IMG31

8.9.2. Spawanie stali niskostopowych o wysokiej wytrzymałości

Przez pojęcie stale niskostopowe o wysokiej wytrzymałości należy rozumieć stale, których granica plastyczności przekracza 550 MPa. Uzyskanie takiej granicy plastyczności w stali ferrytyczno-perlitycznej jest właściwie niemożliwe. Lepsze właściwości wytrzymałościowe uzyskuje się w stalach ferrytyczno-bainitycznych oraz bainitycznych. Zmiany w strukturze tych stali zależą od zawartości mikrododatków Ni, Mo, Ti lub B, a także wynikają z doskonalenia technologii produkcji stali, tzn. przyspieszonego chłodzenia materiału w końcowym etapie procesu regulowanego walcowania.

Skład chemiczny tych stali charakteryzuje się małą zawartością dodatków stopowych, co gwarantuje optymalną wartość równoważnika węgla Ce przy różnym stopniu wytrzymałości. Zmiany wytrzymałości i innych cech materiału osiąga się przez doskonalenie technologii obróbki cieplno-plastycznej blach, a nie przez zwiększanie zawartości węgla czy innych składników. Dzięki temu przy niewielkich różnicach w składzie chemicznym zostaje zapewniona odpowiednia wartość równoważnika węgla i udamości. W stalach o granicy plastyczności wynoszącej co najmniej 550 MPa nastąpiło przejście z systemu wprowadzania dodatków „mangan-wanad-niob” (X70) na system „mangan-niob-tytan" przy jednoczesnym udoskonaleniu technologii walcowania dzięki wprowadzeniu szybkiego chłodzenia w niskich temperaturach.

W tabeli 8.2 i 8.3 przedstawiono dane dotyczące składu chemicznego i właściwości mechanicznych stali X70, X80 i XI00 (oznaczenie według AP1).

Tabela 8.2

Minimalne właściwości mechaniczne stali X70, X80 i X100

Gatunek stali	Granica plastyczności, MPa	Granica wytrzymałości, MPa	Ciągliwość w temperaturze -20°C
			próbki Charpy V	próbki DWTT
			pochłonięta energia, J	udział przełomu cią-gliwego, minimum, %
X70	480	600	145	85
X80	552	700	203	85
X100	689	753	136	85

Wysoko wytrzymałe blachy o niezbyt dużych grubościach (do około 20 mm) produkuje się metodą regulowanego walcowania. Skład stali jest tak dobrany, że występuje odpowiedni układ pierwiastków Mn-Nb-Ti; optymalny stosunek pomiędzy zawartością tytanu do azotu wynosi 3,4. Podstawową funkcją tytanu jest wiązanie azotu. W początkowym stadium produkcji stali, w procesie chłodzenia kęsisk otrzymanych metodą odlewania ciągłego, następuje przede wszystkim wydzielenie bogatych w węgiel węglikoazotków niobu. W czasie nagrzewania kęsisk przed walcowaniem wstępnym węglikoazotki niobu przechodzą do roztworu stałego w temperaturze niższej, niż jest to w wypadku węglikoazotków tytanu. W procesie walcowania

441