích vùng ả

ảnh hưởng nhi t thép cacbon là vùng yệ ếu nhất trong mối hàn)

4

iii) Tính toán đường phân b n ng đ c a cacbon t i vùng chuy n ố ồ ộ ủ ạ ểtiếp thép cacbon d a trên mô hình cự ủa Darken Kết hợ ới kết quả p vthực nghiệm, đã xác đ nh đưị ợc ảnh hưởng của sự khuếch tán tới tổ chức mối hàn như: hình thành vùng ferit phía thép cacbon và sự ế ti t cacbit phía kim loại mối hàn; hình thành vùng có độ ứ c ng cao, vùng

có độ ứ c ng thấp hai bên biên giới nóng chảy là nguyên nhân xuất hiện tách lớp và nứt

iv) Đã xác định và gi i thích s xu t hi n các khuyế ậả ự ấ ệ t t t trong m i ốhàn nhiở ệ ột đ 6000C, 9000C

Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu là lý thuy t k t h p vớ ựế ế ợ i th c nghiệm trên

cơ sở ổ t ng hợp, đánh giá phân tích, chế ạ t o m u và x lý k t qu th c ẫ ử ế ả ựnghiệm Lu n án sậ ử ụ d ng các ph n mầ ềm tiên ti n và các thiế ịế t b đánh giá kiểm tra hiệ ạn đ i

Kết luận chung

CHƯƠNG I TỔNG QUANHàn hai vật liệu khác nhau là quá trình kết n i hai v t liố ậ ệu có thành phần hóa học và cơ tính khác nhau tới tr ng thái hàn, kim loạ ại

kết tinh hoặc khuếch tán đ ạể t o liên kết hàn Thành phần hóa h c c a ọ ủđiện cực thường khác so với thành phầ ủn c a các kim lo i cơ b n Khi ạ ả

đó, kim loại vùng nóng ch y s là s hòa tr n c a kim loả ẽ ự ộ ủ ại điện c c ự

và kim loại cơ bản Vùng kim loại không bị nung nóng cũng b thay ị

đổi v t ch c và tính ch t do nh hư ng c a nhi t đ và t c đ ề ổ ứ ấ ả ở ủ ệ ộ ố ộnguội khác nhau Sự hình thành các tiểu vùng sẽ là: vùng nóng chảy

5

(hay còn được gọi là vùng vũng hàn hay vùng kim loại m i hàn), ốvùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) (là vùng không b nung nóng có nhiị ệt

độ ớ l n hơn 5000C) và vùng kim loại cơ bản

Mối hàn giữa thép không gỉ austenite 304 và thép cacbon ứng dụng trong các kết cấ ủu c a nhà máy nhiệ ệt đi n Thái Bình (hình dư i ớđây) thường dùng phương pháp hàn là hàn h quang tay, điện cực ồE309L- 16

Hình 1.12 – 1.15 Ứng dụng mối hàn giữa thép 304 và thép cacbon tại nhà

máy nhiệt đi n ệTrong thực tế, mối hàn này thường làm việc ở ệ ộnhi t đ cao, vào khoảng 6000C, có trường h p lên t i 900ợ ớ 0C Khi làm việc ở nhi t đ ệ ộcao trong thời gian kéo dài như vậy làm cho t ch c c a m i hàn ti p ổ ứ ủ ố ế

tục biến đổi, dẫn tới sự thay đổi về ặ m t cơ tính Nếu so sánh với nhiệ ộ ốt đ t i đa của thép cacbon là 3500C, thép không gỉ 304 là 6000C thì nhiệ ột đ làm vi c thực tếệ đã vư t ngượ ỡng cho phép Điều này có thể làm phát sinh các sai h ng không mong mu n do sỏ ố ự thay đ i tổ ổchức gây lên

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Các yếu tố ả nh hư ng tới sở ự thay đổi tổ ch c tế ứ vi và tính

chất của mối hàn gi a thép không g ữ ỉ austenit với thép cacbon

Có bốn yếu tố chính ảnh hưởng tới tổ chức và tính chất của mối hàn là con người, thi t b , v t liế ị ậ ệu và năng lư ng Dượ ới đây xét hai

yếu tố là vật liệu và năng lượng (cụ thể là nhiệ ộ t đ và tố ộc đ nguội trong khi hàn)

