KONSTRUKCE Media, s. r. o.Com4In Group
ISSN 1803-8433
English - Google Translate Česky - Překladač Google French - Google Translate Italian - Google Translate German - Google Translate Polish - Google Translate Spanish - Google Translate Swedish - Google Translate   |   Přihlásit se   
Nacházíte se:  Úvod    Svařování a dělení    Vliv svařování na lomovou houževnatost

Vliv svařování na lomovou houževnatost

Publikováno: 20.3.2008, Aktualizováno: 11.1.2009 23:45
Rubrika: Svařování a dělení

Oceli používané ve stavebnictví musí mít kromě pevnosti a tažnosti i dostatečnou lomovou houževnatost, zvláště pro dynamicky namáhané svařované konstrukce. V důsledku přechodu tepla ze svaru do základního materiálu v průběhu svařování se vytvoří tepelně ovlivněná oblast, jejíž mikrostruktura se liší od základního materiálu. V rámci tepelně ovlivněné oblasti jsou nejvíce ohroženy části s hrubými zrny, které se nacházejí velmi blízko samotného spoje, v tzv. lokální křehké oblasti. Při vícevrstvém svařování se tato lokální křehká oblast může měnit díky opakovanému přechodu vysokých teplot a vykazuje velmi složitou mikrostrukturu.

Ta pramení z komplikované tepelné historie, a proto není reálně možné odhadnout její lomovou houževnatost. Stupeň zkřehnutí závisí především na materiálových vlastnostech a podmínkách svařování. Pokud jsou jednoduché podmínky pro vytvoření lokální křehké oblasti, pak tato oblast zásadně ovlivňuje lomovou houževnatost v blízkosti svaru. Proto je velmi důležité stanovení lomové houževnatosti tepelně ovlivněné oblasti, aby byla zajištěna bezpečnost a spolehlivost celé konstrukce.


Obr. 1 – Fe – C diagram


Obr. 2 – Změna mikrostruktury

MIKROSTRUKTURA OCELI
Hlavní vliv na mechanické vlastnosti oceli mají prvky: železo Fe a uhlík C. Konstrukční oceli obsahují uhlík maximálně do 2,0 % hmotnosti, běžně pro stavební konstrukce kolem 0,2 % hmotnosti. Vztah mezi těmito prvky je znázorněn bilineárním rovnovážným diagramem Fe – C (obr. 1) v závislosti
na teplotě a procentuálním zastoupení hmotnosti uhlíku.


Obr. 3 – Tepelně ovlivněná oblast

Rovnovážný diagram Fe – C obsahuje následující pevné fáze:

  • γ – Austenit – vyskytuje se při vyšších teplotách, kubicky plošně centrovaná mřížka schopná pojmout až 2 % uhlíku.
  • α – Ferit – vyskytuje se při pokojových teplotách, kubicky prostorově centrovaná mřížka schopná pojmout pouze kolem 0,02 % uhlíku.
  • δ – Ferit – vyskytuje se při teplotách těsně pod bodem tání železa, kubicky prostorově centrovaná mřížka schopná pojmout pouze kolem 0,08 % uhlíku.
  • Fe3C – Cementit – na rozdíl od austenitu a feritu je velmi tvrdý a křehký, což je dáno jeho vysokým obsahem uhlíku 6,7 %.

Chladnutím austenitu ocel přechází na směs feritu a cementitu (obr. 2). Struktura střídavých vrstev feritu a cementitu v jednom zrnu se nazývá perlit. Tloušťka jednotlivých vrstev je závislá na rychlosti ochlazování. Rychlé ochlazení vede k vytvoření tenkých vrstev, které jsou blízko u sebe, zatímco pomalé ochlazení vytvoří mnohem hrubší strukturu s malou houževnatostí.


Obr. 4 – Mikrostruktura zrn

Pokud je ochlazení velmi rychlé, nestihne se vytvořit jemná struktura perlitu, ale vznikne velmi tvrdá nepravidelná struktura martensitu v podobě různě směrovaných tenkých jehliček.
Z výše uvedeného vyplývá, že obsah uhlíku a tepelné úpravy zásadně ovlivňují strukturu a tím i mechanické vlastnosti oceli. Při odstraňování zbytkových pnutí nebo pro odstranění tvrdé martensitické struktury se používá žíhání, tedy opětovné zahřátí oceli na předepsanou teplotu s pomalým chladnutím. Oceli určené do nízkých teplot a pro dynamické namáhání vyžadují jemnou pravidelnou perlitickou strukturu, které se dosáhne normalizačním nebo termomechanickým válcováním. Vážným tepelným zásahem do mikrostruktury oceli je i její svařování a následné chladnutí.

Kompletní článek včetrně všech obrázků naleznete v časopise Konstrukce 1/2008. Možnost předplatného ZDE.

Bookmark
Ohodnoďte článek:

NEJčtenější souvisejicí články (v posledních 30-ti dnech)

Svařování slabých plechůSvařování slabých plechů (269x)
Nejprve to hlavní – co si představit pod pojmem slabý plech. Je to tenký plech válcovaný za studena plech tloušťky 0,6 –...
Hliník a možnosti jeho svařováníHliník a možnosti jeho svařování (218x)
Hliník se nesvařuje s takovou samozřejmostí jako jiné kovy. Jeho velká afinita ke kyslíku, rychlá tvorba kysličníku hlin...
Volba konstrukčních ocelí pro stavební svařované konstrukce podle významu označeníVolba konstrukčních ocelí pro stavební svařované konstrukce podle významu označení (199x)
Pro stavební svařované staticky, dynamicky a únavově namáhané konstrukce, pracující za teplot v podcreepové oblasti jsou...

NEJlépe hodnocené související články

První jeřábový hák na světě vyrobený 3D tiskemPrvní jeřábový hák na světě vyrobený 3D tiskem (5 b.)
První jeřábový hák na světě vyrobený technikou 3D tisku úspěšně prošel zátěžovými testy na 80 tun a souvisejícími kontro...
„Robotické nahrazení svářeče u našich aparátů pro nejbližší budoucnost nevidím jako možné,“„Robotické nahrazení svářeče u našich aparátů pro nejbližší budoucnost nevidím jako možné,“ (5 b.)
uvedl v rozhovoru pro časopis KONSTRUKCE Ing. Lumír Al-Dabagh, generální ředitel ZVU STROJÍRNY, a. s....
Eurazio center – největší předváděcí centrum laserů a CNC strojů zahájilo výstavbuEurazio center – největší předváděcí centrum laserů a CNC strojů zahájilo výstavbu (5 b.)
Časům nakupování průmyslových strojů na slepo, bez osobního vyzkoušení a podrobné znalosti strojů, provozních nákladů a ...

NEJdiskutovanější související články

Varianty obalených elektrod – obalené elektrody s dvojitým obalemVarianty obalených elektrod – obalené elektrody s dvojitým obalem (4x)
Svařování obalenou elektrodou rozhodně nepatří mezi zastaralé metody. Použití kvalitní obalené elektrody umožňuje vytvoř...
Použití ocelí normalizačně tepelně zpracovaných S355NL a termomechanicky zpracovaných S355MLPoužití ocelí normalizačně tepelně zpracovaných S355NL a termomechanicky zpracovaných S355ML (3x)
Při návrhu svařované mostní konstrukce pro městkou komunikaci v Praze Troji byla posuzována možnost použít místo klasick...
Hliník a možnosti jeho svařováníHliník a možnosti jeho svařování (2x)
Hliník se nesvařuje s takovou samozřejmostí jako jiné kovy. Jeho velká afinita ke kyslíku, rychlá tvorba kysličníku hlin...

Server Vodohospodářské stavby

Rekonstrukce Vodního díla Nechranice

Rekonstrukce Vodního díla Nechranice