2.1.1 V t li u hàn ậ ệ

Vật liệu xét trong nghiên cứu này là thép cacbon có %C < 0,2 %

và thép không g 304 có 18ỉ ,3 %Cr, 7,56 %Ni Thành ph n hóa hầ ọc

của vật liệu là cơ s để xác địở nh các chuyển biến pha, sự hình thành

6

t ổ chức, sự tiết cacbit trong quá trình hàn cũng như khi mối hàn làm

việc ở ệ ộnhi t đ nâng cao

2.1.2 Ngu n nhi t hànồ ệ

Nguồn nhiệt trong quá trình hàn hồ quang là vị trí có nhiệ ộ ớt đ l n nhất, thư ng đượờ c coi là trung tâm của mối hàn Trong quá trình hàn, nhiệ ộ ạt đ t i vùng trung tâm sẽ ả t n nhiệt ra môi trường xung quanh, hình thành vùng ảnh hưởng nhiệt m i hàn T chố ổ ức các vùng được quyế ịt đ nh bởi nhiệt độ ớ l n nhất mà vùng đó đạt được khi nung và

tốc độ nguội khi nguội Công thức xác định nhiệ ột đ ớ l n nhất và tốc

độ ngu i cho t m m ng xu t phát t phương trình c a Rosenthal như ộ ấ ỏ ấ ừ ủsau:

Nhiệ ộ ớt đ l n nhất: 0 2 1/2 /

2 p

2.2.1 Giản đ pha thép cacbon ồ

Giả ồ ạn đ tr ng thái Fe-C, đường cong động học chuy n biến khi ểlàm nguộ đẳi ng nhiệt (TTT) và đường cong động h c chuy n bi n ọ ể ếkhi làm nguội liên tục (CCT) được sử ụ d ng đ d đoán, gi i thích sự ể ự ảthay đổi tổ ứ ch c vùng HAZ thép cacbon

2.2.2 Giản đồ pha thép không g ỉ

Giả ồn đ pha thép không g đư c sử ụỉ ợ d ng đ d đoán, gi i thích s ể ự ả ựhình thành các pha vùng HAZ thép cacbon và vùng m i hàn.ố

2.3 Sự ế k t tinh và chuy n pha trong vùng nóng chể ảy mối hàn

Trong quá trình hàn, kim loại điện cực và một phần kim loại cơ

bản được nung nóng chảy do năng lượng của hồ quang hàn, khi đó, kim loại lỏng sẽ ết tinh để ạ k t o liên kết hàn Thành phần hóa học của kim lo i tạ ại vùng này tương đương với thành ph n cầ ủa thép không gỉ,

do vậy, kim lo i lỏạ ng có thể ế k t tinh theo b n mô hình: A, AF, FA và ố

F Pha δ-ferit được hình thành trên nền của austenit và tỉ phần, hình thái của δ-ferit s quy t đ nh tớẽ ế ị i tính chất của vùng này

7

Đồ th Schaeffle, đ th ị ồ ị Delong dùng đ d đoán m i quan h ể ự ố ệgiữa thành ph n hóa hầ ọc và hàm lượng ferit trong kim loại mối hàn thép không gỉ austenit Trong đó, crom tương đương đư c xác đ nh ợ ị

t nừ ồng độ của các nguyên tố ợ h p kim thúc đẩy sự hình thành ferit trước trong quá trình kết tinh như Cr, Mo, Si, Cb; còn niken tương đương được xác định từ ồ n ng độ ủ c a các nguyên t hố ợp kim thúc đẩy

s ự hình thành austenit trước trong quá trình kết tinh như Ni, C, Mn

2.4 Chuyển biến pha tại vùng HAZ của thép cacbon

Chuyển biến pha xảy ra vùng HAZ thép cacbon là chuyển biế ởn thể ắ r n c a thép có %C = 0,2 % Tủ ại vị trí có nhi t độ ớệ l n hơn Ac1

peclit sẽ chuy n biếể n thành austenit Tùy theo sự ế bi n đổi của tố ộc đnguội, tổ ứ ch c đạt được có thể là peclit, bainit, mactenxit hoặc tổchức vitmantet hĐộ ạt từng vùng cũng khác nhau và có thể ợc đưchia thành ba vùng: độ ạ h t nh mị ụ ộ ộ ạỏ n c c b , đ h t nh m n và h t ỏ ị ạthô

2.5 Chuyển biến pha trong vùng HAZ thép không gỉ

Trong vùng ảnh hưởng nhiệt của thép không gỉ ausenit có th x y ể ả

ra các hiện tư ng như: sợ ự ớ l n lên củ ạt, sựa h hình thành ferit hoặc sựtiết pha t i biên giạ ới hạt Các khuyết t t có thậ ể xu t hi n trong vùng ấ ệ

HAZ thép không gỉ như quá trình n t do hiứ ện tượng ăn mòn ứng suất, ăn mòn tinh giới làm m khgiả ả năng ch ng ăn mòn c a vậ ệố ủ t li u 2.6 Sự thay đ i tổ ổ chức trong vùng chuyển tiếp của mối hàn giữa hai vật liệu khác

Tổ chức của kim loại mối hàn tại vùng chuyển tiếp của mối hàn hai vật liệu khác loại phức tạp hơn so với cùng loại Tại vùng biên giới, xuất hiện”biên giới loại II” khi thành phần hóa học của hai vật liệu khác nhau Nó khác với sự phát triển khi hàn hai vật liệu cùng loại, tổ chức kim loại lỏng khi kết tinh thường có dạng định hướng vuông góc với biên giới nóng chảy, gọi đây là ”biên giới loại I” Để phân biệt các dạng biên giới này trong mối hàn giữa hai vật liệu khác loại ta dựa vào hướng của chúng Biên giới loại I thường vuông góc với biên giới nóng chảy, còn biên giới loại II song song với biên giới nóng chảy Ngoài ra, do quá trình hòa trộn và kết tinh, tại vùng

Theo các nghiên cứu, tại biên giới giữa thép cacbon và kim loại

mối hàn có sự chênh lệch về hàm lượng của các nguyên tố ợp kim h

là nguyên nhân dẫn t i quá trình khuớ ếch tán của cacbon t phía thép ừcacbon sang phía kim loại mối hàn Để xác đ nh đ ng cong biểu ị ườ

diễn sự thay đổi nồng độ khuếch tán của cacbon trong vùng pha austenit dựa vào mô hình Darken theo phương trình sau:

định h s t ph n k và h s khu ch tán D Sau khi tính hệ ốệ ố ỉ ầ ệ ố ế s A1,

A2, B1, B2, nồng độ cacbon m t vịở ộ trí b t kì trên hệấ đang xét có th ểxác định được Công th c tính các hệ ốứ s như sau:

= (2.36) = (2 ) 37

= (2.25 ) = (2 )29

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM 3.1 N i dung nghiên cộ ứu

Luận án t p trung nghiên u sậ cứ ự thay đ i tổ ổ ch c và tính chấ ủa ứ t c

mối hàn giữa thép không gỉ austenit 304 và thép cacbon bao gồm:

1 Trong điều kiện hàn, nghiên c u sựứ thay đ i t ch c và tính ổ ổ ứchất của mối hàn gi a thép không gữ ỉ austenit 304 và thép cacbon Đ ềtài tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệ ộ ớt đ l n nhất và tố ộc đnguội t i sớ ự thay đổi tổ ứ ch c vùng nóng ch y và vùng HAZ mả ối hàn Như phân tích chương 2, tở ổ ch c t i vùng nóng chảy và vùng HAZ ứ ạthay đổi đáng kể do hình thành các pha m i dư i nh hư ng c a ớ ớ ả ở ủ

so với vùng phía xa biên giới nóng chảy Cụ ể th , vùng hoàn toàn mactenxit hình thành tại biên giới nóng do tố ộc đ nguội lớn Các vùng có nhiệ ộ ớt đ l n hơn Ac3, austenit chuyển bi n thành mactenxit ếhoặc bainit ho c peclit ặ

2 Nghiên cứ ựu s thay đ i t ch c c a m i hàn trong điềổ ổ ứ ủ ố u ki n ệlàm việc ở nhi t đ cao Xửệ ộ lý nhi t dựa theo nhiệ ộệ t đ làm việc của mối hàn trong kết cấu nhà máy nhiệt điện, cụ thể ạ t i 4000C, 6000C,

9000C trong 10 giờ Bên cạnh việc đánh giá sự thay đ i tổ ứổ ch c và tính ch t mấ ối hàn, c n dầ ự đoán các khuy ậết t t có thể ả x y ra và ảnh

hưởng của nó t i kh ớ ảnăng làm việc c a chi ti t ủ ế

3 Nghiên cứu ảnh hưởng quá trình khuếch tán c a cacbon tủ ới chất lượng mối hàn Như phân tích chương 2, tở ại biên giới nóng chảy phía thép cacbon, do sự chênh l ch lư ng nguyên t h p kim ệ ợ ố ợ

dẫn tới hình thành thế năng hóa ọh c, thúc đẩy sự khuếch tán của cacbon từ phía thép cacbon sang kim loại m i hàn Số ự khu ch tán ếcủa cacbon dẫn tới hình thành vùng có độ ứ c ng cao (vùng giàu cacbon) và vùng có độ ứ c ng thấp (vùng nghèo cacbon) Ngoài ra, sự tăng hàm lượng cacbon tại vùng này tạo điều kiện cho s hình thành ựcacbit, ví dụ như cacbit crom, làm nh hư ng tớả ở i tính ch t cấ ủa mối hàn

4 Tiến hành tính toán quá trình khuếch tán c a cacbon d a trên ủ ự

cơ sở lý thuy t c a Darken Kếế ủ t qu khu ch tán đư c so sánh vớ ếả ế ợ i k t quả ự th c nghiệm nhằm xác định h s khu ch tán c a cacbon trong ệ ố ế ủ

điều kiện th c t D a vào các k t qu tính toán này s d ự ế ự ế ả ẽ ự đoán được

ứng x c a v t li u m i hàn trong đi u ki n làm vi c lâu dài ử ủ ậ ệ ố ề ệ ệ

g ỉaustenit

304 0,09 1,54 0,49 0,005 0,005 18,3 7,56 0,13 0,11 Thép

cacbon 0,18 0,62 0,02 0,04 0,05 0,02 0,08 0,005 0,01 Điệ n c c ự

E309L - 16 0,03 1,34 0,71 0,005 0,003 23,7 12,6 - -

Thép không gỉ và thép cacbon đư c c t trên máy cợ ắ ắt dây để ạ t o các tấm có kích thư c 275x85x3 mm Đớ ể chuẩn b cho quá trình hàn, ịcác mẫu được mài sạch để lo i bỏ ạạ t p ch t có trên bấ ề m t, nhằm ặtránh các khuyết tật có thể ả x y ra Các mẫu thép được hàn với nhau

bằng phương pháp hàn hồ quang tay (SMAW) Thành phần hóa học

vật liệu hàn và chế độ hàn đượ c đưa ra trong 3.1 và bảng 3.3

Bảng 3.3 Chế độ hàn

Tham số

hàn I (A) U (V) V (mm/ph) Nhiệ ộ môi trườt đ ( 0 C) ng

3.3 Quy trình đo nhiệt độ trong quá trình hàn

Trong quá trình hàn tiến hành đo nhi t đệ ộ ạ t i mộ ốt s điểm trên vùng HAZ để xác đ nh nhiệ ộ ớị t đ l n nh t và t c đ nguội trong khi ấ ố ộhàn

3.4 Quá trình x lý nhiử ệt

Các mẫu được nung và giữ nhiệt ở 4000C, 6000C, 9000C trong 10

giờ, sau đó, các m u được làm nguội cùng lò đến nhiệ ộẫ t đ thường

Ch x ế độ ử lý nhiệt này được lựa chọn dựa trên sự phân tích điều kiện làm việc thực tế ủ c a mối hàn nhà máy nhiở ệt điện

3.5 Phương pháp nghiên cứu

3.5.1 Tính toán nhiệ ột đ ng học, xây dựng giản đ ồ pha và gi n đ ả ồCCT

Giả ồn đ pha c a thép không gỉủ austenit, thép cacbon và đi n cực ệhàn được xây d ng bằng phần mềự m ThermoCalc v i tham s u ớ ố đầvào là thành ph n hóa hầ ọc của các nguyên tố ợ h p kim chính Fe-Cr-

anh tổ chức tế vi ở các vùng khác nhau, ở các mức phóng đại khác nhau

3.5.3 Xác định thành phần hóa học mẫu

Phương pháp quang phổ phát x : M c đích c a vi c phân tích ạ ụ ủ ệthành ph n hóa hầ ọc nhằm xác định lại thành phần thực tế ủ c a kim loại cơ bản và thành ph n hóa hầ ọc tại các vị trí khác nhau của m u ẫsau khi hàn

Phương pháp EDS: Phương pháp này đư c dùng đợ ể xác đ nh ị

lượng nguyên t h p kim t i mộ ểố ợ ạ t đi m ho c mặ ột đường

3.5.4 Phân tích cấu trúc Rơnghen

Mục đích sử d nụ g phương pháp phân tích Rơnghen là xác định thông số mạng pha nền hợp kim Xác định các thông số mạng của các pha thứ ấ c p

T ổ chức ban đầu của thép cacbon là peclit + ferit, còn bên phía thép không gỉ là austenit Sau hàn, tổ chức các vùng thay đổi và phân chia thành các vùng theo thứ ự ầ t l n lư t là: kim loạợ i cơ bản thép không g , HAZ thép không gỉ ỉ, vùng chuyển tiếp phía thép không gỉ, vùng kim loại mối hàn, vùng chuyển tiếp phía thép cacbon, HAZ thép cacbon và kim loại cơ bản thép cacbon (hình 4.3)